Детали машин - Батурин А.Т.
Скачать (прямая ссылка):
1 Энциклопедический справочник «Машиностроение», т. 2.
КЛИНОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ
81
Кроме рассмотренного прямобочного (прямоугольного) шлице-вого соединения, в последние годы все шире начинает применяться эвольвентное зубчатое (шлицевое) соединение по ГОСТ 6033-51. В атом соединении боковые поверхности зубьев (шлицев) очерчены по эвольвенте '.
По сравнению с прямоугольным шлицевым соединением эвольвентное имеет ряд преимуществ:
а) более совершенная технология изготовления, позволяющая получить повышенную точность зубьев;
б) повышенная прочность зубьев вследствие их утолщения к основанию;
в) лучшее центрирование сопрягаемых деталей 2.
Пример 11. Заменить шпоночное соединение вала примера 10 шлицевым соединением 3 и определить напряжение смятия шлицев. Решение.
1. По табл. 9 принимаем d = 92 мм; Z) = 98 мм; z = 10; длину посадки детали принимаем / = 150 мм (по примеру 10).
2. По формуле (28) найдем
_ 10-50 000 _ poo г. 2 см ~ (9,82 — 9,2а) 15-10 ~~ ',СМ '
что значительно меньше напряжения, полученного на рабочей грани шпонки.
§ 20. КЛИНОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ
Рассмотрим применение клипа как детали, служащей для соединения отдельных частей машин. На фиг. 66, а представлено такое соединение. Две тяги круглого сечения, несущие постоянную растягивающую нагрузку Р, соединены с помощью муфты, надетой на них, и двух клиньев. Такое соединение называется ненапряженным 4, оно может быть применено лишь в том случае, если сила P не меняет своего направления.
Основные размеры ненапряженного клинового соединения могут быть определены из следующих расчетов: <
1. Диаметр d стержня в неослабленном клином сечении найдем из условия прочности при растяжении
jtd2 P
1 Подробности о построении эвольвенты и об изготовлении эвольвентных зубьев см. в главе «Зубчатая передача».
2 Размеры эвольвентных зубчатых соединений см. «Справочник машиностроителя», т. IV, Машгиз, 1956.
3 Шлицевой вал будет работать с несколько более высокими напряжениями кручения, чем рассмотренный в примере 10. Учитывая, что в указанном примере были приняты весьма невысокие значения [т]к, это допустимо.
4 Это наименование объяснимся тем, что напряжения в деталях соединения возникают лишь после приложевия внешней нагрузки.
6 Батурин 1235
82
ШПОНОЧНЫЕ, ШЛИЦЕВЫЕ И КЛИНОВЫЕ СОЕДИНЕНИЙ
2. Учитывая ослабление поперечного сечения стержня отверстием для клина, диаметр конца стержня увеличим до d0, причем уравнение будет иметь вид ¦
(ltd2 \ р
Уравнение содержит два неизвестных d0 и Ь. Принимая Ъ = получаем
rf* р
4 '
(30)
ІЩ........HIlLJ
из которого определяем d0 и Ъ =
3. Полученные значения do п b необходимо проверить расчетом на смятие стержня клином:
причем обычно принимают
1<т]с- = (1,5-г2)[а]Р.
Если последнее уравнение не удовлетворяется, то размер dp находим из уравнения
P
о 4
A
(31)
4. При недостаточном размере е хвостовой части стержня клин может ее срезать по плоскостям тп и пит, поэтому размер е найдем из условия прочности на срез
2due
< Мер.
(32)
КЛИНОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ
83
где
[TW * (0,6 + 0,8) [о]„,
причем по конструктивным соображениям принимают е ^ 0,75<2о.
5. При недостаточной толщине O стенки муфты последняя может или разорваться, или сминаться клином; исследования показывают, что смятие клином опаснее разрыва, поэтому размер 6 находим из расчета на смятие муфты клином:
P
JCM
= MS<roU (33)
6. Размер с найдем из условия прочности муфты на срез при наличии четырех плоскостей среза:
Xcv = -?г6 < Мср. (34)
при этом обычно не допускают с < е.
7. Наконец, среднюю высоту клина 1,СР найдем из расчета клина на изгиб, рассматривая его как балку на двух опорах с равномерно распределенной на длине cl0 нагрузкой Р. Фиг. 66, б дает схему нагружения клина.
Реакции опор вследствие симметричности нагружения будут P
одинаковы и равны -^- каждая; опасное сечение — посредине пролета. Максимальный изгибающий момент
м - JL 'i?_±J> JL А
max — 2 ' •) 2 4
или
Л/max = 4 (<*.> + 26). (35)
Принимая поперечное сечение клина за прямоугольник размерами ЛсрХ Ь, найдем требуемый момент сопротивления:
w=~^> юи • Об)
В написанном уравнении неизвестным будет лишь Лср. Длина клина, очевидно, должна быть больше do + 26. Обычно принимают
I ~ d0 + 46.
Задаваясь уклоном клина і, найдем размеры оснований клина (фиг. 66, с):
U1= Лср 4- i-L
84
ШПОНОЧНЫЕ, ШЛИЦЕВЫЕ И КЛИНОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
И
я.
На этом и оканчивается расчет.
На фиг. 67 представлено напряженное клиновое соединение (ползуна со штоком), которое применяется при нагрузке Р, меняющей свое направление, попеременно растягивающей и сжимающей шток. Основное отличие этого устройства заключается в том, что еще до приложения внешней нагрузки «затягивают» клин, т. е. заколачивают его, вызывая напряжения в отдельных
частях, чем предотвращаются удары при перемене направления действующей силы. В основном расчет этого соединения ведут аналогично изложенному выше, но увеличивая расчетную нагрузку на 25%, т. е. принимают РриСч = 1,25 Р.
