Шліцьового з’єднання - студопедія

Шлицевое з'єднання - вид з'єднання валів з втулками по поверхнях складного профілю з поздовжніми виступами (шлицами) і западинами. Зазвичай шліцьові з'єднання використовують для передачі крутних моментів в з'єднаннях вала із зубчастим колесом (блоком зубчастих коліс), з шківом, напівмуфтою або іншою деталлю. Як правило, це рухливі з'єднання, в яких втулка може переміщатися в осьовому напрямку, а шліцьові поверхні використовують як направляючі для поздовжнього переміщення деталей. Однак можливо і застосування нерухомих шліцьових з'єднань.

Технологічно шліцьові з'єднання складніше шпонкових, але забезпечують хороше центрування втулки на валу і дозволяють передавати значні обертаючі моменти, оскільки велика кількість шліц забезпечує меншу концентрацію напружень.

На рівні міждержавних стандартів стандартизовані елементи деталей і з'єднань з прямобочного (ГОСТ 1139-80 «З'єднання шліцеві прямобочние. Розміри і допуски») і евольвентної (ГОСТ 6033-80 «З'єднання шліцьові евольвентні з кутом профілю 30 °. Розміри, допуски і вимірювані величини» ) формою профілю зубів. Найбільш широко поширені прямобочние шліцьові з'єднання з парним числом шліц.

Вибір типу шліцьових з'єднань пов'язаний з конструктивними і технологічними особливостями з'єднань. Шліцьові вали зазвичай обробляють інструментом, що має форму западини або її частини (фасонная фреза, шліфувальний круг), а шліцьові отвори найчастіше отримують за допомогою обробки протяжками - спеціальним багатолезовим ріжучим інструментом, що створює повний профіль отвори за один прохід інструменту.

Шліци з евольвентним профілем зуба мають підвищену міцність завдяки потовщення зуба до основи, але складність отримання евольвентних зубів вала і западин втулки вище.

Шліцьові з'єднання повинні забезпечити співвісність функціонально важливих поверхонь втулки і валу. У шліцьових з'єднаннях посадки можуть здійснюватися за трьома поверхнях: по зовнішній циліндричній поверхні (розмір D), внутрішньої циліндричної поверхні (розмір d) і по бічних поверхнях западин втулки і шліц вала (розмір b). При одночасному сполученні за трьома поверхнях потрібні дуже високі вимоги до точності всіх елементів за розмірами, формою і розташуванням, які можуть розглядатися як функціонально невиправдані. Тому для будь-якого шліцьового з'єднання введені «центрирующие» і «нецентрірующіе» поверхні (поняття відображають ступінь участі поверхонь в забезпеченні взаємного розташування деталей, що сполучаються). За нецентрірующім елементам призначають грубі посадки з великими зазорами або забезпечують зазор за номіналом, що істотно здешевлює з'єднання без втрат функціональної точності.

Існують три способи центрування сполучених прямобочного шліцьових втулки і валу: по зовнішньому діаметру D (рис. 26, а); по внутрішньому діаметру d (рис. 26, б); по бічних сторонах зубів b (рис. 26, в).

Мал. 26. Центрування в прямобочного шліцьових з'єднаннях

Якщо у виробі не вимагається підвищена зносостійкість шліцьовій поверхні втулки (конструктора влаштовує середня твердість поверхні шліцьового отвори), застосовують центрування по зовнішньому діаметру D. Таке центрування застосовують для нерухомих шліцьових з'єднань, а також для рухливих, що сприймають невеликі навантаження.

В цьому випадку поверхню шлицевого отвори може бути остаточно оброблена високопродуктивними і точними методами протягування або калібрування. Шліцьовий вал можна отримати фрезеруванням з наступною термообробкою (наприклад, загартуванням) і шліфуванням по діаметру D.

Якщо необхідна підвищена зносостійкість шліцьовій поверхні втулки, вона повинна мати високу твердість, значить, обробка чистової протяжкой непридатна. У такому випадку вдаються до центрування по d і отвір у втулці шліфують на внутрішньошліфувальних верстатах.

Центрування по ширині b. при якому точність центрування нижче, ніж по іншим елементам, доцільно застосовувати при передачі великих моментів, що крутять в умовах змінних навантажень, наприклад, при частому реверсування напрямку обертання або старт-стопного режимах роботи. Мінімальні зазори між зубами і западинами служать для запобігання великих динамічних навантажень з ударами.

Залежно від навантаженості шліцьового з'єднання з прямобічним профілем вибирають його серію (легка, середовищ-ня, важка), ніж визначають розміри і число зубів (шліц) z. При одному і тому ж внутрішньому діаметрі важча серія відрізняється збільшеною висотою зуба (шліца) і відповідно зовнішнього діаметра. Важка серія має більше число шліц в порівнянні з середньою.

Вибір посадок в шліцьових з'єднаннях залежить від вимог до точності центрування і прийнятого способу центрування. Посадки в прямобочного шліцьових з'єднаннях нормовані ГОСТ 1139, а евольвентних - ГОСТ 6033.

Для евольвентних шліцьових з'єднань передбачені можливості центрування по бокових поверхнях зубів і по зовнішньому діаметру.

Поля допусків бічних поверхонь зубів для евольвентних шліцьових з'єднань нормують НЕ КВАЛІТЕТ, а ступенями точності (7. 11). Позначення полів допусків раз-мерів ширини евольвентної западини втулки і товщини евольвентного зуба вала включає число (ступінь точності), за яким слідує буква (основне відхилення). Поля допусків по бокових поверхнях зубів елементів евольвентних шліцьових з'єднань наведені в ГОСТ 6033.

Особливістю полів допусків бічних поверхонь зубь-їв евольвентних шліцьових з'єднань є те, що встановлюються два види допусків ширини западини втулки і товщини зуба вала:

Т - сумарний допуск, що включає відхилення власне ширини западини (товщини зуба) і відхилення форми і розташування елементів профілю западини (зуба), контрольований комплексним калібром;

Te (Ts) - допуск власне ширини западини втулки (тол Київщини зуба вала), контрольований окремо у випадках коли не застосовується комплексний калібр.

Допуски і основні відхилення для діаметрів кола западини втулки D і окружності вершин зубів вала d запозичені з ГОСТ 25346.

При призначенні допусків форми і розташування елементів шліцьових з'єднань можна керуватися наступними рекомендаціями (рис. 27):

1) для прямобочного шліцьових з'єднань:

· Допуски паралельності площини симетрії зубів вала і пазів втулки щодо осі центрирующей поверхні не повинні перевищувати на довжині 100 мм: 0,03 мм - в з'єднаннях підвищеної точності, яка визначається допусками розмірів b від IТ 6 до IT 8; 0,05 мм - в з'єднаннях нормальної точності при допусках розмірів b від IT 9 до IT 10. При центруванні по бічних сторонах шліц вибирають додаткову базу - вісь однієї з нецентрірующіх поверхонь шлицевого вала (зазвичай з більш жорстким допуском),

· Допуски радіального биття центруючих поверхонь шліців щодо загальної осі посадочних поверхонь під підшипники слід призначати по 7-го ступеня точності ГОСТ 24643 при допусках центрирующих поверхонь 6. 8 квалітетів і по 8-й ступеня точності при допусках центрирующих поверхонь 9. 10 квалітетів;

2) для евольвентних шліцьових з'єднань граничні значення радіального биття Fr і допуску напрямки зуба F # 946; слід приймати по ГОСТ 6033.

Параметри Ra шорсткості (ГОСТ 2789) для поверхонь елементів прямобочного і евольвентних шліцьових з'єднань повинні бути узгоджені з найжорсткішими допусками макрогеометрії і не перевищувати за параметром Ra значень 1,25 мкм для центрирующих поверхонь, 2,5 мкм для нецентрірующіх бічних поверхонь шліц рухомих сполук; 4,0 мкм для нецентрірующіх бічних поверхонь шліц нерухомих з'єднань і 10 мкм для нецентрірующіх циліндричних поверхонь шліц.

Мал. 27. Позначення допусків паралельності і радіального биття

елементів зовнішньої шліцьовій поверхні:

а - при центруванні по внутрішньому діаметру;

б - при центруванні по зовнішньому діаметрі;

в - при центруванні по бічних сторонах шліц.

База БВ - загальна вісь посадочних поверхонь валу (посадочних

поверхонь під підшипники). База Д - вісь обраної нецентрірующей поверхні шліцьового вала при центруванні по бічних сторонах шліц

Вимоги до креслень шліцьових з'єднань і їх елементів регламентує ГОСТ 2.409-74 «Єдина система конструкторської документації. Правила виконання креслень зубчатих (шліцьових) з'єднань ».

Умовні позначення шліцьових з'єднань і їх елементів розрізняються залежно від профілю зубів.

Позначення прямобочного шліцьових з'єднань валів і втулок містять букву, що позначає поверхню центрування, число зубів і номінальні розміри d, D і b. за якими слідують позначення посадок. Приклад умовного позначення шліцьового з'єднання з числом зубів z = 6, внутрішнім діаметром d = 28 мм, зовнішнім діаметром D = 34 мм, шириною зуба b = 7 мм, з центруванням по внутрішньому діаметру, з посадкою по діаметру центрування H 7 / f 7 і за розміром b - D 9 / f8:

При центруванні по зовнішньому діаметрі з посадкою по діаметру центрування H 8 / h 7 і за розміром b - F 10 / h 9:

При центруванні по бічних сторонах профілю:

Умовні позначення вимог до точності евольвентних шліцьових з'єднань містять: номінальний діаметр з'єднання D; позначення посадки з'єднання (вказують позначення полів допусків), що поміщається після розмірів центрирующих елементів, позначення стандарту.

Приклад умовного позначення евольвентного шліцьового з'єднання D = 50 мм; m = 2 мм, з центруванням по бічних поверхнях зубів:

50 × 2 × 9H / 9g ГОСТ 6033-80.

Те ж з центруванням по зовнішньому діаметрі, з посадкою по центрує діаметру Н 7 / g 6 і посадкою по нецентрірующім поверхнях зубів 9H / 9h:

50 × H 7 / g 6 × 2 ГОСТ 6033-80.

Те ж з центруванням по внутрішньому діаметру, з посадкою Н 7 / g 6 і посадкою по нецентрірующім бічних поверхнях зубів 9H / 9h:

i 50 × 2 × H 7 / g 6ГОСТ 6033-80.