Ознакомление с основными типами шлицевых соединений, их условными обозначениями, способами центрирования, методи­ками прочностных расчётов и оценкой их несущей способности

Министерство общего образования

Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Кафедра КГМ и ТМ

Отчет по лабораторной работе №3

Соединения шлицевые

Автор: студент гр.  ММ-01     _________                                          Сергеева Н. А.                                                                               ^{( группа )                        ( подпись )                                                      (ф.и.о.)}

ОЦЕНКА:     _____________

Дата: ___________________

ПРОВЕРИЛ

Ст. преп.         _________                                                                       Соколова Г.В.

   ^{( должность )                ( подпись )                                                                                                                             (ф.и.о)}

Санкт-Петербург

2003

Цель работы:

Ознакомление с основными типами шлицевых соединений, их условными обозначениями, способами центрирования, методи­ками прочностных расчётов и оценкой их несущей способности.

Общие сведения:

Шлицевое соединение представляет собой многошпоночное соединение, в котором зубья (шлицы) выполняются заодно с валом (охватываемая деталь) и втулкой (охватывающая деталь), предна­значенное для передачи вращающего момента и взаимного осевого перемещения (например, шестерни коробок скоростей).

Стандартами предусмотрены три вида шлицевых соедине­ний: прямобочные (ГОСТ 1139-80), эвольвентные (ГОСТ 6033-80), тре­угольные.

Обозначение прямобочных шлицевых соединений валов и втулок содержит:

             -букву, обозначающую поверхность центрирования;

-  число зубьев z и номинальные размеры D - наружный диа­метр, d- внутренний диаметр, b - ширина шлицев;

-  обозначение   полей   допусков   и   посадок   диаметров   и ширины шлицев.

          Обозначение эвольвентных соединений валов и втулок со­держит:

-цифру, обозначающую номинальный диаметр соединения;

-модуль;

-посадку соединения в зависимости от способа центрирования (ГОСТ 6033-80).

Исходные данные:

- Деталь- вал шлицевой прямобочный;

       - Материал –18XГТ

        - В комплекте со втулкой соединение имело обозначение:

1)  Проходная фаска f=0,4;

2)  Рабочая длинна шлицов L_р=42 мм;

3)  Условия эксплуатации - тяжелые;

4)  Тип соединения – подвижное под нагрузкой;

5)  Твердость поверхности – HRC 40-50;

6)  Режим работы- I;

10)Ресурс работы – подлежит определению

11)Частота вращения вала n=500 ;

12)Условие смазки - среднее;

13)Характеристика внешних зубьев:

z =11; m =5.0мм; x =0; ;

Задание:

1)  Расшифровать обозначение соединения, указать поверхность центрирования, дать условное обозначение отверстия, выполнить его эскиз;

2)  Определить ресурс работы соединения, если величина передаваемого крутящего момента Т =700 Нм;

3)  Выполнить проверочный расчет на изнашивание данного соединения.I

Расшифровка обозначения:

·  Шлицевое прямобочное соединение;

·  Центрирование по внутреннему диаметру;

·  Число зубьев z=6;

·  Внутренний диаметр d=28 мм;

·  Поле допуска отверстия внутреннего диаметра H7;

·  Поле допуска вала внутреннего диаметра f7;

·  Наружный диаметр D=32 мм;

·  Поле допуска отверстия наружного диаметра H12;

·  Поле допуска вала наружного диаметра a11;

·  Ширина шлица b=7 мм;

·  Поле допуска отверстия F8;

·  Поле допуска вала f8.

I

Проверка прочности соединения проводится по формуле:

,

где T – вращающий момент; Z – число шлицев; dm -  средний диаметр соединения. =30, где D,d-наружний и внутренний диаметры; K_H – коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями ;   =1.6;  h – высота шлица, где с – проходная фаска; L_р – рабочая длинна шлица.

Подставив в формулу значения получим:

,

в ходе проверки получили, что при вращающем моменте равном 700 Нм прочность соединения не выполняется (σ_см=4÷8). Рассчитываем допустимый вращающий момент:

Проверочный расчет на изнашивание проводим по формуле:

,

где [σ_изн]_усл – условное допускаемое напряжение при расчете соединения на изнашивание (определяется по таблице); K_N – коэффициент числа циклов (, где n – число оборотов в минуту; L_h – ресурс работы); K_e – коэффициент эквивалентности режима нагружения (определяется по таблице); K_oc – коэффициент осевой подвижности соединения (определяется по таблице); K_см – коэффициент условия смазки соединения (определяется по таблице).

Из таблиц принимаем значения коэффициентов:

Кос=1; Ксм=0,7; Ке=0,77;

Подставив значения проведем проверочный расчет на изнашивание:

,

условие  выполняется ().

Вывод:

      По результатам расчетов было определенно, что заданный по условию вращающий момент превышает допустимый в 2,29 раза, что недопустимо.