ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Действующими стандартами сечения шпонок установлены соответственно диаметрам валов. Материалом шпонок слу-
жит среднеуглеродистая сталь. Их проверка на срез может не производиться, так как соотношение стандартных размеров
таково, что прочность шпонки на срез выше, чем на смятие поверхности. Соединение на сегментной отличается от соедине-
ния на призматической только формой шпонки и способом фрезерования паза.
Зубчатые (шлицевые) соединения. Зубчатые соединения образуются при наличии наружных зубьев на валу и внут-
ренних зубьев в отверстии ступицы. Все размеры зубчатых соединений, а также допуски на них стандартизованы. По форме
профиля зубьев различают три типа соединений: прямобочные, эвольвентные, треугольные.
Соединения с прямобочными зубьями выполняют с центрированием по боковым граням зубьев, по наружному или
внутреннему диаметрам профиля соединения. Стандартом предусмотрены три серии соединений (легкая, средняя и тяже-
лая), которые отличаются высотой и количеством зубьев. Число зубьев изменяется от 6 до 20. У соединений тяжелой серии
зубья выше, а их количество больше, чем у соединений средней и легкой серий.
При выборе способа центрирования руководствуются следующим.
Центрирование по диаметрам (D или d) обеспечивает более высокую соосность вала и ступицы по сравнению с центри-
рованием по боковым граням. Центрирование по боковым граням b обеспечивает более равномерное распределение нагруз-
ки по зубьям, поэтому его применяют при тяжелых условиях работы (большие напряжения, ударные и реверсивные нагрузки
и т.п.).
Диаметр центрирования (наружный или внутренний) выбирают исходя из технологических условий. Если твердость
материала втулки позволяет обработку протяжкой (НВ < 350), то рекомендуют центрирование по наружному диаметру. При
этом центрирующие поверхности втулки калибруют протяжкой, а центрирующие поверхности вала – шлифованием. При
высокой твердости втулки рекомендуют центрирование по внутреннему диаметру. В этом случае центрирующие поверхно-
сти отверстия и вала можно обработать шлифованием.
Соединения с эвольвентными зубьями выполняют с центрированием по боковым граням или по наружному диаметру
вала. Наиболее распространен первый способ центрирования.
Эвольвентные зубья протяжки или самого соединения можно изготовлять на зуборезных станках и получать при этом
высокую точность. Технологические преимущества этих соединений, а также более высокая прочность (благодаря большему
числу зубьев и скруглению впадин) обеспечивают им все более широкое применение. Эвольвентные зубья, так же как и пря-
мобочные, можно применять в подвижных соединениях.
Соединения с треугольными зубьями не стандартизованы, их применяют главным образом как неподвижные при тон-
костенных втулках и стесненных габаритах по диаметру. Это соединение имеет большое число мелких зубьев (до 70).
Вследствие технологических трудностей треугольные зубья часто заменяют мелкими эвольвентными зубьями.
Зубчатые соединения по сравнению со шпоночными обладают рядом преимуществ, главные из которых следующие:
детали лучше центрируются на валах и имеют лучшее направление при осевом перемещении; прочность соединения, в осо-
бенности при динамических нагрузках, существенно повышается вследствие увеличения суммарной рабочей поверхности
зубьев по сравнению с поверхностью шпонки, а также вследствие уменьшения глубины пазов и равномерного распределения
нагрузки по окружности вала. Преимущества зубчатого соединения перед шпоночным обусловили его широкое применение
в высоконапряженных машинах (автотракторная промышленность, станкостроение, авиастроение и т.п.).
Основными критериями работоспособности зубчатых соединений являются сопротивления рабочих поверхностей зубь-
ев смятию и коррозийно-механическому изнашиванию. Коррозийно-механическое изнашивание возникает при очень малых
колебательных относительных перемещениях сопряженных поверхностей. В зубчатых соединениях такие перемещения свя-
заны с деформациями и зазорами. Не трудно понять, что циклические деформации изгиба вращающегося вала распростра-
няются в отверстие ступицы и сопровождаются относительными микроперемещениями. Деформации кручения вала также
сопровождаются микросдвигами, но в отличие от изгиба эти микросдвиги циклические только при переменном крутящем
моменте. Исследования зубчатых соединений позволили разработать ГОСТ 21425–75 по расчету их нагрузочной способно-
сти.
2.6. ВАЛЫ И ОСИ
Расчет и проектирование валов. Для поддержания вращающихся деталей и для передачи вращающего момента от од-
ной детали к другой (в осевом направлении) в конструкциях используют детали в форме тел вращения, называемые валами
(рис. 7, а).
В зависимости от вида испытываемой деформации условно различают:
простые валы (валы) – работают в условиях кручения, изгиба и растяжения (сжатия), их применяют в передачах: зубча-
тых, ременных и др.;
торсионные валы (торсионы) – работают лишь в условиях кручении, т.е. передают только вращающий момент, соеди-
няя обычно два вала на индивидуальных опорах;
оси – поддерживающие невращающиеся валы, работающие лишь в условиях изгиба и реже растяжения (сжатия).
В зависимости от распределения нагрузок вдоль оси вала и условий сборки прямые валы выполняют гладкими (рис. 7,
а) или ступенчатыми (рис. 7, б, в), близкими по форме к балкам равного сопротивления изгибу. Гладкие валы более техноло-
гичны.
В специальных машинах (поршневых двигателях и компрессорах) используют коленчатые валы, имеющие "ломанную"
ось (рис. 7, г).
Для передачи вращающего момента (вращения) между агрегатами со смещенными в пространстве осями входного и
выходного валов применяют специальные гибкие, имеющие криволинейную геометрическую ось при работе. Такие валы
обладают высокой жесткостью при кручении и малой жесткостью при изгибе.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- …
- следующая ›
- последняя »
