Шлицевые соединения. Классификация. Расчет шлицевых соединений

Шлицевые соед-я вал-ступица - соед-я, образуемые выступами-зубьями на валу, входящие во впадины-шлицы соответ-й формы в ступице. Шлицевые соед-я часто исп-ют вместо шпонок. Шлицы в зав-ти от формы профиля: прямобочные, эвольвентные, треугольные. Также бывают: подвижные, неподвижные. G_см=2М/d_срlhψz≤[G_см], М - крутящий момент, d_ср - средний диаметр шлиц-го соед-я, l - длина пов-ти контакта шлицов, h - высота пов-ти шлицов, z - ч-ло шлицов, ψ - коэф-т, учит-й нерав-ть нагр-ки, распределяемой м/у шлицами (0,7-0,8).

Передачи. Осн.силовые, кинематические соотношения в передачах.

П/ча - мех-м, предназ-й для п/чи энергии на расстояние. В завис-ти от способов осущ-я п/чи: мех-е, электрич-е, гидравлич-е, пневматич-е. Окружная сила: Ft=P/U; Окружная сила связана с моментом: Ft=M/d; КПД: η=P/P; перед-й телами вращ-я момент связан с мощностью: M=P/W. Передаточное отн-е : i=u=z/z=n/n=W/W=M/Mη=d/d(γ). В случае, если привод состоит из к п/ч: η _общ=η₁*η₂*η_к; i=i₁*i₂*i_к

ЗП. Классификация. Материалы и методы упрочнения.

ЗК - мех-м, к-ый с пом-ю зубч зацеплен передает/преобр-ет движ-е с изменением угловых скоростей и моментов. Ведущее колесо (меньшее) - шестерня, ведомое (большее) - колесо. Бывают: с вешним и внутр-м зацеплением; По конструк-му оформлению: открытые (не имеют защитн. кожуха и масл.ванны), полуоткрыт-е (им-ют защитн.кожух), закрытые (есть кожух и масл.ванна); по окруж-й скорости: тихоходные (3-4м/с), среднескростные (4-15м/с), высокоскоростные (более 15м/с); по взаимному расположению осей валов: при валах с //ми осями - цилиндрич: прямозубые, косозубые, шевронные. При валах с пересек-ся осями: конические прямозубые, конич косозубые. Со скрещ-ся осями: винтовые, гипоидные/конич винтовые. Осн материалы для изгот-я ЗК: термически обрабат-е Ст (они обеспеч-ют необх. контактн. прочность, прочн7ость зубьев на изгиб), реже - из чугунов и пластмасс. Улучш-е ЗК изг-ют из качественных угерод-х Ст-35, 40, 45, 50 и др., легир-х Ст-35Х, 40Х, 45Х и др. Нормализованные ЗК небольших р-ров – углеродист. Ст обык-го кач-ва (Ст5, Ст6) и кач-х углерод-х (35, 40, 45). Больших р-ров из углерод-го Ст литья (35Л, 40Л, 45Л), а также из марганцовистого и низколегир-го литья различн.марок. Методы упрочнения: закалка, цементир-е (пов-ть насыщается углеродом), азотирование, цианир-е (смесь углерода и азота), диффузионная метаниз-я. Чугун - крупногабаритные ЗК (тихоход/малоскоростных); серый чугун (СЧ21, СЧ24); модиф-й чугун (СЧ25, СЧ35); высокопрочный. Пластмассы (текстолит, капрон, капролон, нейлон и др.).

Р-т на контактную прочность зубчатых цилиндрических передач.

Контактные напряжения: G_H=Z_E√ω_n/ρ_пр≤[G_H]; Кэф-т, учит-й мех-е св-ва материалов шестерни и колеса: Z_E=√1/π(1-ν²₁/E₁+1-ν²₂/E₂), Е₁,Е₂ - модули упругости материала шестерни и колеса, ν₁, ν₂ - коэф-ты поперечного сжатия материалов шестерни и колеса. ω_n=K_HFn/l_∑, ω_n - нормальная нагрузка на ед-цу длины контактн. линий, K_H - коэф-т нагрузки, Fn - нормальная к пов-ти зуба сила, l_∑ - суммарн. длина контакт линий. Прямозубые п/чи: ω_n=K_HF_tZ²_έ/b_ωcosά_t; G_H=Z_EZ_έZ_H√K_HF_t(u±1)/d₁b_ωu= G_H0√K_H ≤[G_H]; √K_H - множитель, хар-й увеличение номинальн. напряжений, F_t - окружная сила на делит.диаметре, Z_H - коэф-т, учитывающий форму сопряженных пов-тей зубьев. Для косозубых и шевронных п/ч основная формула для р-та п/ч на контактн. прочность та же, что и для прямозубых.

21.Р-т на изгиб зубч.цилиндрич.п/ч.

G_F=Y_FF_tK_FβK_FV /(bm); Y_F- коэф-т формы зуба; K_Fβ-коэф-т неравномерности распределения нагрузки; K_FV-коэф-т динамической нагрузки; m=1.4³ÖT1 Y_FK_Fβ/(ψ_bdz₁²[G_F]-модуль зацепления; b= ψ_bdz₁m; F_t=2T₁/d₁=2T₁/mz₁

КОНИЧ.ЗП. Р-Т НА ПРОЧНОСТЬ.

Осуществляют вращение между валами, геометрические оси которых пересекаются. Прямозубые работают обычно при небольших (<3 м/с) и средних (3-15) окружных скоростях. Косозубые применяют в ответственных случаях при средних и высоких (15) скоростях. Р-т на контактную прочность: G_н=335/(R_e-0,5b) *Ö((T₂K_нÖ(u²+1)³)/bu²)£[G_н]; при р-те по средн.конусному расстоянию R=R_e-0,5b: G_н=335/R *Ö((T₂K_нÖ(u²+1)³)/bu²) £[G_н]; R_e, R – внешн., средн. конусные расстояния, мм; K_н – коэф-т нагр-ки; T₂ – вращающий момент на колесе, Нмм; b – ширина з.венца, мм. K_н=K_нbK_нaK_нn (3 частных коэф-та, опред-ся также, как для цилиндрич. косозубых колес). внешн. делительн. диаметр колеса, мм: d_e2=K_d ³Ö(T₂K_нbu/[G_н]²(1-0,5y_bRe)²y_bRe), для прямозубых п/ч K_d=99, для колес с круговыми зубьями=86; получ-ые значения уточняют по ГОСТ. Коэф-т ширины з.венца y_bRe=b/R_e£0,3; рекомендуется принимать y_bRe=0,285. Коэф-т K_нb принимают предварительно для колес с твердостью пов-тей зубьев НВ£350 от 1,2 до 1,35; при твердости НВ>350 – от 1,25 до 1,45. при проверочном р-те знач-я коэф-та нагр-ки уточняют. Далее опред-ют число зубьев колес. Для шестерни: z_1min³17cosd₁cos³b, рекомендуют выбирать z₁»18-32; колеса: z₂=z₁u. после уточняют u=z₂/z₁ и угол d₂=arctg u. Внешн. окружной модуль m_e=d_e2/z₂, проверка зубьев на выносливость по напряжениям изгиба: G_F=F_tK_FY_F/J_Fbm£[G_F]. K_F – коэф-т нагр-ки при р-те на изгиб, F_t – окружн.сила, F_t=2Т₂/d₂, Y_F - коэф-т формы зубьев, выбирается в зависимости от эквивалентного числа зубьев z_v=z/cosd, J_F»0,85 – опытный коэф-т, учитывающий понижение нагрузочной способности конич. косозубой п/чи по сравн-ю с цилиндрич.; m – средн. модуль; [G_F] - допускаемое напряжение. Для ЗК с высок. твердостью раб. пов-тей зубьев может оказаться, что их р-ры будут определяться прочностью на изгиб. Тогда р-т вып-ют для средн. модуля: m= ³Ö2TK_FY_F/J_F[G_F]y_bmz; коэф-т ширины венца по отнош-ю к средн. модулю: y_bm=b/m=z₁/6sind₁; предельное значение этого коэф-та: y_{bm max}=z₁/5,66sind₁; р-т ведут по тому колесу, для которого отношение [G_F]/Y_F <.