Шлицевые соединения
; где I – номер зуба.
При совместном действии момента и радиальной силы F, нагрузка между зубьями будет распределяться неравномерно
и
В реальных соединениях имеются погрешности в угловом шаге зубьев вала и втулки, а также радиальные зазоры, которые приводят к существенно неравномерному распределению нагрузки в окружном направлении и циклическому взаимному смещению деталей в осевом направлении, изнашиванию зубьев и развитию контактной коррозии.
В приближенном расчете концентрацию нагрузки учитывают общим коэффициентом ш. Для улучшения распределения нагрузки и повышения долговечности соединений повышают точность изготовления, совершенствуют формы деталей и выполняют ряд других мероприятий.
11
Штифтовые соединения
Штифтовые соединения
применяют при небольших нагрузках преимущественно в приборостроении. Соединяемые детали сопрягаются при этом по переходным посадкам.
Рисунок 14 – Штифтовые соединения
Для исключения выпадения в процессе работы используют штифты: с насеченными канавками, вальцованные, резьбовые. Часто для этих же целей производят разведение концов штифтов.
Рисунок 15 – Штифты (а – гладкие, б – с канавками, в – с резьбовым концом, г – разводной конический)
Основные типы штифтов стандартизованы. Их изготовляют из углеродистых сталей 30, 45, 50 и др.
По характеру работы штифтовое соединение подобно заклепочному (работает на срез и смятие). Для расчета соединения используют те же зависимости. Условие прочности при срезе радиального штифта,
а условие прочности по смятию
где Ft - срезающая сила (осевая или окружная); i - число поверхностей среза; Ас=рd2/ 4 - площадь штифта при срезе; Асм=d(D-d1) - площадь поверхности смятия (сжатия); [фc]=70?80 МПа - допускаемое напряжение при срезе; [усм] =200?300 МПа - допускаемое напряжение при смятии.
Срезающая сила при передаче вращающего момента Ft=2T/d1.
Штифты диаметром d=(0,1?0,15)dв и длиной l=(3?4)dв (dв - диаметр вала) устанавливают по посадке с натягом Н7/r6 в отверстия, совместно просверленные и развернутые при сборке в валу и ступице по стыку посадочных поверхностей.
Рисунок 16 – Схемы к расчёту соединений радиальным (а) и осевым (б) штифтами
Многоштифтовые соединения этого типа по прочности близки к шлицевым.