🗊Презентация Шпоночные, шлицевые, штифтовые соединения

Шпоночные, шлицевые, штифтовые соединения Доцент кафедры самолетостроения к.т.н. Мухин Д.В.

Учебные вопросы Шпоночные соединения Шлицевые соединения Штифтовые соединения

1. Шпоночные соединения Шпоночные соединения применяют для передачи вращающего момента между валом и ступицей, насаженной на вал детали, например, ступицей зубчатого колеса, шкива, маховика и т. п. Передача вращающего момента между деталями соединения осуществляется с помощью специальной детали — шпонки . Шпоночные соединения подразделяют на ненапряженные, осуществляемые призматическими, сегментными или цилиндрическими шпонками, и напряженные, осуществляемые клиновыми шпонками.

2. Шлицевые соединения Шлицевые соединения валов со ступицами различных деталей, таких как зубчатые колеса, шкивы, диски фрикционных муфт и т. п., применяют, как и шпоночные соединения, для передачи вращающего момента. В этом соединении на валу изготовляют выступы (зубья, шлицы), входящие во впадины (шлицы) ступицы. Достоинства шлицевых соединений по сравнению со шпоночными: высокая несущая способность благодаря значительно большей рабочей поверхности зубьев — шлицев; высокая усталостная прочность вала вследствие незначительной концентрации напряжений; возможность применения высокоточных и высокопроизводительных методов обработки шлицев в ступицах (протягиванием) и зубьев на валах (фрезерованием червячными фрезами, шлифованием, как при нарезании зубьев зубчатых колес) — это позволяет получить высокую точность центрирования и взаимозаменяемость деталей шлицевых соединений.

Виды отказов К основным видам отказов (выход из строя) шлицевых соединений относят износ и смятие рабочих поверхностей; возможны усталостные разрушения валов, разрывы втулок — ступиц с внутренними зубьями, а также срез зубьев. Износ является следствием работы сил трения при микроперемещениях (взаимное относительное скольжение) контактирующих поверхностей в процессе работы. Скольжение и изнашивание происходит при несоосности вала и втулки (ступицы) вследствие неизбежных погрешностей изготовления, а также из-за взаимного смещения вала и втулки под действием радиальных (поперечных) переменных или циркуляционных нагрузок и при действии пере­менных изгибающего и вращающего моментов.Особо большой износ наблюдается в шлицевых соединениях в условиях скудной смазки и в абразивной среде, например в тракторах. Эффективными средствами повышения износостойкости соединения являются: увеличение твердости контактирующих поверхностей, уменьшение зазоров, применение более плотных посадок, затяжка соединения, а также совершенная смазка в сочетании с хорошим уплотнением. Смятие рабочих поверхностей шлицев, а также срез зубьев (шлицев) может происходить при больших перегрузках. Разрывы ступиц втулок возможны под действием распорных сил в соединениях с эвольвентными или треугольными шлицами.

Расчет шлицевых соединений. Расчет шлицевых соединений проводят по двум критериям работоспособности: Расчет шлицевых соединений. Расчет шлицевых соединений проводят по двум критериям работоспособности: а) по критерию смятия в качестве основного для большинства соединений, передающих только вращающий момент, и в качестве дополнительного для ответственных соединений, подверженных циркуляционной нагрузке, где, кроме вращающего момента, присутствуют изгибающий момент и поперечные силы, вращающиеся относительно соединения; б) по критерию износостойкости в качестве основного для соединений, подверженных переменной циркуляционной нагрузке, когда на соединение, кроме вращающих моментов, действуют радиальные силы и изгибающие моменты. Соединения, нагруженные только вращающим моментом (муфты), на износ не рассчитывают. В случаях, когда износ не допускается, проводится дополнительный расчет на отсутствие износа при неограниченно большом числе циклов нагружений (расчет на безызносную работу). После расчетов по этим критериям несущей способностью соединения считается меньшая из полученных.

Упрощенный (приближенный) расчет шлицевых соединений по критерию смятия В напряжения смятия на рабочих поверхностях зубьев находят в предположении равномерного распределения напряжений по рабочей поверхности зубьев при наибольшем вращающем моменте Т. Неравномерность распределения нагрузки между зубьями учитывают с помощью коэффициента kрн

Уточненный расчет прямобочных шлицевых соединений по критерию износостойкости