Классификация зубчатых (шлицевых) соединений

Ё

Рисунок 18 – Классификация зубчатых (шлицевых) соединений

Рисунок 19 − Параметры шлицевого соединения.

Шлицевые соединения с эвольвентным профилем зуба стандартизированы для модулей m = 0, 5 ÷ 10 мм и для диаметров 4 ÷ 500 мм и чисел зубьев Z = 6 ÷ 12? угол профиля зуба α = 30°.

Эвольвентные шлицевые соединения имеют ряд преимуществ перед прямобочными:

− передают большие крутящие моменты;

− имеют меньшую концентрацию напряжений у основания зуба;

− повышенная циклическая прочность и долговечность;

− обеспечивают лучшее центрирование и направление.

Выбор шлицевых соединений связан с конструктивными и технологическими особенностными. Для значительных по величине и реверсивных нагрузок целесообразнее применять эвольвентное шлицевое соединение. Шлицевое соединение с треугольным профилем зубьев находят применение для неподвижного соединения деталей при передаче небольших крутящих моментов тонкостенными втулками. Профиль треугольных зубьев и параметры шлицевого соединения не стандартизированы.

Размеры шлицевых соединений с треугольным профилем зубьев устанавливаются отраслевыми нормативно-техническими документами автотракторной, авиационной, станкостроительной и приборостроительной промышленности.

ВИДЫ ЦЕНТРИРОВАНИЯ ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Центрирование − это точное совпадение осей соединяемых деталей. Для шлицевого соединения − оси шлицевого вала должны совпасть с осями шлицевой втулки.

Различают три вида центрирования шлицевого соединения:

1 центрирование по наружному диаметру D;

2 центрирование по внутреннему диаметру d;

3 центрирование по боковым поверхностям зубьев b (рисунок 20).

Выбор метода центрирования опре-деляется эксплуатационными требова-ниями и технологическими факторами.

1 Центрирование по D применяют, когда предъявляются повышенные тре-бования к соосности втулки и вала при сравнительно невысокой и твёрдости втулки (HRC 40…45).

Этот метод центрирования приме-няют в неподвижных соединениях, в которых отсутствует износ поверхно-стей от осевых перемещений; и в подвижных соединениях, которые передают небольшой крутящий момент.

Рисунок 20 – Виды центрирования

При таком виде центрирования осуществляется контакт по наружному диаметру. Данный метод центрирования является наиболее технологичным.

2 Центрирование по d применяют для подвижных шлицевых соединений, передающих большие крутящие моменты. Является самым точным видом центри-рования, но имеет дорогостоящую технологию. При таком виде центрирования осуществляется контакт по внутреннему диаметру и по боковым поверхностям шлица, по наружному диаметру − зазор.

3 Центрирование по боковым поверхностям зубьев применяют для передачи больших крутящих моментов при нежелательных динамических нагрузках на шлицы. Этот метод центрирования способствует равномерному распределению нагрузок между зубьями, но не обеспечивает высокой точности центрирования.

При таком виде центрирования осуществляется контакт по боковым поверхностям шлица, зазор − по наружному и внутреннему диаметрам.

В эвольвентных шлицевых соединениях центрирование в основном выполняются по наружному диаметру или по боковым поверхностям зубьев. Зубья при центрировании по боковым поверхностям выполняют с плоской или закруглённой формой дна впадины.

В треугольных шлицевых соединениях центрирование осуществляется только по боковым сторонам зубьев.

Допуски и посадки шлицевых соединений.

Требуемый характер сопряжения соединяемых деталей достигается назначением полей допусков центрирующих параметров. Все поля допусков этих параметров выбраны из ГОСТ 25347-82, причём для валов выбрано 20 полей, а для втулок − 8 полей. Из них для валов предпочтительными являются поля допусков: j 6, js 6, js 7, e 8, f 8; для втулок предпочтительными являются поля допусков: Н 7, F 8, D 9, F 10. На центрирующие диаметры устанавливаются поля допусков 6, 7, 8 квалитетов точности, а на не центрирующие − 11, 12 квалитетов.

Посадки шлицевого соединения с прямобочным профилем строят по системе отверстия. Отклонения размеров отверстия и вала отсчитывают от номинальных размеров D, d, b.

Поля допусков диаметров D и d и размера b, а также рекомендуемые посадки шлицевых соединений при различных способах центрирования приведены в таблицах 14, 15, 16 (в соответствии с ГОСТ 1139-80).

Таблица 14 − Поля допусков центрирующих элементов шлицевых сопряжений

Таблица 15 − Поля допусков нецентрирующих элементов шлицевых сопряжений

* Допустимо для d устанавливать поле допуска а 11 или b 12.

Таблица 16 − Посадки в шлицевых сопряжениях

Способ центрирования (сопряжения)	Посадки сопрягаемых элементов
d	D	b
d		−
D	−
b	−	−

Если предъявляются высокие требования к точности центрирования, то зазор должен быть минимальным по центрирующим диаметрам, что приводит к долговечности шлицевого соединения.

Если предъявляются высокие требования по прочности шлицевого соединения, а точность центрирования не имеет большого значения, то зазор быть минимальным между боковыми поверхностями зубьев и впадин.

ОБОЗНАЧЕНИЕ ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ЧЕРТЕЖАХ

Условное обозначение шлицевого соединения должно содержать:

− букву, обозначающую поверхность центрирования;

− число шлиц и нормальные размеры d, D и b соединения;

− обозначение посадок по диаметрам и по ширине, помещённые после соответствующих размеров.

Поля допусков нецентрирующих диаметров допускается в обозначении не указывать.

Приведём примеры условного обозначения шлицевого прямобочного соединения с числом зубьев Z = 6, внутренним диаметром d = 28 мм, наружным диаметром D = 32 мм, шириной зуба b = 7 мм.

1 При центрировании по внутреннему диаметру d, с посадкой по центрирующему диаметру Н7/е8 и по ширине зуба D9/f8: