Соединения шлицевые прямобочные. Размеры по ГОСТ 1139-80
В зависимости от числа зубьев и их рабочей площади соединения разделяют на три серии:
- легкую,
- среднюю,
- тяжелую.
Форма сечения вала предусмотрена в трех исполнениях:
- профиль А с канавкой в углах впадин и профиль С без канавки применяют при центрировании по внутреннему диаметру;
- при центрировании по наружному диаметру и боковым сторонам зубьев применяется исполнение В.
Форма сечения втулки предусмотрена в одном исполнении.
Центрирование детали на валу по наружному диаметру D производят при высоких требованиях к точности соединения; по внутреннему диаметру при тех же требованиях, но при высокой твердости ступицы. Этот способ центрирования применяют также при длинных термически обработанных валах, так как в этом случае удобно одновременно со шлифовкой боковых граней шлифовать внутреннюю поверхность паза вала.
Центрирование по боковым граням b применяют, когда необходимо обеспечить наибольшую несущую способность соединения при сравнительно невысоких требованиях к точности центрирования.
Применение
Необходимость в применении зубчатых соединений возникает, когда надо передать большой крутящий момент и предъявляются высокие требования к соосности ведущей и ведомой детали и точности движения. Шлицы позволяют втулке перемещаться вдоль оси, изменяя передаточное число зацепления без остановки механизма. Благодаря этому они применяются в коробках передач автомобилей, станков, загрузочных агрегатов.
Распределение нагрузки относительно оси вращения равномерное, по количеству зубьев, исключается радиальное биение. Это используется в точных приборах, где необходима точность.
Вращение с помощью треугольных зубцов встречается в бытовых приборах, электроинструменте:
- миксеры;
- газонокосилки;
- дрели;
- роботы-пылесосы.
Во всех областях машиностроения, станкостроения, машинах и других средствах передвижения применяется компактный и мощный узел передачи вращения.
Чем закрепить болт
Суть работы болта понятна — он вставляется в необходимое отверстие и вкручивается в него. На первом этапе болт крутится вручную, пока не затянется до тех пор, когда рукой продвинуть его дальше не представляется возможным. Тогда для окончательного монтирования используются инструменты:
- гаечный ключ;
- отвертка.
Выбор инструмента зависит от типа шляпки. Вкручивать болт в любом случае необходимо аккуратно, иначе можно повредить крепежную деталь. С другой стороны, если затянуть болт недостаточно плотно, то он будет расшатываться, что приведет к поломке конструкции.
Болт закручивается с одной стороны, а с другой завинчивается на стержень гайка. Для более плотного соединения используется дополнительный элемент — металлическая шайба. Гайка затягивается гаечным ключом до упора. В процессе эксплуатации изделий периодически можно подкручивать болты и затягивать гайки. Это профилактические работы, не требующие особых усилий и навыков, но способные поддерживать конструкцию в надлежащем состоянии.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (справочное). Масса стальных болтов (исполнение 1) с крупным шагом резьбы
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Справочное
Длина болта , мм |
Теоретическая масса 1000 шт. болтов, кг , при номинальном диаметре резьбы , мм |
||||||||||||||
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
27 |
30 |
36 |
42 |
48 |
|
8 |
4,306 |
8,668 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
10 |
4,712 |
9,394 |
16,68 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
12 |
5,118 |
10,120 |
17,82 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
14 |
5,524 |
10,850 |
18,96 |
27,89 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
16 |
5,930 |
11,570 |
20,10 |
29,48 |
43,98 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
18 |
6,336 |
12,300 |
21,23 |
31,12 |
46,21 |
65,54 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
20 |
6,742 |
13,020 |
22,37 |
32,76 |
48,45 |
68,49 |
95,81 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
22 |
7,204 |
13,520 |
23,51 |
34,40 |
50,69 |
71,44 |
99,52 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
25 |
7,871 |
14,840 |
25,22 |
36,86 |
54,05 |
75,87 |
105,10 |
133,3 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
28 |
8,537 |
16,330 |
26,92 |
39,32 |
57,40 |
80,29 |
110,60 |
140,2 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
30 |
8,981 |
17,120 |
28,52 |
40,96 |
59,64 |
83,24 |
114,30 |
144,8 |
193,0 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
32 |
9,426 |
17,910 |
29,43 |
42,59 |
61,87 |
86,19 |
118,00 |
149,4 |
198,6 |
237,0 |
— |
— |
— |
— |
— |
35 |
10,090 |
19,090 |
31,28 |
45,34 |
65,24 |
90,62 |
123,60 |
156,3 |
207,0 |
246,9 |
340,6 |
— |
— |
— |
— |
38 |
10,760 |
20,280 |
33,18 |
48,00 |
68,59 |
95,04 |
129,20 |
163,2 |
215,4 |
256,9 |
353,3 |
— |
— |
— |
— |
40 |
11,200 |
21,070 |
34,36 |
49,78 |
71,25 |
97,99 |
132,90 |
167,8 |
221,0 |
263,5 |
361,8 |
474,8 |
— |
— |
— |
45 |
12,310 |
23,040 |
37,45 |
54,22 |
77,30 |
105,70 |
142,10 |
179,4 |
235,0 |
280,1 |
373,0 |
500,9 |
— |
— |
— |
50 |
13,420 |
25,020 |
40,53 |
58,67 |
83,35 |
113,60 |
152,40 |
190,9 |
249,0 |
296,7 |
404,1 |
526,9 |
834,5 |
— |
— |
55 |
14,530 |
26,990 |
43,62 |
63,11 |
89,39 |
121,50 |
162,40 |
203,7 |
263,1 |
313,3 |
425,3 |
553,0 |
872,1 |
1304 |
— |
60 |
15,640 |
28,970 |
46,70 |
67,55 |
95,44 |
129,40 |
172,40 |
216,0 |
278,9 |
329,9 |
446,5 |
579,0 |
909,8 |
1356 |
— |
65 |
16,760 |
30,940 |
49,79 |
71,99 |
101,50 |
137,30 |
182,40 |
228,4 |
293,8 |
348,8 |
467,7 |
605,1 |
947,4 |
1407 |
2009 |
70 |
17,870 |
32,910 |
52,87 |
76,44 |
107,50 |
145,20 |
192,40 |
240,7 |
308,8 |
366,5 |
491,1 |
631,1 |
985,0 |
1458 |
2076 |
75 |
18,980 |
34,890 |
55,96 |
80,88 |
113,60 |
153,10 |
202,40 |
253,0 |
323,7 |
384,3 |
513,6 |
659,7 |
1023,0 |
1509 |
2143 |
80 |
20,090 |
36,860 |
59,04 |
85,33 |
119,60 |
161,00 |
212,40 |
265,0 |
338,6 |
402,1 |
536,1 |
687,5 |
1061,0 |
1561 |
2211 |
85 |
21,200 |
38,840 |
62,13 |
89,77 |
125,70 |
168,90 |
222,40 |
277,7 |
353,6 |
419,8 |
558,6 |
715,2 |
1098,0 |
1612 |
2278 |
90 |
22,310 |
40,810 |
65,21 |
94,20 |
131,70 |
176,80 |
232,40 |
290,1 |
368,5 |
437,6 |
581,0 |
743,0 |
1141,0 |
1663 |
2345 |
95 |
— |
42,790 |
68,30 |
98,64 |
137,80 |
184,70 |
242,40 |
302,4 |
383,4 |
455,4 |
603,5 |
770,8 |
1181,0 |
1715 |
2412 |
100 |
— |
44,760 |
71,38 |
103,10 |
143,80 |
192,60 |
252,40 |
314,7 |
398,3 |
473,2 |
626,0 |
798,5 |
1221,0 |
1766 |
2479 |
105 |
— |
— |
74,47 |
107,50 |
149,90 |
200,50 |
262,40 |
327,1 |
413,3 |
490,9 |
648,5 |
826,3 |
1261,0 |
1826 |
2546 |
110 |
— |
— |
77,55 |
112,00 |
155,90 |
208,40 |
272,30 |
339,4 |
428,2 |
508,7 |
671,0 |
854,1 |
1301,0 |
1880 |
2614 |
115 |
— |
— |
80,63 |
116,40 |
162,00 |
216,30 |
282,30 |
351,8 |
443,1 |
526,5 |
693,5 |
881,8 |
1341,0 |
1934 |
2690 |
120 |
— |
— |
83,72 |
120,90 |
168,00 |
224,20 |
292,30 |
364,1 |
458,1 |
544,2 |
716,0 |
909,6 |
1381,0 |
1989 |
2760 |
125 |
— |
— |
86,80 |
125,30 |
174,00 |
232,10 |
302,30 |
376,4 |
473,0 |
562,0 |
738,5 |
937,4 |
1421,0 |
2043 |
2831 |
130 |
— |
— |
89,89 |
129,70 |
180,10 |
240,00 |
312,30 |
388,8 |
487,9 |
579,8 |
761,0 |
965,2 |
1461,0 |
2098 |
2903 |
140 |
— |
— |
96,06 |
138,60 |
192,20 |
255,80 |
332,30 |
413,5 |
517,8 |
615,3 |
806,0 |
1021,0 |
1541,0 |
2207 |
3045 |
150 |
— |
— |
102,18 |
147,50 |
204,30 |
271,60 |
352,30 |
438,1 |
547,6 |
650,8 |
850,1 |
1076,0 |
1621,0 |
2315 |
3187 |
160 |
— |
— |
108,38 |
156,40 |
216,40 |
287,40 |
372,30 |
462,8 |
577,5 |
686,4 |
895,9 |
1132,0 |
1701,0 |
2424 |
3329 |
170 |
— |
— |
114,58 |
165,30 |
228,50 |
303,20 |
392,30 |
487,5 |
607,4 |
721,9 |
940,9 |
1188,0 |
1780,0 |
2533 |
3471 |
180 |
— |
— |
120,68 |
174,20 |
240,60 |
319,00 |
412,30 |
512,2 |
637,2 |
757,5 |
985,9 |
1243,0 |
1860,0 |
2642 |
3614 |
190 |
— |
— |
126,88 |
183,10 |
252,70 |
333,80 |
432,30 |
536,9 |
667,1 |
793,0 |
1031,0 |
1299,0 |
1940,0 |
2751 |
3756 |
200 |
— |
— |
133,08 |
191,90 |
264,70 |
350,60 |
452,20 |
561,5 |
697,0 |
828,6 |
1076,0 |
1354,0 |
2020,0 |
2860 |
3898 |
220 |
— |
— |
— |
209,70 |
228,90 |
382,20 |
492,20 |
610,9 |
756,7 |
899,6 |
1166,0 |
1465,0 |
2180,0 |
3077 |
4182 |
240 |
— |
— |
— |
227,50 |
313,10 |
413,80 |
532,20 |
660,3 |
816,4 |
970,8 |
1256,0 |
1576,0 |
2340,0 |
3295 |
4466 |
260 |
— |
— |
— |
245,20 |
337,60 |
445,40 |
572,20 |
709,6 |
876,1 |
1042,0 |
1346,0 |
1687,0 |
2500,0 |
3513 |
4751 |
280 |
— |
— |
— |
— |
361,50 |
476,90 |
612,20 |
759,0 |
935,9 |
1113,0 |
1436,0 |
1798,0 |
2660,0 |
3730 |
5035 |
300 |
— |
— |
— |
— |
385,70 |
508,50 |
652,20 |
808,3 |
995,6 |
1184,0 |
1526,0 |
1910,0 |
2820,0 |
3948 |
5319 |
(Измененная редакция, Изм. N 5).
Полное условное обозначение
Полное обозначение болтов, винтов, шпилек и гаек нормируется стандартом ГОСТ 1759.0-87 «Болты, винты, шпильки и гайки. Технические условия»
На постсоветском пространстве согласно ГОСТ 1759.0-87 и ГОСТ 18126-94 принята следующая схема условного обозначения для болтов, винтов и шпилек и гаек из углеродистых сталей и цветных сплавов:
Для шайб используется немного другая схема условного обозначения согласно ГОСТ 18123-82 «Шайбы. Общие технические условия»:
Приведенные схемы имеют общий вид, со всеми возможными элементами. В зависимости от вида крепежа обозначение может содержать большее или меньшее количество элементов. Также необходимо отметить, что некоторые виды болтов, шпилек, гаек и шайб имеют свои специфические условные обозначения, нормируемые конкретным стандартом (например: болты фундаментные ГОСТ 24379.1-80, шпильки для фланцевых соединений ГОСТ 9066-75 и др.)
Наши события
21 августа 2020, 17:34
Компаунды “Полипластик”, нефтепогружной кабель на “Томсккабеле” и открытая проверка на “Подольсккабеле”. Что обсуждали в эфире RusCable Live 21 августа
18 августа 2020, 14:30
НП Ассоциация «Электрокабель» готовит ответный шаг по казахстанскому утильсбору на импортный кабель
18 августа 2020, 11:00
Продолжение тендерной истории: проявите точность, примите участие в новой закупке!
17 августа 2020, 15:40
Кабельные компании готовы открыть склады для проверок на контрафакт. Откровения в прямом эфире RusCable Live от 14 августа
17 августа 2020, 12:30
Правительство Москвы провело вебинар, посвященный мерам поддержки бизнеса
17 августа 2020, 11:40
Возвращаемся в работу вместе с RusCable Insider Digest № 185
Классификация
Детали шлицевых узлов нормализованы – существует определенный список типоразмеров, с соответствующими парами. Под них изготавливается инструмент и настраивается оборудование. В зависимости от условий работы и нагрузок, шлицевые соединения на несколько групп. Они характеризуются:
- формой зуба;
- базовыми поверхностями;
- возможностью смещения вдоль оси.
Форма выступа определяется по шлицевому валу. Втулка имеет только соответствующие вырезы – пазы. Характеристики определяются видами шлицов:
- прямые или прямобочные;
- эвольвентные;
- треугольные.
Классификация производится по форме зуба в сечении поперек соединения.
Прямобочные – прямозубые
У прямобочных шлицевых соединений зуб в поперечном сечении представляет собой прямоугольник. Ширина по всей высоте одинаковая. Встречаются в механизмах чаще всего, поскольку изготовление относительно простое. Прямозубые шлицевые соединения различают по величине нагрузки: малая, средняя, высокая.
По способу движения вдоль оси различают типы соединений:
- неразъемные;
- подвижные без нагрузки;
- подвижные под нагрузкой.
Неразъемные используют в редукторах и других узлах при передаче вращения между постоянной парой деталей.
Примером подвижных соединений без нагрузки служат коробки скоростей станков. При переключении смещается вал, и другая пара вступает в зацепление. Изменяется передаточное число и скорость вращения патрона или шпинделя.
Коробка скоростей автомобиля не требует полной остановки для переключения. Происходит передвижение втулки относительно оси вращения без остановки, под нагрузкой.
К классификации шлицевых соединений относится и способ центровки. Он может быть:
- по внутреннему диаметру – d;
- по наружному диаметру – D;
- по боковым сторонам, ширине зуба – b.
При центровке по внутреннему диаметру минимальные допуска на изготовление даются на размер вала по впадине и внутренний диаметр втулки. Просвет образуется между вершиной зуба на валу и дном шлица. Точность соединения достигается шлифовкой отверстия втулки на внутришлифовальном станке. Обработка меньшего диаметра на валу производится абразивным кругом вдоль оси.
При центровке по наружному диаметру плотное прилегание происходит по вершине выступа на валу и диаметром по впадине на втулке. В этом случае производится наружная шлифовка вала и чистовая обработка – долбежка, втулки.
Шлицы изготавливаются с высокой точностью по ширине зуба и его расположения относительно оси. Втулка запрессовывается на вал. По обоим диаметрам имеются зазоры.
На чертеже показывается поперечное сечение соединения с одним зубом и диаметрами пунктирной линией. Втулка заштриховывается. Прямозубые шлицевые соединения на основном виде обозначают выносом линии с характеристиками. Расшифровка включает в себя буквенное обозначение способа центровки, количество и ширина шлицев, размер внутреннего и наружного диаметра с указанием класса точности и чистоты обработки всех поверхностей.
Эвольвентные
Соединение получило свое название за форму боковой поверхности в виде эвольвенты, как у цилиндрического зубчатого зацепления. Большая площадь контакта и широкий зуб в основании позволяет передавать огромное усилие. Зуб отличается высокой прочностью на изгиб.
Изготавливают шлицевые валы на зубофрезерных станках. Получается высокая точность при использовании стандартного оборудования. Центрирование делается по наружному диаметру для механизмов, работающих с высокой точностью, и по боковой поверхности для сильно нагруженных узлов. Соединение неподвижное. При боковом смещении возникает большая сила трения.
На чертеже указывается один зуб и его форма, по аналогии с прямозубыми зацеплениями. Кроме диаметров и классом обработки под выносной линией указывается ГОСТ, по которому изготавливались шлицы.
Треугольный профиль
Для передачи вращения тонкостенными ступицами изготавливаются шлицевые соединения с треугольным профилем. Они соединяются неподвижно и используются для маломощных усилий, требующих большой точности передачи вращения.
Изготавливается зуб по отраслевым стандартам с углом: 30°, 36° и 45°. Зубья мелкие, количество большое, в пределах 20 – 70 шт. центрирование производится только по боковым поверхностям.
Стоят на приводе стеклоочистителя в автомобилях, торсионных валах триммеров.
Расчет соединений
Расчет прямобочных шлицев и таблица нормированных размеров заложена в ГОСТ 1139-80. Для эвольвентных шлицевых соединений применяется ГОСТ 6033-80. В нем предусмотрена посадка по наружному диаметру и боковой поверхности.
Центрирование по внутреннему радиусу эвольвентных соединений используется только для теоретических расчетов. Практическое изготовление таких эвольвентных соединений очень сложное, требует специальной доводки шлифовкой до нужных размеров и форм зуба.
Посадка при центрировании по наружному диаметру:
Df – размер по вершине зуба;
da –размер наибольший по втулке.
Для использования в качестве центрирующей боковой эвольвентной поверхности:
Перед тем как определить модуль, рассчитывается номинальный диаметр вала и выбирается ближайший нормализованный. Затем проводится проверочный расчет, подтверждающий правильность выбора эвольвентного соединения.
В таблице нормализованных эвольвентных валов имеются 2 вида цифр. Жирным шрифтом или цветом выделяются предпочтительные значения модуля для различных диаметров. Например, не рекомендуется к исполнение минимальный модуль для данного диаметра и максимальный по значению. Сами значения диаметров также расположены в 2 ряда. Размеры из первого предпочтительнее. Они широко применяются, проще в обработке, имеется набор стандартного инструмента, используемого для нарезки зубьев. Детали из первого ряда обеспечиваются стандартизированными кольцами, крепежом и другими деталями для сборки узла.
Расчет на сечение эвольвентного соединения, определение радиуса вала, делается по наименьшему диаметру на крутящий момент, прочность на изгиб и динамические нагрузки. Расчет номинального диаметра соединения производится по формуле:
Где D – наружный диаметр;
Dɑ – номинальный диаметр;
При центрировании эвольвентного соединения – боковой поверхности
с учетом зазоров
Угол профиля зуба зацепления эвольвентного соединения по ГОСТ 30°, в случае выполнения по Отраслевому Стандарту допускается наклон эвольвенты 20°. Такое зацепление встречается в старом оборудовании отдельных предприятий, работающих по отраслевым стандартам тяжелого машиностроения.
При проведении расчетов на прочность зуба по сечению, построение эвольвенты и расчет нагрузок на шлицы осуществляется по методике для прямозубых зацеплений. Вводится корректирующий коэффициент, поскольку рабочая площадь больше. Одновременно и постоянно взаимодействуют под нагрузкой все зубья. Погрешность исполнения при обработке не может обеспечить одинаковое соединение практически всех боковых поверхностей. Вводится расчетный коэффициент 0,75 при центрировании по боковой поверхности с точностью исполнения по 9 и 8 квалитетах.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Обозначение шлицевых эвольвентных соединений
Варианты условных обозначений эвольвентных шлицевых соединений на чертежах показаны на рис 17.
Центрирование по боковым сторонам
Рисунок 17. Шлицевое эвольвентное соединение при центрировании по боковым сторонам зубьев.
Шлицевое эвольвентное соединение с D = 65мм; т = 3 мм, при центрировании по боковым сторонам зубьев с посадкой 9H/9g.
Центрирование по наружному диаметру:
Центрирование по внутреннему диаметру:
здесь: D=65, m=3, центрирование по внутреннему диаметру с посадкой H7/g6, посадки остальных поверхностей предусмотрены в табл.5.
Предельные значения радиального биения должны соответствовать значениям табл…., а ориентировочно это половина суммарного допуска
Пример выбора параметров эвольвентного шлицевого соединения.
Для подвижного шлицевого соединения D = 50 мм, с модулем т = 2 мм, без повышенных требований к соосности, выбрать геометрические параметры, определить предельные размеры вала и втулки, представить схему расположения полей допусков с оценкой предельных зазоров.
Принимаем центрирование шлицевого соединения по боковым поверхностям зубьев. По номинальному (исходному) диаметру соединения D = 50 мм и модулю т = 2 мм, по табл. 2 определяем число зубьев z = 24.
- Геометрические параметры получаем в соответствии с табл. 1,
- где:
- для вала толщина зуба по делительной окружности
- s =(π/2) m+2 Xm tgα,
- здесь смещение исходного контура будет:
- Теперь:
- s =(3,1415/2) · 2+2· (-0,1) · 0,5773
- s =3,1415+(-0,11547)=3,026мм
- для шлицевой втулки ширина впадины по делительной окружности
- s=e=3,026мм
- диаметр окружности вершин зубьев:
- da =d-0,2m
- da =50-0,2·2=49,6 мм.
- диаметр окружности вершин зубьев втулки
- Da = D – 2m
- Da = 50 – 2·2 = 46мм.
- Диаметр делительной окружности вычисляем
- d = mz = 2·24 =48мм.
Принимаем плоскую форму дна впадины и согласно примечанию к табл. 4. определяем, диаметр окружности впадин вала
- df тах = D- 2,2т = 50 — 2,2·2 = 45,6 мм
- Диаметр окружности впадины втулки будет
- Df = D = 50 мм.
Учитывая заказанную подвижность соединения выбираем посадки с зазорами. на каждый размер шлицевых деталей по табл.4.
Для центрирования по боковым сторонам предусмотрены предпочтительные посадки 9H/9h и 9H/9g,больший зазор у 9H/9g, её принимаем и получаем формулу соединения.
По таблице приложения 22 выписываем параметры, для шлицевой втулки c полем 9H при D = 50 мм, и модуля т = 2 мм, ES=+71, ESe=+26, EI=0, для шлицевого вала c с полем 9g: es=-11, ese=-37, ei=-82.
Для большего диаметра примем посадку H16/d9 по таблице 4. Параметры шлицевой втулки по Df=50 ,будут определены по таблицам приложения: EI=0, ES=+1600, шлицевого вала по da= 49,6,es=-80,ei=-142.
Для меньшего диаметра по табл. 4 принимаем посадку H11/h16 определяя характеристики по таблицам допусков и посадок, приложения. Параметры шлицевой втулки при Da=46, будут EI=0, ES=+160, шлицевого вала при df= 45,6, es=0, ei=-1600мкм,
По полученным значениям отклонений не трудно получить предельные размеры поверхностей соединения. Результаты удобно представить в виде таблицы табл.6. Подсчитываем предельные размеры и допуски, занося в таблицу.
Параметр мм | Поле допуска | Предельные отклонения мкм | Предельные размеры мм | Допуск мм | |||
ES (es) | ESe (ese) | EI (ei) | max | min | |||
Шлицевый вал | |||||||
s=3,026 | 9g | -11 | -37 | -82 | 2,989 | 2,944 | 0.045 |
da=49,6 | d9 | -80 | — | -142 | 49,520 | 49,458 | 0,062 |
df=45,6 | h16 | — | -1600 | 45,6 | 44,0 | 1,6 | |
Шлицевая втулка | |||||||
e=3,026 | 9H | +71 | +26 | 3,097 | 3,052 | 0,045 | |
Df=50 | H16 | +1600 | — | 51,6 | 50,0 | 1,6 | |
Da=46 | H11 | +160 | — | 46,16 | 46,0 | 0,16 |
Схемы расположения полей допусков изображены на рис.9.
- Рисунок 18. Графическое представление посадок шлицевого соединения 65x3x 9H/9g Гост 6033-60
- Определяем наибольший Smax и наименьший Smin зазоры для посадки 9H/9g по боковым поверхностям зубьев:
- Smax =eimax — Smin = 3,097 — 2,944 = 0,153мм;
- Smin =eimin — Smax = 3,052 — 2,989 =0,063 мм.
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.
Характеристика соединения
Шлицевые эвольвентные соединения на практике доказали свою надежность и прочность. Основание зуба шире и его не смогут сломать даже динамические нагрузки. Смятие происходит только при очень больших перегрузках, поскольку по эвольвенте площадь контакта – рабочая, больше, чем у других видов шлицов.
В отличие от прямых шлицов, которые рассчитываются на смятие и проверяются на срез, эвольвентный профиль имеет большую площадь контакта, и расчет на прочность производится на срез, затем делается проверка на смятие. Чаще всего основным параметром выбора типа соединений эвольвентных является наименьший в сечении размер вала. Именно он испытывает наибольшие нагрузки. Крутящий момент, динамические удары, вибрация, которые он способен выдержать, не критичны для зубьев.
Чертеж эвольвентного шлицевого вала совпадает с изображением зубчатой шестерни того же радиуса и модуля. Нарезка производится на одном оборудовании червячными фрезами. В отличие от прямобочных шлицев, когда для каждого диаметра вала необходимо подбирать свой инструмент, эвольвентные зубья выполняются одной фрезой с соответствующим модулем.
В обозначении шлицевого эвольвентного соединения свои отдельные маркировки имеют обе сопрягаемые детали:
- втулка – D×m×9H;
- вал – D×m×9g.
Шлицевые зубчатые эвольвентные соединения центрируются по эвольвентной поверхности зуба, реже по наибольшему диаметру. Центровка по внутреннему размеру по впадине эвольвентного зуба на практике не осуществляется. Обозначение свое имеют шлицевые соединения каждого вида центрировки по:
- боковым поверхностям – D×m×9H/9g ГОСТ 6033-80;
- наружному диаметру – D×H7/g6 ГОСТ 6033-80;
- внутреннему –iD×m×H7/g6 ГОСТ 6033-80.
Где:
D – наружный диаметр, который имеют эвольвентные валы до нарезки зуба;
m – модуль зуба;
i – обозначает центрировку по внутреннему размеру эвольвентного соединения;
H и g, с соответствующими цифрами – класс точности обработки.
Можно встретить таблицу размеров на шлицы эвольвентные с din параметрами. Это означает, что соединение сделано по нормативам немецкого института стандартизации. Они частично соответствуют международному стандарту ISO, имеют переводные таблицы.
Кроме неподвижных соединений, изготавливаются скользящие. В них втулка перемещается вдоль вала, и входит в зацепление с различными колесами в коробке передач. Для этого с торца по эвольвенте делается срез на конус – заходная фаска для включения эвольвентного шлицевого соединения.
В неподвижных соединениях только снимаются острые углы, и втулка запрессовывается на вал.