Важная информация
АВАРИЙНОСТЬ НА ДОРОГАХ РОССИИ
За прошедший год в России произошло 199 431 ДТП, что на 2,1% меньше, по сравнению с предыдущим годом. В них погибло 26 567 (-3,9%) человек, а 250 635 (-1,9%) человек получили ранения различной тяжести.
11845 (-3,9%) ДТП произошли по вине водителей, находившихся за рулем в состоянии алкогольного или наркотического опьянения. В результате этих ДТП 1 954 (-15,4%) человека погибли, а 17 280 (-4,6%) человек получили ранения.
Задаемся для шлицевого соединения прямоугольного профиля числом зубьев z = 36 ,так как наименьший диаметр вала должен быть больше или в крайнем случае равен 23,513мм; то номинальный внутренний диаметр отверстия в ступице должен быть около 24мм , а средний или делительный диаметры шлицов будут лежать в пределах dср≈dδ=24,5 … 25,5мм при модулях m=0,2 … 1,5мм принятых для шлицев треугольного профиля по нормам автомобильной и тракторной промышленности.
Требуемый модуль для шлицев
m=dδ /z=(24,5 … 25,5)/36=0,68 … 0,708мм
Принимаем для шлицевого соединения стандартный модуль m=0,7мм. Номинальный делительный диаметр шлицов – зубьев треугольного профиля
dδ =m·z=0,7 · 36=25,2
Угол впадин по нормам принимают dαb=90º ,так как передача вращения осуществляется боковыми гранями шлицов ,по которым происходит центрирование соединения, угол вершин зубьев по нормалям следует принять 2α=80º .
Шаг зацепления:
Pt= π·m = 3.14·0,7 =2,199мм
Толщина зуба (шлица) по делительному диаметру при 2α=80º
St=(Pt ·2α)/(2αb+2α)=(2,199 ·80º)/(90º+80º)=1,0218мм
Ширину впадины втулки по делительному диаметру
Lt= PT - St = 2,199 – 1,0218 = 1.177мм
Диаметр впадин зубьев во втулке
dа2=dδ+1,6m=25,2+(1,6 · 0,7)=26.31мм
Диаметр вершин зубьев вала
da1=dδ +1,25m=25,2+(1,25·0,7)=26,05мм
Радиальный зазор между вершиной зуба и впадиной втулки
c1=0,5(dа2-dа1)=0,5(21,31-26,05)=0,13мм
Требование c≤0,2m=0,2·0,7=0,14мм выполнено.
Диаметр впадин зубьев (шлицов) у вала
df z=dδ-1,8m=25,2-1,8∙0,7=23,917мм
Диаметр вершин зубьев у втулки
df 2=dδ-1,5m=25,2-1,5∙0,7=24,15мм
Радиальный зазор между вершенной зуба втулки и впадиной вала
c2=0,5(df 2-df 1)=0,5(24,15-23,9)=0,125мм
Уточняем средний расчетный диаметр зуба
dср=(da1 -da2)/2=(26,05+24,15)/2=25,1мм
Длина поверхности контакта зубьев принимаем равной длине ступицы втулки
lст=31мм
За расчетную длину принимаем
lр=31мм
Шлицевые соединения выходят из строя из за повреждений рабочих поверхностей : износа, смятия, заедания. Основными напряжениями, разрушающими шлицы являются напряжения смятия. Условием прочности соединения будет
ссм ≤ [σсм]
Допускаемые напряжения [σсм] зависят от материалов вала и втулки, их термической обработки
Расчет шлицевых соединений проводят обычно как проверочный.
σсм=2Т/(de∙z∙h∙L∙ψ)
Где h – высота поверхности шлицев.
h = (dа1 - df2)/2 = (26,05 – 24,15)/2 = 0,9мм ,
ψ – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между шлицами
ψ = 0,7 … 0,8
Длярасчетов принимаем среднее значение ψ = 0,75
σсм = (2 ∙65∙103)/(25,1∙36∙0,95∙30∙0,75) = 67,3 МПа
Условие прочности выполнено:
σсм<[σсм] = 110МПа
Расчет шлицевых соединений регламентирован ГОСТ 21425 – 75 , Которым следует пользоваться при более точных расчетах.