шліцьові з’єднання

Назва роботи: Шліцьові з'єднання

Предметна область: Виробництво і промислові технології

Опис: Шліцьові з'єднання шлицевое називається роз'ємне з'єднання складових частин виробу із застосуванням пазів (шліців) і виступів. Шліцьові з'єднання бувають рухомі і нерухомі. Деталі шліцьового з'єднання (вал і втулка) показані на малюнку. Шліці.

Розмір файлу: 65.5 KB

Роботу скачали: 111 чол.

Шліцьовим називається роз'ємне з'єднання складових частин виробу із застосуванням пазів (шліців) і виступів. Шліцьові з'єднання бувають рухомі і нерухомі. Деталі шліцьового з'єднання (вал і втулка) показані на малюнку. Шлицевое з'єднання можна представляти як

многошпоночное, у якого шпонки виконані за одне ціле з валом. Шліцьові з'єднання в порівнянні з шпонковими мають значні переваги, а саме: менше число деталей в з'єднанні, значно більша здатність навантаження за рахунок більшої площі контакту робочих поверхонь вала і маточини, менша концентрація напружень в матеріалі вала і маточини, краще | центрування деталей, що з'єднуються і більш точний напрям при осьовому переміщенні, висока надійність при динамічних і реверсивних навантаженнях. Ці переваги забезпечили широке поширення шліцьових з'єднань в автомобільній, тракторній, верстатобудування й інших галузях промисловості.

Недолік шліцьових з'єднань # 151; висока трудомісткість і вартість їх виготовлення.

Шліци на валах найчастіше виконують фрезеруванням дискової фасонної фрезою (шляхом розподілу), або черв'ячної шліцьової фрезою на Шліцефрезерная верстаті (методом обкатки); оздоблювальні операції виконують на шліцешліфувальних верстатах. Шліцеваніе отворів в маточинах деталей зазвичай виконують шліцьовими протяжками на протяжних верстатах. Основні типи шліцьових з'єднань показані на малюнку: прямобочного (а), Евольвентноє (б), трикутне (в). Перші два типи шліцьових з'єднань стандартизовані.

Найбільшого поширення мають з'єднання шліцеві прямобочние, розміри і допуски яких регламентовані ГОСТ 1139-80. Ці сполуки застосовують, наприклад, для посадки рухомих і нерухомих зубчастих коліс на вали в коробках передач металорізальних верстатів. Стандарт передбачає прямобочние шліцьові з'єднання трьох серій: легкої, середньої (обидві з числом зубів від 6 до 10) і важкої (з числом зубів від 10 до 20), що відрізняються один від одного висотою зубів і, отже, здатністю навантаження.

Прямобочние шліцьові з'єднання виконують з центруванням: по бічних сторонах зубів (а), по зовнішньому діаметру (б), по внутрішньому діаметру (в). Центрування по бічних сторонах зубів забезпечує більш рівномірний розподіл навантаження між зубами і тому його застосовують при ударних і реверсивних навантаженнях (наприклад, в карданних валах); центрування по зовнішньому або внутрішньому діаметрам забезпечує більш високу співвісність вала і маточини. Метод центрування має пряме відношення до технології виготовлення деталей з'єднання, причому найбільш технологічно центрування по зовнішньому діаметру, що застосовується при невисокій твердості поверхні маточини (<350 НВ). В этом случае шлицевое отверстие обрабатывают протяжкой, а посадочную поверхность вала шлифуют. При высокой твердости посадочной поверхности ступицы и вала рекомендуется центрирование по внутреннему диаметру. В этом случае после термообработки посадочные поверхности ступицы и вала шлифуют соответственно на внутришлифовальном и шлицешлифовальном станках.

Залежно від методу центрування деталей з'єднання і передбачуваної технології виготовлення стандартом передбачено три виконання шліцьових валів, а саме: виконання А (з канавками але дну шліца) і виконання С (без канавок), що застосовуються при центруванні по внутрішньому діаметру; виконання В застосовують при центруванні по зовнішньому діаметрі і бічних сторонах зубів.

Більш досконалі, але поки менш поширені, шліцьові евольвентні з'єднання з кутом профілю 30 °, розміри, допуски і вимірювані величини яких встановлені ГОСТ 6033 # 151; 80. Евольвентні шліцьові з'єднання в порівнянні з прямобочного більш технологічні, так як шліцьові вали можна нарізати черв'ячними фрезами з прямолінійним профілем, а шліцьові маточини великого розміру нарізати здолбяком на зубодовбальних верстатах. Крім того, евольвентні шліцьові з'єднання мають більшу навантажувальною здатністю, так як їх зуби товщають до основи і мають значно (до двох разів) меншу концентрацію напружень за рахунок заокруглень біля основи зубів.

Основні стандартні параметри евольвентного з'єднання: номінальний діаметр D. кут профілю = 30 °, модуль т, діаметр ділильної окружності. де z # 151; число зубів. Стандарт передбачає номінальні діаметри від 4 до 500 мм, модулі від 0,5 до 10 мм і числа зубів від 6 до 82.

З'єднання з евольвентними зубами виконують з центруванням по бічних поверхнях зубів і рідше по зовнішньому діаметру; допускається застосовувати центрування по внутрішньому діаметру. При центруванні по бокових поверхнях зубів і при плоскій формі дна западини висота зубів вала і втулки дорівнює модулю, т. Е. H = H = m. а робоча висота профілю (з урахуванням зазорів і фасок) приблизно дорівнює 0,8 m.

Евольвентні зуби, як і прямобочние, можна застосовувати в рухомих і нерухомих з'єднаннях.

З'єднання шліцьові трикутні не стандартизовані і застосовуються як нерухомі при тонкостінних маточинах, пустотілих валах, обмежених габаритах деталей і порівняно невеликих обертаючих моментах. Центрування з'єднання виконується по бокових поверхнях зубів. Трикутні шліцьові з'єднання бувають циліндричними та конічними.

Розрахунок шліцьових з'єднань. Основними критеріями працездатності шліцьових з'єднань є опір робочих поверхонь зубів зім'яту і зношування. Розрахунок прямобочного шліцьових з'єднань регламентований ГОСТ 21425 # 151; 75, згідно з яким здатність навантаження з'єднання визначається як менше з двох значень, отриманих за розрахунком на зминання і на знос. З'єднання типу муфт, навантажені тільки крутним моментом, на знос не розраховують.

Розрахунок на зминання проводиться за умовою

де Т # 151; крутний момент; # 151; середній діаметр шліцьового з'єднання; # 151; площа зминання; # 151; допустиме середнє тиск з розрахунку на зминання.

Для прямобочного з'єднання. де # 151; робоча висота зубів; l # 151; довжина маточини, z # 151; число зубів.

Для зручності розрахунків введемо поняття питомої сумарного статичного моменту # 151; площі робочих поверхонь з'єднання щодо осі валу (значення # 150; в мм 3 / мм для всіх типорозмірів наведені в таблиці ГОСТ 21425 # 151; 75).

тоді розрахункова формула на зминання набуває вигляду

Розрахунок з'єднання на знос здійснюється за формулою

де # 151; допустиме тиск з розрахунку на знос.

Допустиме середній тиск з розрахунку на зминання

де = 1,25. 1,4 # 151; допустимий коефіцієнт запасу міцності (верхнє значення для загартованих робочих поверхонь); # 151; загальний коефіцієнт концентрації навантаження, який визначається за таблицями стандарту (грубо орієнтовно До см = 4. 5); До д = 2. 2,5 # 151; коефіцієнт динамічності навантаження під час реверсування без ударів (верхнє значення для незагартованих поверхонь).

Допустимої середній тиск з розрахунку на знос визначається за таблицями стандарту.

Розрахунок шліцьових евольвентних з'єднань на зминання ведеться за формулою

де # 151; діаметр ділильної окружності; т # 151; модуль з'єднання, z # 151; число зубів; # 151; умовна площа зминання; = 0,8 m # 151; робоча висота зубів; l # 151; довжина маточини. Напруга, що допускається зминання встановлюють залежно від характеру з'єднання (рухоме, нерухоме), умов експлуатації, термообробки і інших чинників. Для рухомих сполук = 3. 70 МПа, для нерухомих = 35. 200 МПа (нижні значення для ударного навантаження).