От чего зависит назначение посадок на элементы шлицевого соединения

Обновлено: 05.10.2024

Шлицевое соединение – вид соединения валов со втулками по поверхностям сложного профиля с продольными выступами (шлицами) и впадинами. Обычно шлицевые соединения используют для передачи крутящих моментов в соединениях вала с зубчатым колесом (блоком зубчатых колес), со шкивом, полумуфтой или другой деталью. Как правило, это подвижные соединения, в которых втулка может перемещаться в осевом направлении, а шлицевые поверхности используют как направляющие для продольного перемещения деталей. Однако возможно и применение неподвижных шлицевых соединений.

Технологически шлицевые соединения сложнее шпоночных, но обеспечивают хорошее центрирование втулки на валу и позволяют передавать значительные вращающие моменты, поскольку большое число шлиц обеспечивает меньшую концентрацию напряжений.

Выбор типа шлицевых соединений связан с конструктивными и технологическими особенностями соединений. Шлицевые валы обычно обрабатывают инструментом, имеющим форму впадины или ее части (фасонная фреза, шлифовальный круг), а шлицевые отверстия чаще всего получают с помощью обработки протяжками – специальным многолезвийным режущим инструментом, образующим полный профиль отверстия за один проход инструмента.

Шлицы с эвольвентным профилем зуба имеют повышенную прочность благодаря утолщению зуба к основанию, но сложность получения эвольвентных зубьев вала и впадин втулки выше.

Существуют три способа центрирования сопрягаемых прямобочных шлицевых втулки и вала: по наружному диаметру D (рис. 26, а); по внутреннему диаметру d (рис. 26, б); по боковым сторонам зубьев b (рис. 26, в).

Рис. 26. Центрирование в прямобочных шлицевых соединениях

Если в изделии не требуется повышенная износостойкость шлицевой поверхности втулки (конструктора устраивает средняя твердость поверхности шлицевого отверстия), применяют центрирование по наружному диаметру D. Такое центрирование применяют для неподвижных шлицевых соединений, а также для подвижных, воспринимающих небольшие нагрузки.

В этом случае поверхность шлицевого отверстия может быть окончательно обработана высокопроизводительными и точными методами протягивания или калибрования. Шлицевый вал можно получить фрезерованием с последующей термообработкой (например, закалкой) и шлифованием по диаметру D.

Если необходима повышенная износоустойчивость шлицевой поверхности втулки, она должна иметь высокую твердость, значит, обработка чистовой протяжкой неприменима. В таком случае прибегают к центрированию по d и отверстие во втулке шлифуют на внутришлифовальном станке.

Центрирование по ширине b, при котором точность центрирования ниже, чем по другим элементам, целесообразно применять при передаче больших крутящих моментов в условиях переменных нагрузок, например, при частом реверсировании направления вращения или старт-стопных режимах работы. Минимальные зазоры между зубьями и впадинами служат для предотвращения больших динамических нагрузок с ударами.

В зависимости от нагруженности шлицевого соединения с прямобочным профилем выбирают его серию (легкая, сред-няя, тяжелая), чем определяют размеры и число зубьев (шлиц) z. При одном и том же внутреннем диаметре более тяжелая серия отличается увеличенной высотой зуба (шлица) и соответственно наружного диаметра. Тяжелая серия имеет большее число шлиц по сравнению со средней.

Выбор посадок в шлицевых соединениях зависит от требований к точности центрирования и принятого способа центрирования. Посадки в прямобочных шлицевых соединениях нормированы ГОСТ 1139, а эвольвентных – ГОСТ 6033.

Для эвольвентных шлицевых соединений предусмотрены возможности центрирования по боковым поверхностям зубьев и по наружному диаметру.

Поля допусков боковых поверхностей зубьев для эвольвентных шлицевых соединений нормируют не квалитетами, а степенями точности (7. 11). Обозначение полей допусков раз-меров ширины эвольвентной впадины втулки и толщины эвольвентного зуба вала включает число (степень точности), за которым следует буква (основное отклонение). Поля допусков по боковым поверхностям зубьев элементов эвольвентных шлицевых соединений приведены в ГОСТ 6033.

Особенностью полей допусков боковых поверхностей зубь-ев эвольвентных шлицевых соединений является то, что устанавливаются два вида допусков ширины впадины втулки и толщины зуба вала:

Т – суммарный допуск, включающий отклонение собственно ширины впадины (толщины зуба) и отклонение формы и расположения элементов профиля впадины (зуба), контролируемый комплексным калибром;

Te (Ts)– допуск собственно ширины впадины втулки (тол-щины зуба вала), контролируемый отдельно в случаях когда не применяется комплексный калибр.

Допуски и основные отклонения для диаметров окружности впадины втулки D и окружности вершин зубьев вала d заимствованы из ГОСТ 25346.

При назначении допусков формы и расположения элементов шлицевых соединений можно руководствоваться следующими рекомендациями (рис. 27):

1) для прямобочных шлицевых соединений:

· допуски параллельности плоскости симметрии зубьев вала и пазов втулки относительно оси центрирующей поверхности не должны превышать на длине 100 мм: 0,03 мм – в соединениях повышенной точности, определяемой допусками размеров b от 6 до IT8; 0,05 мм – в соединениях нормальной точности при допусках размеров b от IT9 до IT10. При центрировании по боковым сторонам шлиц выбирают дополнительную базу – ось одной из нецентрирующих поверхностей шлицевого вала (обычно с более жестким допуском),

2) для эвольвентных шлицевых соединений предельные значения радиального биения Fr и допуска направления зуба Fβ следует принимать по ГОСТ 6033.

Параметры Ra шероховатости (ГОСТ 2789) для поверхностей элементов прямобочных и эвольвентных шлицевых соединений должны быть согласованы с самыми жесткими допусками макрогеометрии и не превышать по параметру Ra значений 1,25 мкм для центрирующих поверхностей, 2,5 мкм для нецентрирующих боковых поверхностей шлиц подвижных соединений; 4,0 мкм для нецентрирующих боковых поверхностей шлиц неподвижных соединений и 10 мкм для нецентрирующих цилиндрических поверхностей шлиц.

Рис. 27. Обозначения допусков параллельности и радиального биения

элементов наружной шлицевой поверхности:

а – при центрировании по внутреннему диаметру;

б – при центрировании по наружному диаметру;

в – при центрировании по боковым сторонам шлиц.

База БВ – общая ось посадочных поверхностей вала (посадочных

поверхностей под подшипники). База Д – ось выбранной нецентрирующей поверхности шлицевого вала при центрировании по боковым сторонам шлиц

Условные обозначения шлицевых соединений и их элементов различаются в зависимости от профиля зубьев.

Обозначения прямобочных шлицевых соединений валов и втулок содержат букву, обозначающую поверхность центрирования, число зубьев и номинальные размеры d, D и b, за которыми следуют обозначения посадок. Пример условного обозначения шлицевого соединения с числом зубьев z = 6, внутренним диаметром d = 28 мм, наружным диаметром D = 34 мм, шириной зуба b = 7 мм, с центрированием по внутреннему диаметру, с посадкой по диаметру центрирования H7/f7 и по размеру b – D9/f8:

d –6×28 H7/ f7×34 H12/a11×7 D9/f8.

При центрировании по наружному диаметру с посадкой по диаметру центрирования H8/h7 и по размеру b – F10/h9:

D –6×28×34 H8/h7×7 F10/h9.

При центрировании по боковым сторонам профиля:

b – 6×28×34 H12/a11×7 D9/h8.

Условные обозначения требований к точности эвольвентных шлицевых соединений содержат: номинальный диаметр соединения D; обозначение посадки соединения (указывают обозначения полей допусков), помещаемое после размеров центрирующих элементов, обозначение стандарта.

Пример условного обозначения эвольвентного шлицевого соединения D = 50 мм; m = 2 мм, с центрированием по боковым поверхностям зубьев:

50×2×9H/9g ГОСТ 6033-80.

То же с центрированием по наружному диаметру, с посадкой по центрирующему диаметру Н7/g6 и посадкой по нецентрирующим поверхностям зубьев 9H/9h:

50×H7/g6×2 ГОСТ 6033-80.

То же с центрированием по внутреннему диаметру, с посадкой Н7/g6 и посадкой по нецентрирующим боковым поверхностям зубьев 9H/9h:

i 50×2×H7/g6ГОСТ 6033-80.

Пример расчета прямобочного шлицевого соединения.

Рассмотрим прямобочное шлицевое соединение с центрированием по наружному диаметру D –6×16×20 Н7/п6×4 F8/js7(средняя серия по ГОСТ 1139). Расчет предельных размеров элементов шлицевого соединения и зазоров (натягов) аналогичен расчету гладких сопряжений. Поля допусков выбираются по ГОСТ 25346 или ГОСТ 1139.

Расчёт предельных размеров и зазоров (натягов) по сопряжению Ø20 Н7/n6:

Dmax = D0 + ES = 20,000 + 0,021 = 20,021 мм;

Dmin = D0 + EI = 20,000 + 0,000 = 20,000 мм;

dmax = d0 + es = 20,000 + 0,028 = 20,028 мм;

dmin = d0 + ei = 20,000 + 0,015 = 20,015 мм;

Smax = Dmax – dmin = 20,021 – 20,015 = 0,006 мм;

Nmax = dmax – Dmin = 20,028 – 20,000 = 0,028 мм.

Рис. 28. Схемы расположения полей допусков элементов

Расчёт предельных размеров и зазоров по ширине шлиц 4F8/js7:

Bmax = B0 + ES = 4,000 + 0,028 = 4,028 мм;

Bmin = B0 + EI = 4,000 + 0,010 = 4,010 мм;

bmax = b0 + es = 4,000 + 0,006 = 4,006 мм;

bmin = b0 + ei = 4,000 – 0,006 = 3,994 мм;

Smax = Bmax – bmin = 4,028 – 3,994 = 0,034 мм;

Smin = Bmin – bmax = 4,010 – 4,006 = 0,004 мм.

Для нецентрирующего внутреннего диаметра d = 16 мм по ГОСТ 1139 устанавливаем предельные значения:

· поле допуска отверстия втулки Ø16 Н11( +0,110 ), т. е.

Dmax = D0 + ES = 16,000 + 0,110 = 16,110 мм,

Dmin = D0 + EI = 16,000 + 0,000 = 16,000 мм;

· диаметр вала d1 не менее 14,5 мм:

Smax = Dmax – d1min = 16,110 – 14,500 = 1,610 мм;

Smin = Dmin – d1max = 16,000 – 16,000 = 0,000 мм;

Scp = (Smax + Smin)/2 = (1,610 + 0)/2 = 0,805 мм.

Посадки шлицевых соединений

Согласно ГОСТ 1139—80 посадки по центрирующим цилиндрическим поверхностям (наружный и внутренний диаметры) устанавливают по системе отверстия из числа стандартных посадок для гладких цилиндрических поверхностей, а по боковым поверхностям зубьев — по системе вала.

Центрирование по наружному диаметру. Предельные отклонения для отверстий устанавливают по Н7 и Н8.

Посадка по центрирующему диаметру зависит от условий работы соединения. Для неподвижных соединений, неразборных или редко разбираемых, применяют h6 или js7, для легкоразборных — h7, для подвижных — g6, f7, е8.

Помимо поля допуска по центрирующему диаметру, оговаривают поле допуска по боковым граням шлицев: F8, D9 — для ширины пазов в отверстии и d9, е8, f7, f8, h8, h9, js7 — для толщины шлицев вала.

Рекомендуемые поля допусков и посадки для размеров D и b приведены в табл. 15, предпочтительные — в табл. 16.

Рекомендуемые поля допусков и посадки для размеров D и b

Предпочтительные поля допусков и посадки

Обозначение шлицевого соединения с центрированием по наружному диаметру состоит из знака центрирующего диаметра D и основных параметров соединения (z, d, D).

Кроме того, указывают: для отверстий — поле допуска центрирующего диаметра и ширины пазов; для валов — посадки по центрирующему диаметру и по граням шлицев.

Наиболее удобно развернутое обозначение с нанесением размеров и шероховатости поверхностей элементов соединения. Дополнительно приводят в виде выносного элемента профиль шлица и впадины для нанесения размеров мелких конструктивных элементов.

ГОСТ 1139—80 не предусматривает посадок с натягом. При необходимости применяют посадки с натягом, предназначенные для цилиндрических гладких поверхностей.

Выполнять такие посадки можно используя стандартный режущий инструмент, рассчитанный на центрирующие посадки. Для этого охватывающую деталь перед протягиванием нагревают до 80— 120°С. После остывания диаметр отверстия уменьшается до величины, обеспечивающей натяг в соединении. Соединение собирают под прессом вхолодную или с подогревом охватывающей детали (или с охлаждением вала).

Нагрев детали перед протягиванием на каждые 10°С обеспечивает в соединении диаметральный натяг ~1 мкм на каждые 10 мм диаметра. Например, при нагреве детали с посадочным диаметром 80 мм до 100°С в соединении получается натяг ~0,08 мм.

Центрирование по внутреннему диаметру. Рекомендуемые поля допусков и посадки валов и втулок для этого способа центрирования приведены в табл. 17.

Центрирование по внутреннему диаметру. Рекомендуемые поля допусков и посадки валов и втулок

Центрирование по боковым поверхностям зубьев. Рекомендуемые поля допусков и посадки валов и втулок для этого способа центрирования приведены в табл. 18.

Центрирование по боковым поверхностям зубьев. Рекомендуемые поля допусков и посадки валов и втулок

Поля допусков нецентрирующих размеров приведены в табл. 19, а допуски шлицевых прямобочных соединений в зависимости от условий работы — в табл. 20.

Выбор посадок для шлицевых соединений
Выбор посадок для шлицевых соединений
Выбор посадок для шлицевых соединений
Выбор посадок для шлицевых соединений
Выбор посадок для шлицевых соединений
Выбор посадок для шлицевых соединений
Выбор посадок для шлицевых соединений
Выбор посадок для шлицевых соединений
Выбор посадок для шлицевых соединений
Выбор посадок для шлицевых соединений
Выбор посадок для шлицевых соединений
Выбор посадок для шлицевых соединений
Выбор посадок для шлицевых соединений
Выбор посадок для шлицевых соединений
Выбор посадок для шлицевых соединений
Выбор посадок для шлицевых соединений

Вычертить эскизы шлицевого соединения и отдельно эскизы вала и втулки, обозначив на них посадки и отклонения в буквенном и числовом выражении, указать шероховатость поверхности.

  • Указать материал шлицевой втулки и шлицевого вала, конструктивные особенности втулки вала в зависимости от способа изготовления с учетом системы центрирования. Шлицевые соединения, так же как и шпоночные предназначены для передачи крутящих моментов в соединениях шкивов, зубчатых колес, муфт и различных других деталей с валами. Шлицевые соединения – соединения многоразмерные.

Они передают большие крутящие моменты, имеют меньшие отклонения от соосности и смещения пазов и шлицов.

Шлицевые соединения обеспечивают центрирование сопрягаемых деталей. Соединения с прямобочным профилем зубьев применяются широко для подвижных, неподвижных и скользящих соединений.

Они имеют следующие основные параметры, по которым назначаются способы (или системы) центрирования: — наружный диаметр – D — внутренний диаметр – d — ширина шлица (зуба) – b. Стандартом (ГОСТ 1139-80) [45] установлено три серии шлицевых соединений: легкая, средняя и тяжелая и для каждой серии даны особенности изготовления шлицевого вала (исполнение А,В,С). Для успешного решения задачи самым главным является выбор способа центрирования в зависимости от условий работы.

Прямой профиль ГОСТ 1139-80 посадка шлицевого соединения встроен в систему отверстий (ассортимент дорогих протяжек меньше, чем в системе валов). Они проходят вдоль центрирующей поверхности, но по сторонам рукава долины и зубьев вала. D и b, или d и b, или только b. Отклонения в профиле отверстия и размерах вала рассчитываются от номинальных размеров D, d и b. Допуски на сплайн-элементы сложны. К ним относятся ошибки размера элемента и ошибки относительного положения и формы для этого элемента.

Для обеспечения сбора шлицевых частей имеется гарантированный боковой зазор между зубьями и сторонами желоба и между нецентральными плоскостями. Эти зазоры компенсируют сплайновый профиль вала и втулки и ошибки положения.

  • Улучшение качества, надежности, долговечности и эффективности машин, устройств и других продуктов может быть достигнуто только благодаря тесной интеграции стандартизации, совместимости и измерений. Производство и эксплуатация продукции, ремонт и хранение.
  • Приобретение технических знаний, навыков и опыта в области стандартизации и измерений является неотъемлемой частью профессиональной подготовки инженеров-механиков.
  • Совместимость, наиболее важная характеристика ряда продуктов, в значительной степени определяет технические и экономические выгоды, которые можно получить от эксплуатации новейшего технического оборудования.

Эта роль совместимости обусловлена ​​тем, что все отраслевые проекты, технологии производства и управления продукцией объединены в одно целое. Совместимость основана на стандартизации, а инженерными задачами являются точность, совместимость и технические измерения.

Поэтому в курсовой работе подробно описываются точность обработки, основные виды ошибок и причины их возникновения. Совместимость компонентов, сборок и сборок не может быть гарантирована без разработки и применения передовых методов управления. Состояние метода измерения характеризует уровень и культуру производства, так как не должно быть допусков и не предусмотрены технические измерения для его проверки.

Основной задачей стандартизации является постоянное улучшение качества продукции, способность отвечать растущим требованиям современного производства. Поэтому стандартизация и унификация деталей и сборочных единиц способствует ускорению и снижению затрат на проектирование, изготовление, эксплуатацию и ремонт станков.

Вот почему комплекс подробных знаний и специальных навыков в области стандартизации точности является необходимой частью профессиональной подготовки инженеров-механиков.

Простое описание метода измерения, разработанное в соответствии с заданием курсовой работы, имеет упрощенную форму.

Для ключевых соединений обычное представление о ключевых соединениях заключается в построении схемы допустимого запаса и вычислении предельного размера, зазора (герметичности).

Ключевое соединение — это тип соединения вала с втулкой, в котором используются дополнительные конструктивные элементы (шпонки), предназначенные для предотвращения взаимного вращения. В большинстве случаев ключи используются для передачи крутящего момента в соединении между валом и зубчатым колесом или шкивом и закреплены друг на друге.

Размеры поперечного сечения ключа и паза стандартизированы и выбираются в соответствии с соответствующим стандартом в зависимости от диаметра вала, а тип соединения ключа зависит от условий его эксплуатации.

Помощь студентам в учёбе
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal
lfirmal

Образовательный сайт для студентов и школьников

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

допуски и посадки шпоночных соединений

Шпоночное соединение - один из видов соединений вала со втулкой с использованием дополнительного конструктивного элемента (шпонки), предназначенной для предотвращения их взаимного поворота. Чаще всего шпонка используется для передачи крутящего момента в соединениях вращающегося вала с зубчатым колесом или со шкивом, но возможны и другие решения, например - защита вала от проворачивания относительно неподвижного корпуса.
Более подробно о видах шпоночных соединений здесь.

В отличие от соединений с натягом, которые обеспечивают взаимную неподвижность деталей без дополнительных конструктивных элементов, шпоночные соединения – разъемные. Они позволяют осуществлять разборку и повторную сборку конструкции с обеспечением того же эффекта, что и при первичной сборке.

По форме шпонки разделяются на призматические, сегментные, клиновые и тангенциальные. Призматические шпонки дают возможность получать как подвижные, так и неподвижные соединения. Сегментные шпонки и клиновые шпонки, как правило, служат для образования неподвижных соединений. Форма и размеры сечений шпонок и пазов стандартизованы и выбираются в зависимости от диаметра вала, а вид шпоночного соединения определяется условиями работы соединения.

Рис. 1. Виды исполнений призматических шпонок (вид сверху)

Шпоночное соединение включает в себя минимум три посадки: вал-втулка (центрирующее сопряжение) шпонка-паз вала и шпонка-паз втулки.
Точность центрирования деталей в шпоночном соединении обеспечивается посадкой втулки на вал. Это обычное гладкое цилиндрическое сопряжение, которое можно назначить с очень малыми зазорами или натягами, следовательно – предпочтительны переходные посадки.

Возможно еще одно сопряжение – по длине шпонки, если призматическую шпонку с закругленными торцами закладывают в глухой паз на валу.

Глубина паза у вала под шпонку задается размером l , (предпочтительно) или d-t1 , глубина паза у отверстия под шпонку - размером t2 или D+t2 (рис. 2).

допуски и посадки шпоночных соединений

Рис. 2. Параметры шпоночного соединения

Размеры шпонок изготавливаются: по ширине b шпонки (рис. 2) с полем допуска h9 , по высоте h шпонки с полем допуска h11 (при высоте шпонки 2 . 6 мм - по B9 ), по длине l шпонки с полем допуска h14 .
Такое назначение полей допусков на размеры призматических шпонок делает возможным их централизованное изготовление независимо от посадок.

Все виды шпоночных соединений образуются в системе вала. Вид соединения выбирается в зависимости от его функционального назначения с учетом технологии сборки. Для предпочтительного применения стандартом предусмотрено три вида соединения (рис. 3):

  • Свободное - соединение с гарантированным зазором для возможности перемещения втулки вдоль вала со шпонкой. Соединение подвижное. Для ширины паза на валу задается поле допуска Н9 , для ширины паза втулки - Z10 .
  • Нормальное - соединение с переходной посадкой, с большей вероятностью в получении зазора, не требующее частых разборок. Соединение неподвижное. Для ширины паза на валу задается поле допуска N9 , для ширины паза втулки - J9 .
  • Плотное - соединение с переходной посадкой, с приблизительно равной вероятностью получения зазоров и натягов, применяющееся при редких разборках и реверсивных нагрузках. Соединение неподвижное. Для ширины паза вала и втулки задается одно поле допуска H9 .

Стандартом установлены поля допусков по ширине шпонки и шпоночных пазов b для свободного, нормального и плотного соединений.
Длина пазов вала и отверстия под шпонку изготавливается с полем допуска Z15 , глубина пазов вала и отверстия - с полем допуска Z12 .
К местам установок шпонок предъявляются дополнительные требования по расположению поверхностей.

Допуски и посадки шлицевых соединений

Основные параметры шлицевых соединений

Шлицевые соединения, как и шпоночные, предназначены для передачи крутящих моментов в соединениях шкивов, муфт, зубчатых колес и других деталей с валами.
В отличие от шпоночных соединений, шлицевые соединения, кроме передачи крутящих моментов, осуществляют еще и центрирование сопрягаемых деталей. Шлицевые соединения могут передавать большие крутящие моменты, чем шпоночные, и имеют меньшие перекосы и смещения пазов и зубьев.
Более подробно о видах шлицевых соединений здесь.

В зависимости от профиля зубьев шлицевые соединения делят на соединения с прямобочным, эвольвентным и треугольным профилем зубьев.

Шлицевые соединения с прямобочным профилем зубьев применяются для подвижных и неподвижных соединений. К основным параметрам относятся:

  • D – наружный диаметр;
  • d – внутренний диаметр;
  • b – ширина зуба.

По ГОСТ 1139-80* в зависимости от передаваемого крутящего момента установлено три типа соединений – легкой, средней и тяжелой серии.

В шлицевых соединениях с прямобочным профилем зуба применяют три способа относительного центрирования вала и втулки (рис. 3):

Рис. 3. Способы относительного центрирования шлицевых соединений

Центрирование по наружному и внутреннему диаметрам обеспечивает хорошую соосность деталей при взаимном перемещении. Но центрирование по наружному диаметру, кроме того, применяют и для неподвижных соединений, поскольку в них отсутствует износ от осевых перемещений.

Центрирование по D рекомендуется при повышенных требованиях к соосности элементов соединения, когда твердость втулки не слишком высока и допускает обработку чистовой протяжкой, а вал обрабатывается фрезерованием и шлифуется по наружному диаметру D .
Применяется такое центрирование в подвижных и неподвижных соединениях.

Центрирование по внутреннему диаметру d применяется в тех же случаях, что и центрирование по D , но при твердости втулки, не позволяющей обрабатывать ее протяжкой. Такое центрирование является наименее экономичным.

Центрирование по боковым сторонам зубьев b используют, когда не требуется высокой точности центрирования, при передаче значительных крутящих моментов.
Способ центрирования по боковым поверхностям зубьев b целесообразно, также, применять при передаче знакопеременных нагрузок больших крутящих моментов, а также реверсивном движении.
Этот метод способствует более равномерному распределению нагрузки между зубьями, но не обеспечивает высокой точности центрирования. Применяется реже, так как при этом требует точной обработки шлицевого вала и впадин шлицевой втулки, которая может быть обеспечена у вала шлифованием зубьев, а у втулки только протягиванием отверстия. Применяется, если нужна высокая прочность, а точность центрирования не имеет существенного значения, - например карданные сочленения.

Выбор допусков и посадок шлицевых соединений

В основу построения допусков и посадок шлицевых соединений положена система, обеспечивающая сокращение дорогостоящего инструмента для обработки шлицевых отверстий - протяжек. Поэтому посадки шлицевых соединений с прямобочным профилем зуба строятся по системе отверстия (рис. 4).

допуски и посадки шлицевых соединений

Рис. 4. Поля допусков шлицевых соединений

Отклонение размеров профиля отверстия и вала отсчитываются от номинальных размеров диаметров D и d и ширины зуба b .
Для обеспечения собираемости шлицевых деталей предусматриваются гарантированные зазоры между боковыми сторонами зубьев и впадин, а также между не центрируемыми поверхностями. Эти зазоры компенсируют погрешности профиля и расположения шлицев вала и впадин втулки.
Поля допусков шлицевых соединений с прямобочным профилем располагаются в зависимости от центрирующего элемента.

Прямобочные шлицевые соединения, как правило, контролируются комплексными проходными калибрами. При этом поэлементный контроль осуществляется непроходными калибрами или измерительными приборами.
В спорных случаях контроль с применением комплексного калибра является решающим.
При использовании комплексных калибров отверстие считается годным, если комплексный калибр-пробка проходит, а диаметры и ширина паза не выходят за установленные верхние пределы; вал считается годным, если комплексный калибр-кольцо проходит, а диаметры и толщина зуба не выходят за установленный нижний предел.

Обозначение на чертежах прямобочных шлицевых соединений валов и втулок должно содержать:

  • букву, соответствующую поверхности центрирования;
  • число зубьев и номинальные размеры d , D и b соединения, вала и втулки;
  • символы полей допусков или посадок диаметров, а также размера b , помещенные после соответствующих размеров.

В обозначении можно не указывать допуски нецентрирующих диаметров.

Допуски и посадки эвольвентных шлицевых соединений

Для повышения долговечности соединений, улучшения центрирования и упрощения фрезерования (применения метода обката одной червячной фрезой при нарезании шлицев одного модуля, но разных чисел зубьев и диаметров) используются шлицевые соединения с эвольвентным профилем зуба.

Однако при закаленных валах и втулках шлицевание зубьев с эвольвентным профилем невыгодно. Кроме того, стоимость протяжки при чистовой обработке выше, чем для зубьев с прямобочным профилем.

Основными преимуществами эвольвентных шлицевых соединений по сравнению с прямобочными являются:

  • более равномерное распределение нагрузки на зубе;
  • высокая прочность;
  • возможность обеспечения повышенной точности, обусловленная высокой точностью червячной модульной фрезы.

На эти соединения распространяется ГОСТ 6033-80, устанавливающий исходный контур; угол наклона профиля зуба - 30°; форму зуба; номинальные диаметры D = 4. 500 мм; модули т = 0,5. 10 мм; число зубьев z = 64. 82; номинальные размеры элементов и измерительные величины по боковым поверхностям зубьев, а также допуски и посадки.

В шлицевых эвольвентных соединениях втулку относительно вала центрируют по:

  • боковым поверхностям зубьев - этот способ получил наибольшее распространение, так как достигается хорошая соосность (в отличие от прямобочных соединений);
  • наружному диаметру - этот способ используется, когда необходима высокая точность вращения деталей, сидящих на шлицевом валу;
  • внутреннему диаметру - этот способ центрирования используется редко из-за технологических трудностей, в том числе из-за малых опорных площадок по впадинам зубьев.
  • номинальный исходный диаметр соединения D ;
  • диаметр окружности впадин втулки Df
  • диаметр окружности вершин зубьев втулки Da
  • модуль m ;
  • толщина шлица вала s и ширина впадины втулки е (как правило, s = е);
  • диаметр окружности вершин зубьев вала da ;
  • диаметр окружности впадин вала df
  • смещение исходного контура шлицев хm .

Допуски и посадки при центрировании по боковым поверхностям зубьев эвольвентных соединений имеют особенность, состоящую в том, что на сопрягаемые размеры толщины зубьев вала s и ширины втулки е установлены два вида допусков:

  • допуск Тs = Те собственно размеров s и е ;
  • суммарный допуск Т , включающий в себя как отклонения размеров s и e , так и отклонение формы и расположения поверхностей профиля зубьев вала и впадин втулки.

Введение таких допусков связано с особенностями контроля шлицевых соединений комплексными калибрами. Величина этих допусков определяется числами - степенями точности, а их расположение относительно номинального размера ( s = е ) на дуге делительной окружности - основными отклонениями.

Контроль размеров шлицевых соединений

Для контроля размеров шлицевой втулки и шлицевого вала применяют поэлементные и шлицевые комплексные калибры. Калибры для контроля внутреннего диаметра втулки и наружного диаметра вала не отличаются от гладких калибров-пробок и калибров-скоб.

Для контроля наружного диаметра D и толщины b зуба вала применяют специальные предельные калибры: листовые двусторонние пробки, неполные пробки, пазовые калибры, калибры-скобы и калибры - скобы для контроля толщины зубьев. Широко применяются комплексные шлицевые калибры, которыми контролируют не только размеры шлицевых валов и втулок, но и отклонения формы и расположения поверхностей.

Эвольвентные шлицевые соединения могут передавать большие крутящие моменты, имеют на 10÷40% меньше концентрацию напряжений у основания зубьев, повышенную циклическую прочность, обеспечивают лучшее центрирование и направление деталей, прще в изготовлении.

Шлицевые соединения с треугольным профилем не стандартизированы; их применяют чаще всего вместо посадок с натягом, а также при тонкостенных втулках для передачи небольших крутящих моментов.

Прямобочные шлицевые соединения используются в подвижных (с зазором) и неподвижных (с натягом) соединениях (рис. 2.).

ГОСТ 1139-80 выделяет легкие, средние и тяжелые серии с разными сочетаниями чисел зубьев z, размерами внутреннего диаметра d, наружного диаметра D и шириной зуба b (впадины).


Рис.2. Прямобочные шлицевые соединения при центрировании к диаметрам от М÷125 мм:

а) по наружному диаметру D;

б) по внутреннему диаметру d;

в) по боковым сторонам b.

поверхностям Стандартами нормируются определенные сочетания z×d×D, которые можно использовать. В прямобочных шлицевых соединениях зубья, по которым образуются соединения, расположены параллельно оси соединения.

Используют три способа центрирования соединения:

по внутренней поверхности по d;

по наружной поверхности по D;

по боковым поверхностям зубьев и впадин по b.

Центрирование по D – для подвижных и неподвижных соединений, при передачи небольших крутящих моментов и подвергаемых малому износу. Втулка изготовляется относительно небольшой твердостью, вал может иметь большую твердость. Этот способ центрирования наиболее простой и экономичный.

Центрирование по d – используется для получения высокой точности в отношении совмещения осей вала и втулки. Объясняется это тем, что отверстия по внутреннему диаметру и у вала, и у втулки могут быть окончательно обработаны шлифованием. Эти соединения используются, когда вал и втулка должны иметь большую твердость (способ дорогой, но точный).

Центрирование по b – используется, когда необходимо передать большие крутящие моменты, особенно при знакопеременной нагрузке, тем более с реверсированием. При этом способе не обеспечивается высокая точность центрирования, и поэтому он применяется значительно реже, чем два других.

Поля допусков по центрируемым параметрам шлицевого соединения взяты из ГОСТ 25347-82 на гладкие соединения.

Для параметров валов в стандарте приводится 20 полей допусков с использованием допусков 5÷10 квалитетов, для параметров втулок – 8 полей допусков с использованием допусков 6÷10 квалитетов.

Но предпочтительными являются 6 полей допусков для валов и 4 для параметров втулки.

Для валов: q6; js6; f7; js7; e8; f8.

Для втулок: H7; F8; D9; F10.

Из рекомендуемых посадок выделены посадки предпочтительного применения:

При центрировании по D

посадки по ; ; посадки по ; .

При центрировании по d

посадки по ; ; посадки по ; ; ; ; .

При центрировании по b

посадки по ; ; ; ; .

Условное обозначение прямобочного шлицевого соединения включает указание способа центрирования, размера его основных элементов и посадки по ним.

Например: d-8×36 ×40 ×7 , означает, что шлицевое соединение центрируется по внутреннему диаметру d=36 мм, состоит из восьми зубьев с посадкой по ; D=40 мм, а посадка его с использованием указаний стандарта как на нецентрирующую поверхность ; b=7 мм и посадка для этого параметра выбрана .

Соответственно отдельно втулка и вал обозначаются:

для втулки d-8×36H7×40H12×7D9;

для вала d-8×36e8×40a11×7f8.

Допускается не указывать посадки по центрирующим диаметрам, посадки по боковым сторонам указываются при всех способах центрирования.

Например: при центрировании по D, D-8×36×40 ×7 .

При центрировании по боковым сторонам можно указать только посадку по этому параметру: b-8×36×40×7 .

Читайте также: