Расчет шлицевых соединений

Основными критериями работоспособности шлицевых соединений являются сопротивления рабочих поверхностей смятию и изнашиванию. Эти соединения, аналогично шпоночным, выбирают по таблицам стандартов в зависимости от диаметров вала, а затем проверяют расчетом.

Расчет на смятие. Условие прочности на смятие рабочих поверхностей зубьев

(4.1)

где Т – передаваемый вращающий момент, Н·мм; SF – удельный (на единицу длины) суммарный статический момент площади рабочих поверхностей, мм³/мм (см. табл. 4.1); lp – рабочая длина зубьев (см. рис. 4.1); [σ]см – допускаемое напряжение смятия, Н/мм.².

Для неподвижных соединений с незакаленными поверхностями [σ]см = 30…70 Н/мм², а с закаленными [σ] см = 80…150 Н/мм².

Для подвижных соединений с закаленными поверхностями [σ]см = 5…15 Н/мм². Большие значения относятся к спокойной нагрузке.

Расчет на изнашивание.Условия ограничения изнашивания

(4.2)

где [σ]изн – допускаемое напряжение на ограничение изнашивания, Н/мм².

Значение [σ]изн при неограниченном числе циклов нагружения принимают в зависимости от вида термообработки и твердости рабочих поверхностей соединяемых деталей (Н/мм²):

[σ]изн=0,032 НВ – для улучшенных зубьев;

[σ]изн = 0,3НRСэ – для закаленных зубьев.

Если расчетное напряжение σсм превышает допускаемое более чем на 5 % , то увеличивают длину ступицы или принимают другую серию, а иногда другой вид соединения и повторяют проверочный расчет.

При проектировочных расчетахшлицевых соединений после выбора размеров сечения зубьев по стандарту (см. табл. 4.1) определяют расчетную длину зубьев lр по формулам (4.1) и (4.2). из двух значений берут большее. Длину ступицы принимают lст=lр +4…6 мм и более в зависимости от конструкции соединения. Если получается, что lст >1,5, назначают другую серию или изменяют термообработку.