Файл: Баренбойм, А. Б. Малорасходные фреоновые турбокомпрессоры.pdf

При необходимости перемещать деталь вдоль вала применяются направляющие шпонки (рис. 83). Эти шпонки призматические и за­ крепляются в шпоночном пазу винтами.

Р а с ч е т шп о н к и .

Под действием внешней силы N3 (рис. 84) шпонка стремится переместиться и повернуться. Вследствие поворота (или перекоса) шпонки, напряжение по высоте ее будет распределяться неравно­ мерно. Задача нахождения распределения напряжения смятия по

грани шпонки является весьма сложной и при точном решении вопроса должна решаться с учетом совместной деформации шпонки, вала и втулки. Обычно в практике расчет ведется по среднему напряжению смятия, с учетом коэффициента неравномерности рас­ пределения напряжений, а именно

99

избавиться от нее Привело к созданию бесшпоночных соединений, одно из которых заключается в том, что в месте посадки детали вал имеет некруглое сечение. Контур вала в месте посадки детали представляет собой циклоидальную кривую и обрабатывается на токарных станках с копировальным приспособлением, зубофрезер­ ных, работающих по методу обкатки, а также на станках для бескопирного точения некруглого сечения и специальных шлифо­ вальных.

Кбесшпоночным соединениям можно отнести также соединение

сгарантированным натягом. В этом соединении деталь, передаю­ щая вращающий момент, сажается на вал с натягом (прессовая посадка),-величина которого зависит в основном от величины пере­ даваемого крутящего момента и диаметра вала.

§30. ШЛИЦЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Вряде отраслей машиностроения применяются шлицевые соеди­ нения (рис. 85), называемые иногда многошпоночными. В этом соединении шпонка составляет одно целое с валом. Шлицевые сое­ динения по сравнению со шпоночными

обладают следующими преимуществами:

а) детали на шлицевых валах лучше цен­ труются и имеют лучшее направление при передвижении вдоль вала;

б) напряжение смятия па гранях шлицев меньше;

в) концентрация напряжений вследствие плавных переходов в шлицах валов значи­ тельно меньше.

Шлицевые соединения стандартизованы, причем форма профиля применяется прямобочная и эвольвентная. ГОСТ преду­

сматривает гри серии соединений: легкую, среднюю и тяжелую. Легкая серия, имеющая наименьшее число и высоту зубцов, применяется для неподвижных или слабо нагруженных соединений. Средняя серия имеет большее по сравнению с легкой серией число и высоту зубцов и рекомендуется для средне нагруженных соеди­ нений. Тяжелая серия, предназначенная для наиболее тяжелых

условий работы, имеет наибольшее число и высоту зубцов.

101

k„ — коэффициент, учитывающий неравномерность распреде­ ления напряжений по высоте зубца;

/г„ — коэффициент, учитывающий неравномерность распреде­ лений, нагрузки между зубцами;

гср — средний радиус.

где kn = 1,25—1,5 .

Главное преимущество шлицевых соединений заключается в от­ сутствии паза, что значительно уменьшает концентрацию напряже­ ний и тем самым увеличивает прочность вала. Вследствие этого они применяются как для передвижных направляющих соединений, так и вместо шпоночных. Применение шлицевых соединений может позволить уменьшить вес вала особенно при применении полых валов. Некоторым недостатком шлицевых соединений является большая сложность изготовления (протяжка или фрезеровка), требующая применения специальных станков.

§ 31. ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Допускаемые напряжения определяются по общим формулам, в зависимости от характера нагрузки (спокойная ударная), от цикличности, характеризующейся коэффициентом несимметрии на­ пряжений, и от механических характеристик материала.

Обычно для шпонок применяется углеродистая сталь с пределом прочности не ниже 50—60 кг/мм2.

При внешней переменной нагрузке и при посадке шпонки с на­ тягом напряжения смятия будут меняться по асимметричному циклу с коэффициентом несимметрии больше нуля. Поэтому для опреде­ ления допускаемого напряжения смятия можно пользоваться зави­ симостью, исходя из постоянной нагрузки, но приняв несколько повышенный коэффициент запаса,

где ^ — коэффициент запаса и kA— коэффициент динамичности.

102