2020-01-15
165
Расчет шлицевого соединения расмотрим на примере колеса. Размеры шлицев выбираются по таблицам стандартов в зависимости от диаметра вала. Боковые поверхности шлицев испытывают напряжение смятия, а в сечениях у их оснований возникают напряжения среза и изгиба.
Схема для расчета шлицевых соединений.
Для шлицев стандартного профиля значение имеют напряжения смятия, которые определяются по формуле:
, где
Мкр – наибольший допустимый крутящий момент, передаваемый соединением;
= (0,7 
0,8) – коэффициент, учитывающий неравномерность усилия по рабочим поверхностям зубьев, обычно принимают = 0,75;
F – площадь всех боковых поверхностей зубьев с одной стороны на 1 мм длины, в мм2.
F=z*[ 
] – для прямобочных (прямоугольных) зубьев;
F=0.8*m*z – для эвольвентных зубьев, где m – модуль, z – количество зубьев;
F= 
- для треугольных зубьев;
r – радиус закругления, мм; f – радиус фаски, мм; Dв – наружный диаметр зубьев вала, мм; dа – диаметр отверстия шлицевой втулки;
rср = 
- для прямобочных (прямоугольных) зубьев;
rср =0,5*d – для эвольвентных и треугольных зубьев;
[ 
] – допускаемое напряжение на смятие.
1)Шлицы на валу-рессоре, идущему от двигателя возьмем эвольвентными:
эв.60×2×28.
Посчитаем эти шлицы на смятие:
Мкр=269,556 Нм = 269,556*103 Нмм;
[ ] =220 
(для стали 30ХГСА); 
= 80о;
F= 0,8*2*28=44,8 мм; l=34 мм;
rср = 
мм;
da = do- x = m*z*cos 
- х = 2*28*cos30o -1 = 47.5 мм;
= 
= 75.5 
< [ ] = 220 ;
Напряжение смятия меньше предельно допустимого почти в 3 раза, следовательно, выбранные шлицы эвольвентного профиля будут нормально работать при таких нагрузках.
2)Шлицы от колеса z3, которые передают крутящий момент на ступень перебора (z4): эв. 85×2,5×32.
Мкр = Ft*r3=5990*0.126 = 754.74 Нм, l = 22 мм (берем из чертежа);
[ ] = 300 
(для стали 12×2НЧА), = 30о;
da = do-X = m*z*cos -X = 2*32*cos30o – 1.25 = 54.18 мм;
rср = 
мм;
F = 0.8*m*z = 0.8*2*32 = 51.2 мм;
= 
< [ ] = 300 .
Следовательно, не превышает допустимого значения.
3)Шлицы, передающие крутящий момент от колеса z6 на главный вал, берем эвольвентные: эв. 95×2,5×36.
Мкр = Ft*r6 = 9875*0.126 = 1244,25 Нм;
l = 22 мм; m = 2.5; z = 36; Dc = 95 мм; X = 1.25 мм.
da = dc – X = m*z*cos30o – 1.25 = 2.5*36*cos30o – 1.25 = 76.7 мм;
rср = 
мм;
F = 0.8*m*z = 0.8*2.5*36 = 72 мм;
= 
< [ ] = 380 (сталь 38ХМЮА).
То есть шлицы выдерживают данный режим работы.
4)Шлицы, передающие крутящий момент от водила к основному валу –
эвольвентные: эв. 45×2,5×18.
Мкр = 1078,2 Нм, l = 35 мм; m = 2.5; z = 18; X = 1.25 мм;
da = do – X = m*z*cos30o – X = 2.5*18*cos30o – 1.25 = 37,72 мм;
rср = 
мм;
F = 0.8*m*z = 0.8*2.5*18 = 36 мм2; 
;
= 
= 
= 371,65 
< [ ] =410 -
(применяем сталь 30ХГСАУ).
С расчета следует, что выбранные шлицы вполне выдерживают данные напряжения смятия, возникающие при работе редуктора.
