Допускаемые напряжения смятия в прямобочных шлицевых
Соединениях с учётом практики эксплуатации
| Тип соединения | Условия эксплуатации | [sсм], МПа | |
| Твёрдость рабочей поверхности шлицев (зубьев) | |||
| ≤ НВ 350 | ≥ HRC 40 | ||
| Неподвижные (колёса редукторов) | Тяжёлые Средние Лёгкие | 26 ¸ 38 45 ¸ 75 60 ¸ 90 | 30 ¸ 50 75 ¸ 105 90 ¸ 150 |
| Подвижное без нагрузки (колёса коробок скоростей) | Тяжёлые Средние Лёгкие | 10 ¸ 15 15 ¸ 20 20 ¸ 30 | 15 ¸ 20 20 ¸ 40 35 ¸ 55 |
| Подвижное под нагрузкой (карданные валы) | Тяжёлые Средние Лёгкие | Не применяется | 3 ¸ 8 4 ¸ 10 7 ¸ 15 |
Примечание. В соединениях с эвольвентными шлицами: [sсм] = 0,2sв – для неподвижных соединений с поверхностной химико-термической обработкой; [sсм] = 0,1sв – для подвижных соединений с поверхностной химико-термической обработкой; для соединений без химико-термической обработки значения [sсм] понижают в 2 раза. sв – временное сопротивление материала детали.
Таблица 3.2
Коэффициент эквивалентности режима нагружения
| Режим работы | KE |
| Сверхтяжёлый (0) | 1,0 |
| Тяжёлый (I) | 0,77 |
| Средний равновероятный (II) | 0,63 |
| Средний нормальный (III) | 0,57 |
| Лёгкий (IV) | 0,43 |
| Особо лёгкий (V) | – |
Таблица 3.3
Коэффициент осевой подвижности соединения Kос
| Тип соединения | Kос |
| Неподвижное | 1,0 |
| Подвижное без нагрузки | 1,25 |
| Подвижное под нагрузкой | 3,0 |
Таблица 3.4
Условные допускаемые напряжения [sизн]усл (МПа) при расчёте
Неподвижных шлицевых (зубчатых) соединений на изнашивание
В соответствии с ГОСТ 21425-75
| Относительные параметры внешней нагрузки | Термическая обработка и твёрдость поверхностей зубьев | ||||||
| Нормализация HRC20 | Улучшение HRC28 | Закалка | Цементация, азотирование HRC 56¸64 | ||||
| yd | e | HRC40 | HRC45 | HRC52 | |||
| 0,60 | 0,25 0,50 | ||||||
| 0,50 | 0,25 0,50 | ||||||
| 0,42 | 0,25 0,50 | ||||||
| 0,35 | 0,25 0,50 |
Таблица 3.5
Коэффициент условий смазки соединения Kсм
| Условия смазки | Kсм |
| Улучшенные (с фильтрацией масла) | 0,70 |
| Средние (периодическая фильтрация) | 1,0 |
| С загрязнением (без фильтрации) | 1,40 |
 , | (3.7) |
где Мопр – опрокидывающий момент в шлицевом соединении, Н·м:
 , | (3.8) |
где е – смещение середины посадочной поверхности шлицевого соединения относительно середины зубчатого венца колеса (при симметричной конструкции е = 0); Fx – осевое усилие в зацеплении 
, Н; dw – начальный диаметр зубчатого колеса, мм.
Приближенно 
,
где z – число зубьев колеса.
Порядок выполнения работы
1. Получить шлицевую деталь с перечнем исходных данных.
2. Расшифровать обозначение соединения, указать поверхность центрирования, привести условное обозначение шлицев данной детали, выполнить эскиз детали с указанием требуемых размеров, классов шероховатостей и полей допусков.
3. Выполнить прочностной расчёт соединения или оценить его нагрузочную способность, т.е. определить [T].
4. Выполнить проверочный расчёт на изнашивание.
5. Оформить отчёт по лабораторной работе и представить его на рецензирование.
Контрольные вопросы
1. Как классифицируются шлицевые соединения по форме боковой поверхности зуба?
2. Как классифицируются шлицевые соединения по характеру относительной подвижности деталей соединения?
3. Назовите основные способы центрирования шлицевых соединений.
4. Какой способ центрирования предпочтителен в реверсивных шлицевых соединениях?
5. Какие основные параметры входят в условное обозначение шлицевого соединения: прямобочного, эвольвентного?
6. Приведите пример условного обозначения прямобочного шлицевого соединения: z = 8; d = 62 мм; D = 68 мм; b = 12 мм лёгкой серии с центрированием по внутреннему диаметру; по наружному диаметру; по ширине шлицев.
7. Приведите пример условного обозначения эвольвентного шлицевого соединения: z = 18; D = 100 мм; т = 5 мм с центрированием по боковым поверхностям зубьев, по наружному диаметру.
8. Когда используется треугольное шлицевое соединение?
9. По каким напряжениям рассчитываются шлицевые соединения?
10. Для каких соединений критерий изнашиваемости является определяющим?
11. Как влияет термическая обработка зубьев на несущую способность соединения?
12. Как влияет частота вращения и срок службы на критерий износостойкости?
13. Оцените влияние числа зубьев на несущую способность шлицевого соединения.
14. Основные достоинства и недостатки шлицевых соединений.
15. Какие материалы используются для изготовления деталей шлицевых соединений?
16. Чем обусловлено возникновение опрокидывающего момента в шлицевом соединении?
17. Как влияют условия смазки на износостойкость соединения?
18. Какие шлицы создают меньшую концентрацию напряжений?
19. Что означают цифры и буквы в обозначении эвольвентных шлицев: 7Н, 9Н, 11Н?
20. Какой диаметр является номинальным в эвольвентном шлицевом соединении?
21. С какой целью применяют смещение режущего инструмента при изготовлении эвольвентных шлицев?
Лабораторная работа № 4
Изучение конструкции