Расчетная оценка ресурса прямобочных и эвольвентных шлицевых соединений
При распространении расчета на другие машины под кы можно понимать коэффициент переменности нагрузки, как было рекомендовано выше для уточненного расчета прямобочных шлицевых соединений по критерию износостойкости.
Расчетная оценка ресурса прямобочных и эвольвентных шлицевых соединений при основном для этих соединений циркуляционном нагружении возможна на основе результатов эксплуатационных или экспериментальных данных для аналогов проектируемых соединений.
В качестве критерия может быть взята условная работа трения в соединении, отнесенная к единице площади контакта зубьев при вращении под действием крутящего момента и радиальной силы [5].
Пример расчета
Выполнить проверочный расчет нрямобочного шлицевого соединения конического прямозубого зубчатого колеса с валом, рис. 6.12.
Для шлицевого соединения применены прямобочные шлицы средней серии поминального размера 8x32x38 по ГОСТ 1139-80. Длина шлицевого соединения / = 38 мм. Силы, действующие на коническое зубчатое колесо, приложены в середине зубчатого венца на среднем диаметре dm =98мм конического колеса и равны: окружная сила /·',, = 5000 Н; радиальная /'„ = 70014 и осевая сила /',,=180011. Соединение нагружеЕЮ номинальным вращающим моментом Τ - Η -м = 0,5-5000- 0,098= 245 Μ ■ м (максимальный из числа дли
тельно
действующих); режим изменения нагрузки тяжелый, т. е. большую часть времени
соединение нагружено вращающими моментами, близкими к 7', при пиковых
перегрузках вращающий момент может достигать значения
Jm„ =300Η·Μ. Коническое зубчатое колесо изготовлено из стали 18Х, термообработка — цементация и закалка до твердости HRC, 55...63, σ, =800 МПа; шлицевой вал изготовлен из стали 40Х. термообработка — улучшение до твердости НВ = 270.. .290 ( HRC3 28), ат=650МПа. Частота вращения вала η 900 об/мш;. Расчетный ресурс tL =20 000 ч. Середина зубчатого венца колеса отстоит ο ι горца ступицы на расстоянии = 10 мм.
|
|
Рис. 6.12. Соединение конического прямозубого колеса (У) со шлицевым валом (2)
Решение. Соединение является ответственным и натружено циркуляционной нагрузкой, так как силы, действующие на коническое зубчатое колесо в пространстве. неподвижны, а шлицевое соединение вращается; поэтому проводим: 1) уточненный расчет на смятие; 2) расчет по критерию износостойкости. Приближенный основной расчет на смятие боковых граней шлицев не приводим ввиду его простоты.