Расчет прямобочного шлицевого соединения

Рассчитать неподвижное в осевом направлении прямобочное шлицевое соеди­нение в условиях постоянного нагружения при следующих исходных данных: пе­редаваемый момент Т = 900 Н-м; диаметр вала D = 45 мм. Термообработка дета­лей — закалка ТВЧ.

Расчет

Расчет прямобочного шлицевого соединения проводится следующим образом. Вначале по ГОСТ 1139-80 в зависимости от заданного диаметра вала подбираются подходящие шлицы среди трех серий: легкой, средней и тяжелой, и определяются основные параметры выбранных шлицев, такие как число зубьев, внешний диа­метр, внутренний диаметр и т. д. Далее из условия прочности соединения для каж­дого шлица рассчитывается длина. После этого по совокупности всех параметров

112 Глава 2, Соединения элементов машин

принимается окончательное решение о выборе той или иной серии шлицевого со­единения.

В нашем случае задан диаметр вала, D = 45 мм. По ГОСТ 1139-80 выберем из каждой серии по одному подходящему шлицу (табл. 2.2.5.1).

Таблица 2.2.5.1.

 

№	серия	число зубьев	номинальный диаметр, мм	внешний диаметр, мм	ширина шлица, мм
	тяжелая
	средняя
	легкая

Как видно из таблицы, заданному диаметру вала соответствует лишь внешний диа­метр шлица тяжелой серии, внешние диаметры шлицев других серий придется выби­рать меньше 45 мм (если только нет возможности взять вал большего диаметра).

откуда

Требуемую длину для каждого из выбранных шлицев определяем из условия прочности шлицевого соединения (4.2.67):

где

— нормальное напряжение в контакте;
— зависящее от вида термообработки деталей и типа нагрузки допускаемое

напряжение в контакте, которое при заданных условиях можно положить равным = 120МПа;

— коэффициент концентрации, учитывающий неравномерность распределения давлений по длине шлица, для данной задачи принимаемый равным

— средний диаметр соединения;

h — высота шлица, участвующая в контакте.

Геометрические размеры шлица и h вычисляются в зависимости от типа

шлицевого соединения. Если шлицы прямобочные, то

, где D и d — соответственно внешний и номинальный диаметры шлица, — размер фаски шлица.

2.2. Соединения деталей вращения 113

Теперь можно определить длину каждого из трех шлицев:

Для выбранных нами шлицев имеем: