Геометрические параметры центрирования шлицевых прямобочных соединений

Соединения шлицевые прямобочные

Шлицевые соединения, в отличие от шпоночных, применяются при передаче больших крутящих моментов(прочность шлицевых соединений при динамических и переменных нагрузках выше, чем шпоночных соединений, и напряжения смятия на гранях зубьев меньше, чем на поверхностях шпонок) и при более высоких требованиях к соосности соединения деталей.

Шлицевые соединения различают по форме шлицев на:

· прямобочные (прямоугольные);

· эвольвентные;

· треугольные.

Шлицевые соединения с прямобочным и эвольвентным профилем зуба применяются как для подвижных(в осевом направлении), так и для неподвижных соединений.

Шлицевое соединения с треугольным профилем зуба используются главным образом для неподвижных соединений при передаче небольших крутящих моментов; вместо соединений, в которых применение натяга по каким-либо причинам нежелательно; при тонкостенных втулках и пустотелых валах (так как это соединение имеет большое число мелких зубьев).

Шлицевые соединения с треугольным профилем зуба не стандартизованы. Допуски и посадки на них устанавливаются в соответствии с рекомендациями РС СЭВ 656-66.

Размеры и допуски прямобочных шлицевых соединений регламентированы ГОСТ 1139-80 «ОНВ. Соединения шлицевые прямобочные. Размеры и допуски».

ГОСТ 1139-80 распространяется на шлицевые соединения общего назначения с прямобочным профилем зубьев, расположенных параллельно оси соединения, и с боковыми сторонами профиля, параллельными оси симметрии шлица.

Основными параметрами (рис. 1.6.6 и рис.1.6.7), характеризующими шлицевые прямобочные соединения, являются:

· число зубьев Z;

· наружный диаметр D;

· внутренний диаметр d;

· ширины шлицов b.

Число зубьев в прямобочных шлицевых соединениях принимается четным (6,8,10,12,16,20), что облегчает изготовление и контроль шлицевых валов и отверстий.

Длина шлицев определяется длиной сопрягаемого отверстия (например, ступицы); в случае, если ступица подвижна – величиной её перемещения.

В зависимости от передаваемого крутящего момента предусмотрено три серии соединений, различающиеся высотой и числом шлицов:

· легкая серия;

· средняя серия;

· тяжелая серия.

Легкая серия, имеющая наименьшие числа и высоту шлицов, применяется для неподвижных или слабо нагруженных соединений.

Средняя серия имеет большие по сравнению с легкой серией числа и высоту шлицов и рекомендуется для средненагруженных соединений.

Тяжелая серия предназначена для наиболее тяжелых условий работы и имеет наибольшие числа и высоты зубьев.

Для обеспечения соосности поверхности втулки относительно оси вращения вала у сопрягаемых шлицевых деталей предусмотрена центрирующая поверхность.

Применяют три способа центрирования:

· по наружному диаметру D (рис. 1.6.6 а);

· по внутреннему диаметру d (рис. 1.6.6 б);

· по ширине шлица b (рис. 1.6.6. в);

Выбор способа центрирования зависит от эксплуатационных требований и технологии изготовления шлицевых деталей.

Шлицы на валах фрезеруют либо последовательно методом деления, вырезая паз за пазом фасонной фрезой на горизонтально фрезерном станке, либо обрабатывают сразу все шлицы червячной фрезой методом обката на зубофрезерном станке. Поскольку точность при этом получается недостаточной, а после термообработки (закалки) накладываются еще и коробление детали и шлицов, то точные элементы шлицевого вала обязательно шлифуют.

Шлицевые отверстия сначала сверлят, зенкеруют, а затем протягивают круглой и шлицевой протяжками, выдерживая внутренний диаметр d с необходимой точностью, которая при незакаленных втулках обычно требует последующей обработки.

В случае выполнения термообработки (закалки) втулки возможно потребуется проводить шлифование внутреннего диаметра d на внутришлифовальном станке.

Рис. 1.6.5 – Соединение с сегментными шпонками

Рис. 1.6.6 Центрирование шлицевых прямобочных соединений

Центрирование по наружному диаметру D применяется для неподвижных, а также для подвижных соединений, работающих при небольших нагрузках и подвергающихся малому износу. Тогда шлицевая втулка или термически не обрабатывается, что позволяет обрабатывать её чистовой протяжкой, или после термообработки ( поверхностной закалки, улучшения) если твердость ее материала допускает калибровку протяжкой.

Центрирование по внутреннему диаметру d применяется в основном в подвижных соединениях, работающих при больших нагрузках в тяжелых условиях. В таких соединениях шлицевая втулка после термообработки имеет высокую твердость, и дефекты от коробления можно устранить лишь шлифованием, для которого доступна только поверхность по внутреннему диаметру d.

Способы центрирования по наружному диаметру D и по внутреннему диаметру d обеспечивают высокую точность центрирования.

Рис 1.6.7 Размеры прямобочных шлицевых соединений и их исполнения

Центрирование по ширине шлицов b рекомендуется, когда требуется высокая точность центрирования и в то же время необходимо обеспечить высокую прочность соединения в эксплуатации(знакопеременные нагрузки, большие крутящие моменты, реверсивное движение). Для этого боковые поверхности шлицов на валу, особенно если вал термически обрабатывается, шлифуют, чтобы выдержать их толщину и прямолинейность.

Примером центрирования по ширине шлица b является карданное соединение транспортных, строительных и других машин.