Детали машин

Шлицевые соединения

Характеристика шлицевых соединений

Шлицевое соединение образуют выступы (зубья) на валу (рис. 1, 2, 3) , входящие в соответствующие впадины (шлицы) в ступице.
Рабочими поверхностями являются боковые стороны выступов.
Выступы на валу выполняют фрезерованием, строганием или накатыванием в холодном состоянии профильными роликами по методу продольной накатки. Впадины в отверстии ступицы изготовляют протягиванием или долблением.

Условно можно представить шлицевое соединение, как многошпоночное соединение, у которого шпонки выполнены как одно целое с валом.

Основное назначение шлицевых соединений — передача вращающего момента между валом и ступицей. При этом ступица может быть закреплена на колесе, фланце, шкиве, ролике или другом валу (карданный вал) .
Шлицевые соединения стандартизованы и широко распространены в машиностроении.

Достоинства шлицевых соединений по сравнению со шпоночными:

• Способность точно центрировать соединяемые детали или точно выдерживать направление при их относительном осевом перемещении.
• Меньшее число деталей соединения (шлицевое соединение образуют две детали, шпоночное – три) .
• Большая несущая способность вследствие большей суммарной площади контакта.
• Взаимозаменяемость (нет необходимости в ручной пригонке) .
• Большая усталостная прочность вследствие меньшей концентрации напряжений изгиба, особенно для эвольвентных шлицев.
• Меньшая длина ступицы и меньшие радиальные зазоры.
• Большая надежность при динамических нагрузках.

Недостатки шлицевых соединений — более сложная технология изготовления (зубофрезерование, протягивание, шлифование) , а следовательно, более высокая стоимость.

Классификация шлицевых соединений

Шлицевые соединения различают:

• по характеру соединения — неподвижные для закрепления детали на валу; подвижные, допускающие перемещение вдоль вала (например, блока шестерен коробки передач; шпинделя сверлильного станка, карданного вала автомобиля) ;
• по форме выступов — прямобочные, эвольвентные, треугольные.

Шлицевые соединения с прямобочным профилем

Соединения с прямобочным профилем (рис. 1,а) применяют в неподвижных и подвижных соединениях. Они имеют постоянную толщину выступов.

Стандарт предусматривает три серии соединений с прямобочным профилем: легкую, среднюю и тяжелую, которые различаются высотой и числом z выступов. Тяжелая серия имеет более высокие выступы с большим их числом; рекомендуется для передачи больших вращающих моментов.

Центрирование (обеспечение совпадения геометрических осей) соединяемых деталей выполняют по наружному D , внутреннему d диаметрам или боковым поверхностям b выступов.
Выбор способа центрирования зависит от требований к точности центрирования, от твердости ступицы и вала. Первые два способа обеспечивают наиболее точное центрирование.
Зазор в контакте поверхностей: центрирующих — практически отсутствует, не центрирующих — значительный.

Центрирование по наружному диаметру D (рис. 2,а) . В этом случае точность обработки сопрягаемых поверхностей обеспечивают: в отверстии — протягиванием, на валу – шлифованием. По диаметру D обеспечивают сопряжение по одной из переходных посадок.
По внутреннему диаметру d между деталями существует зазор.
При передаче вращающего момента на рабочих боковых сторонах действуют напряжения смятия σ_см .

В соответствии с технологией обработки центрирующей поверхности в отверстии (протягивание) центрирование по наружному диаметру может быть применено при невысокой твердости ступицы (≤ 350 НВ) .

Центрирование по внутреннему диаметру d (рис. 2,б) .
Применяют при высокой твердости ступицы ( ≤ 45 HRC) , например, после ее закалки, когда затруднена калибровка ступицы протяжкой или дорном.
Точность обработки сопрягаемых поверхностей обеспечивают: в отверстии — шлифованием на внутришлифовальном станке, на валу — шлифованием впадины профилированными кругами, в соответствии с чем предусматривают канавки для выхода шлифовального круга.

По центрирующему диаметру d обеспечивают сопряжение по переходной посадке. Размер h площадки контакта определяют так же, как и при центрировании по наружному диаметру.

Центрирование по D или d применяют в соединениях, требующих высокой соосности вала и ступицы (при установке на валы зубчатых или червячных колес в коробках передач автомобилей, в станках, редукторах; а также при установке шкивов, звездочек, полумуфт на входных и выходных концах валов) .

Центрирование по боковым поверхностям b (рис. 2,в) . В сопряжении деталей по боковым поверхностям зазор практически отсутствует, а по диаметрам D и d имеет место явный зазор. Это снижает точность центрирования, но обеспечивает наиболее равномерное распределение нагрузки между выступами.
Поэтому центрирование по боковым поверхностям b применяют для передачи значительных и переменных по значению или направлению вращающих моментов, при жестких требованиях к мертвому ходу и при отсутствии высоких требований к точности центрирования: например, шлицевое соединение карданного вала автомобиля.

Шлицевые соединения с эвольвентным профилем

Соединения с эвольвентным профилем (рис. 1,б) применяют в неподвижных и подвижных соединениях. Боковая поверхность выступа очерчена по эвольвенте (как профиль зубьев зубчатых колес) .
Эвольвентный профиль отличается от прямобочного повышенной прочностью в связи с утолщением выступа к основанию и плавным переходом в основании.
Соединения обеспечивают высокую точность центрирования; они стандартизованы — за номинальный диаметр соединения принят наружный диаметр D .

По сравнению с прямобочным, соединение с эвольвентным профилем характеризует большая нагрузочная способность вследствие большей площади контакта, большего количества зубьев и их повышенной прочности. Применяют для передачи больших вращающих моментов. Шлицевые соединения с эвольвентным профилем шлицев считаются наиболее перспективными.

Применяют центрирование по боковым поверхностям S зубьев, реже — по наружному диаметру D .

Шлицевые соединения с треугольным профилем

Соединения с треугольным профилем (рис. 1,в) изготовляют по отраслевым нормалям. Применяют в неподвижных соединениях. Имеют большое число мелких выступов–зубьев ( z = 20. 70; т = 0,2. 1,5мм) . Угол β профиля зуба ступицы составляет 30°, 36° или 45°. Применяют центрирование только по боковым поверхностям, точность центрирования невысокая.

Применяют для передачи небольших вращающих моментов тонкостенными ступицами, пустотелыми валами, а также в соединениях торсионных валов, стальных валов со ступицами из легких сплавов, в приводах управления (например, привод стеклоочистителя автомобиля) .

Соединения с треугольным профилем применяют также при необходимости малых относительных регулировочных поворотов деталей. Шлицевые валы и ступицы изготовляют из среднеуглеродистых и легированных сталей с временным сопротивлением σ_в > 500МПа .

Материалы и допускаемые напряжения смятия

Шлицевые валы и ступицы изготовляют из среднеуглеродистых и легированных сталей с временным сопротивлением σ_в > 500 Н/мм 2 (МПа).
В Таблице 1 приведены значения [σ]_см , принятые с учетом опыта эксплуатации при длительном сроке службы. Большие значения [σ]_см принимают при легких режимах работы, когда соединение большую часть времени нагружено моментами, значительно меньшими максимально длительно действующего вращающего момента.

Таблица 1 . Допускаемые напряжения смятия при средних условиях эксплуатации

Источник

Соединения шлицевые

размеры сечений шлицев и их предельные отклонения

СОЕДИНЕНИЯ ШЛИЦЕВЫЕ ЭВОЛЬВЕНТНЫЕ с углом профиля 30 o ( ГОСТ 6033-80 ) Описание распространяется на шлицевые соединения c эвольвентным профилем зубьев, .расположенных параллельно оси соединения, с углом профиля 30 o . Шлицевые соединения с эвольвентным профилем зуба имеют то же назначение, что и прямобочные, но обладают рядом преимуществ: технологичностью (для обработки всех типоразмеров валов с определенным модулем требуется только одна червячная фреза, возможно применение всех точных методов обработки зубьев); большей прочностью (обладают меньшими концентратами напряжений и большим количеством зубьев). Шлицевые соединения с эвольвентным профилем зубьев применяются для подвижных и неподвижных соединений. К основным параметрам относятся: — D – наружный диаметр зубьев, номинальный диаметр соединения — m – модуль — z – число зубьев — α = 30° — угол профиля РАЗМЕРЫ СЕЧЕНИЙ ЭВОЛЬВЕНТНЫХ ШЛИЦЕВ Номинальные значения основных параметров Параметры Обозначение Расчетная зависимость Диаметр делительной окружности d d = mz Делительный окружной шаг p p = π m Номинальная делительная окружная толщина зуба вала (впадины втулки) S (e) S = e = π / 2 m + 2x m tg α Смещение исходного контура xm xm = e = π / 2 [D — m (z + 1.1s)] Номинальный диаметр окружности впадин втулки Df Df = D Номинальный диаметр окружности вершин зубьев втулки Da Da = D — 2m Номинальный диаметр окружности впадин вала df df max = D — 2,2 m Номинальный диаметр окружности вершин зубьев вала при центрировании по боковым поверхностям зубьев da da = D — 0,2 m при центрировании по наружному диаметру da da = D Номинальные диаметры, модули и числа зубьев эвольвентных шлицевых соединений: Номинальный диаметр D, мм модуль m 1 ряд 0,5 — 0,8 — 1,25 — 2,0 — 3,0 — — 5,0 — 8,0 — 2 ряд — 0,6 — 1,0 — 1,5 — 2,5 — 3,5 4,0 — 6,0 — 10 1 ряд 2 ряд число зубьев z — 4 6 — — — — — — — — — — — — — — — 5 8 — — — — — — — — — — — — — — 6 — 10 8 6 — — — — — — — — — — — — — 7 12 10 7 — — — — — — — — — — — — 8 — 14 12 8 6 — — — — — — — — — — — — 9 16 13 10 7 — — — — — — — — — — — 10 — 18 15 11 8 6 — — — — — — — — — — 12 — 22 18 13 10 8 6 — — — — — — — — — — 14 26 22 16 12 10 8 — — — — — — — — — 15 — 28 23 17 13 10 8 6 — — — — — — — — — 16 30 25 18 14 11 9 6 — — — — — — — — 17 — 32 27 20 15 12 10 7 — — — — — — — — — 18 34 28 21 16 13 10 7 — — — — — — — — 20 — 38 32 23 18 14 12 8 6 — — — — — — — — 22 42 35 26 20 16 13 9 7 6 — — — — — — 25 — 48 40 30 24 18 15 11 8 7 — — — — — — — 28 54 45 34 26 21 17 12 10 8 — — — — — — 30 — — 48 35 28 22 18 13 10 8 — — — — — — — 32 — 52 38 30 24 20 14 11 9 — 6 — — — — 35 — — 57 42 34 26 22 16 12 10 — 7 — — — — — 38 — 62 46 36 29 24 18 14 11 — 8 — — — — 40 — — 64 48 38 30 25 18 14 12 — 8 6 — — — — 42 — 68 51 40 32 26 20 15 12 — 9 7 — — — 45 — — 74 55 44 34 28 21 16 13 12 10 7 — — — — 48 — 78 58 46 37 30 22 18 14 12 10 8 6 — — 50 — — — 60 48 38 32 24 18 15 12 11 8 7 — — — 52 — — 64 50 40 33 24 19 16 12 11 9 7 — — 55 — — — 66 54 42 35 26 20 17 14 12 9 8 — — — 58 — — 70 56 45 37 28 22 18 14 13 10 8 — — 60 — — — 74 58 46 38 28 22 18 16 13 10 8 — — — 62 — — — — 48 40 30 23 19 16 14 11 9 — — 65 — — — — — 50 42 31 24 20 18 15 11 9 — — — 68 — — — — 53 44 32 26 21 18 15 112 10 — — 70 — — — — — 54 45 34 26 22 18 16 12 10 7 — — 72 — — — — 56 46 34 27 22 20 16 13 10 — — 75 — — — — — 58 48 36 28 24 20 17 13 11 8 — — 78 — — — — 60 50 38 30 24 21 18 14 11 — — 80 — — — — — 62 52 38 30 25 22 18 14 12 8 6 — 82 — — — — — 53 40 31 26 22 19 15 12 — — 85 — — — — — — 55 41 32 27 24 20 15 13 9 7 — 88 — — — — — 57 42 34 28 24 20 16 13 — — 90 — — — — — — 58 44 34 28 24 21 16 13 10 7 — 92 — — — — — 60 44 35 29 25 22 17 14 — — 95 — — — — — — 62 46 36 30 26 22 18 14 10 8 — 98 — — — — — 64 48 38 31 26 23 18 15 — — 100 — — — — — — 64 48 38 32 28 24 18 15 11 8 — 105 — — — — — 68 51 40 34 29 25 20 16 12 9 110 — — — — — — 72 54 42 35 30 26 20 17 12 9 120 — — — — — — — 58 46 38 34 28 22 18 13 10 — 130 — — — — — — 64 50 42 36 31 24 20 15 11 140 — — — — — — — 68 54 45 38 34 25 22 16 12 — 150 — — — — — — 74 58 48 42 36 28 24 17 13 160 — — — — — — — — — 52 44 38 30 25 18 14 — 170 — — — — — — — — 55 48 41 32 27 20 15 180 — — — — — — — — — 58 50 44 34 28 21 16 — 190 — — — — — — — — 62 — 46 36 30 22 17 200 — — — — — — — — — 65 — 48 38 32 24 18 — 210 — — — — — — — — 69 — 51 40 34 25 20 220 — — — — — — — — — — — — 42 35 26 20 240 — — — — — — — — — — — — 46 38 28 22 — 250 — — — — — — — — — — — 48 40 30 24 260 — — — — — — — — — — — — 50 42 31 24 — 280 — — — — — — — — — — — 54 45 34 26 300 — — — — — — — — — — — — 58 48 36 28 — 320 — — — — — — — — — — — 62 52 38 30 340 — — — — — — — — — — — — — 55 41 32 — 360 — — — — — — — — — — — — 58 44 34 380 — — — — — — — — — — — — — 62 46 36 400 — — — — — — — — — — — — — 65 48 38 — 420 — — — — — — — — — — — — 68 51 40 440 — — — — — — — — — — — — — 72 54 42 — 450 — — — — — — — — — — — — — 55 44 — 460 — — — — — — — — — — — — 75 56 44 480 — — — — — — — — — — — — — 78 58 46 500 — — — — — — — — — — — — — 82 61 48 Примечания: — при выборе номинальных диаметров и модулей ряд 1 следует предпочитать ряду 2; — предпочтительные числа ; — модуль 3,5 по возможности не применять. ПОСАДКИ ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ С ЭВОЛЬВЕНТНЫМ ПРОФИЛЕМ ЗУБА В шлицевых соединениях с эвольвентным профилем зубьев применяются следующие способы относительного центрирования вала и втулки: — по боковым поверхностям зубьев S, e, по наружному диаметру D и допускается центрирование по внутреннему диаметру. Наибольшее распространение получил способ центрирования по боковым поверхностям зубьев. Центрирование по внутреннему диаметру не рекомендуется. ГОСТ 6033-80 установлены допуски и посадки для различных способов центрирования. Посадки эвольвентных соединений центрирующий элемент S(e) УСЛОВНОЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ При центрировании по боковым поверхностям зубьев. D = 50 мм; m = 2 мм; посадка по боковым поверхностям s(e) – 9g / 9H соединение 50 x 2 x 9H / 9g ГОСТ 6033-80 вал 50 x 2 x 9g ГОСТ 6033-80 отверстие 50 x 2 x 9H ГОСТ 6033-80 При центрировании по наружному диаметру. D = 50 мм; m = 2 мм; посадка по центрирующему диаметру D — H7 / g6 и по боковым поверхностям s(e) — 9H / 9h соединение 50 x H7 / g6 x 2 x 9H / 9h — 80 ГОСТ 6033-80 вал 50 x g6 x 2 x 9h ГОСТ 6033-80 отверстие 50 x H7 x 2 x 9H ГОСТ 6033-80 Шлицевые соединения контролируют комплексными калибрами, при этом поэлементный контроль осуществляют непроходными калибрами или измерительными приборами. В спорных случаях контроль комплексным калибром является главным. Существуют треуголные зубчатые соединения. Треугольные зубчатые соединения применяют главным образом для неподвижного соединения деталей при передаче небольших врвщающих моментов, чтобы избежать прессовых посадок, а также при тонкостенных втулках. — пример выполнения чертежа детали с эвольвентными шлицами; — ГОСТ 1139-80 — «Основные нормы взаимозаменяемости. Соединения шлицевые прямобочные. Размеры и допуски»; — соединения шлицевые эвольвентные питчевые с углом профиля 30° по SAE J498; — соединения шлицевые эвольвентные с углом профиля 30° по DIN 5482. Источник Читайте также:  Вязание носков способом magic loop Оцените статью Вам также может понравиться Ясень семена способ распространения Ясень обыкновенный Fraxinus excelsior – так в ботанической Ярлыки способы создания ярлыков ос windows Создаем ярлыки на рабочем столе Windows Создаем ярлыки Японское удобрение фуджима способ применения Удобрения Фуджима Знаете потрясающее удобрение, палочка Японский чай способ заварки Технология заваривания японского чая Известно, что Правообладателям Политика конфиденциальности Контакты