7066

Шлицевые соединения

Лекция

Производство и промышленные технологии

Шлицевые соединения Шлицевым называется разъемное соединение составных частей изделия с применением пазов (шлицев) и выступов. Шлицевые соединения бывают подвижные и неподвижные. Детали шлицевого соединения (вал и втулка) показаны на рисунке.. Шлице...

Русский

2013-01-14

65.5 KB

113 чел.

Шлицевые соединения

Шлицевым называется разъемное соединение составных частей изделия с применением пазов (шлицев) и выступов. Шлицевые соединения бывают подвижные и неподвижные. Детали шлицевого соединения (вал и втулка) показаны на рисунке.. Шлицевое соединение можно представлять как

многошпоночное, у которого шпонки выполнены за одно целое с валом. Шлицевые соединения по сравнению со шпоночными обладают значительными преимуществами, а именно: меньшее число деталей в соединении, значительно большая нагрузочная способность за счет большей площади контакта рабочих поверхностей вала и ступицы, меньшая концентрация напряжений в материале вала и ступицы, лучшее |центрирование соединяемых деталей и более точное направление при осевом перемещении, высокая надежность при динамических и реверсивных нагрузках. Эти преимущества обеспечили широкое распространение шлицевых соединений в автомобильной, тракторной, станкостроительной и других  отраслях промышленности.

Недостаток шлицевых соединений — высокая трудоемкость и стоимость их изготовления.

Шлицы   на   валах   чаще   всего   выполняют   фрезерованием дисковой фасонной фрезой (методом деления), или червячной шлицевой   фрезой   на   шлицефрезерном   станке   (методом   обкатки); отделочные операции выполняют на шлицешлифовальных станках. Шлицевание отверстий в ступицах деталей обычно выполняют  шлицевыми  протяжками  на  протяжных  станках. Основные   типы   шлицевых   соединений   показаны   на   рисунке: прямобочное (а), эвольвентное (б), треугольное (в). Первые два типа шлицевых соединений стандартизованы.

Наибольшее распространение имеют соединения шлицевые прямобочные, размеры и допуски которых регламентированы ГОСТ 1139-80. Эти соединения применяют, например, для посадки подвижных и неподвижных зубчатых колес на валы в коробках передач металлорежущих станков. Стандарт предусматривает прямобочные шлицевые соединения трех серий: легкой, средней (обе с числом зубьев от 6 до 10) и тяжелой (с числом зубьев от 10 до 20), отличающихся друг от друга высотой зубьев и, следовательно, нагрузочной способностью.

Прямобочные шлицевые соединения выполняют с центрированием: по боковым сторонам зубьев (а), по наружному диаметру (б), по внутреннему диаметру (в). Центрирование по боковым сторонам зубьев обеспечивает более равномерное распределение нагрузки между зубьями и поэтому его применяют при ударных и реверсивных нагрузках (например, в карданных валах); центрирование по наружному или внутреннему диаметрам обеспечивает более высокую соосность вала и ступицы. Метод центрирования имеет прямое отношение к технологии изготовления деталей соединения, причем наиболее технологично центрирование по наружному диаметру, применяемому при невысокой твердости внутренней поверхности ступицы (<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.

В зависимости от метода центрирования деталей соединения и предполагаемой технологии изготовления стандартом предусмотрены три исполнения шлицевых валов, а именно: исполнение А (с канавками но дну шлица) и исполнение С (без канавок), применяемые при центрировании по внутреннему диаметру; исполнение В применяют при центрировании по наружному диаметру и боковым сторонам зубьев.

Более совершенны, но пока менее распространены, шлицевые эвольвентные соединения с углом профиля 30°, размеры, допуски и измеряемые величины которых установлены ГОСТ 6033—80. Эвольвентные шлицевые соединения по сравнению   с прямобочными более технологичны, так как шлицевые валы можно нарезать червячными фрезами с прямолинейным профилем, а шлицевые ступицы большого размера нарезать долбяками на зубодолбежных станках. Кроме того, эвольвентные шлицевые соединения обладают большей нагрузочной способностью, так как их зубья утолщаются к основанию и имеют значительно (до двух раз) меньшую концентрацию напряжений за счет закруглений у основания зубьев.

Основные стандартные параметры эвольвентного соединения: номинальный диаметр D, угол профиля  = 30°, модуль т, диаметр делительной окружности , где z — число зубьев. Стандарт предусматривает номинальные диаметры от 4 до 500 мм, модули от 0,5 до 10 мм и числа зубьев от 6 до 82.

Соединения с эвольвентными зубьями выполняют с центрированием по боковым поверхностям зубьев и реже по наружному диаметру; допускается применять центрирование по внутреннему диаметру. При центрировании по боковым поверхностям зубьев и при плоской форме дна впадины высота зубьев вала и втулки равна модулю, т. е. h=H=m, а рабочая высота профиля (с учетом зазоров и фасок) приблизительно равна 0,8m.

Эвольвентные зубья, как и прямобочные, можно применять в подвижных и неподвижных соединениях.

Соединения шлицевые треугольные не стандартизованы и применяются как неподвижные при тонкостенных ступицах, пустотелых валах, стесненных габаритах деталей и сравнительно небольших вращающих моментах. Центрирование соединения выполняется по боковым поверхностям зубьев. Треугольные шлицевые соединения бывают цилиндрическими и коническими.

Расчет шлицевых соединений. Основными критериями работоспособности шлицевых соединений являются сопротивление рабочих поверхностей зубьев смятию и изнашиванию. Расчет прямобочных шлицевых соединений регламентирован ГОСТ 21425—75, согласно которому нагрузочная способность соединения определяется как меньшее из двух значений, полученных по расчету на смятие и на износ. Соединения типа муфт, нагруженные только крутящим моментом, на износ не рассчитывают.

Расчет на   смятие производится  по условию

,

где Т — вращающий момент;  — средний диаметр шлицевого соединения;  — площадь смятия;  —допускаемое среднее давление из расчета на смятие.

Для прямобочного соединения , где  — рабочая высота зубьев;  l — длина ступицы, zчисло зубьев.

Для удобства расчетов введем понятие удельного суммарного статического момента  — площади рабочих поверхностей соединения относительно оси вала (значения  – в мм3/мм для всех типоразмеров приведены в таблице ГОСТ 21425—75).

,

тогда расчетная  формула на смятие приобретает вид

.

Расчет соединения  на   износ производится по  формуле

,

где  — допускаемое давление из расчета  на износ.

Допускаемое среднее давление из  расчета  на смятие

,

где =1,25...1,4 — допускаемый коэффициент запаса прочности (верхнее значение для закаленных рабочих поверхностей); общий коэффициент концентрации нагрузки, определяемый по таблицам стандарта (грубо ориентировочно Ксм=4...5); Кд=2...2,5 коэффициент динамичности нагрузки при реверсировании без ударов (верхнее значение для незакаленных поверхностей).

Допускаемой среднее давление из расчета на износ определяется по таблицам стандарта.

Расчет шлицевых эвольвентных соединений на смятие ведется по формуле

,

где  — диаметр делительной окружности; т —модуль соединения, zчисло зубьев;  — условная площадь смятия; =0,8m — рабочая высота зубьев; l — длина ступицы. Допускаемое напряжение смятия устанавливают в зависимости от характера соединения (подвижное, неподвижное), условий эксплуатации, термообработки и других факторов. Для подвижных соединений =3...70 МПа, для неподвижных =35...200 МПа (нижние значения для ударной нагрузки).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

22241. Отклонение формы и расположения 938 KB
  В основе нормирования и отсчетов отклонения формы и расположения поверхностей заложен принцип прилегающих поверхностей и профилей. База это есть элемент детали определяющий одну из плоскостей или осей системы координат по отношению к которой задается допуск расположения или определяется отклонение рассматриваемого элемента. Все отклонения и допуски подразделяются на 3 группы: отклонение формы; отклонение расположения; суммарное отклонение.
22242. Допуски и посадки подшипников качения 197 KB
  Присоединительными поверхностями подшипника качения являются наружный Диаметр D наружной поверхности подшипника и внутренний диаметр d внутреннего кольца подшипника а также ширина В колец. Таким образом за номинальные диаметры подшипника принимаются диаметры его посадочных поверхностей D и d. Основная присоединительная поверхность подшипников качения по которым они монтируются на валах и корпусах машин это отверстие во внутреннем кольце подшипника и наружная поверхность наружного кольца подшипника. Посадки подшипников на вал выполняются...
22243. Меры повышения долговечности калибра 81 KB
  К наборам прилагают аттестаты в которых указаны номинальные размеры плиток отклонения от номинальных размеров разряд набора и средства измерения использованные при аттестации набора. К третьим относятся средства измерения наружных и внутренних диаметров. Наружные если малые диаметры контролируются с помощью рычажнозубчатых индикаторов типа РЗИ с ценой деления 2 и 5 мкм предел измерения от 1 до 3 мм. К ним относятся штангенциркули для измерения до 2 мм штангенглубомеры для пазов штангенрейсмусы это средства для осуществления и...
22244. Выбор измерительных средств 43 KB
  При выборе измерительных средств необходимо оценить допускаемую погрешность измерения а также определить положение приемочных границ т. Допускаемая погрешность измерения зависит от допуска на изготовление изделия который связан с номинальным размером. Для линейных размеров до 500 мм СТ СЭВ 303 76 в квалитетах 2 17 устанавливает 16 рядов допускаемых погрешностей измерения. Если допуск на изготовление не совпадает с допуском ЕСДП СЭВ погрешность измерения следует выбирать по ряду погрешностей установленному для ближайшего более...
22245. Характеристика единой системы допусков и посадок 247.5 KB
  Единая система – это есть единая система взаимозаменяемости. Эта система состоит важнейшими, из которых являются допуски и посадки гладких цилиндрических поверхностей. Единая система отличается от прежней системы принципом построения, значениями предельных отклонений, условными значениями допусков и посадок.
22246. Взаимозаменяемость, методы и средства контроля шпоночных и шлицевых соединений 127 KB
  Шпоночные соединения предназначены для передачи вращающегося момента и осевой силы. Шпонка это соединённая деталь предназначенная для передачи вращающегося момента между валом и насаженным на него зубчатым колесом и обеспечивающая их одновременное вращение. Треугольные шлицы применяются для передачи малых нагрузок поэтому наиболее распространёнными являются прямобочные. С точки зрения прочностных и эксплуатационных требований все зубчатые передачи делятся на силовые скоростные передачи.
22247. ВИДЫ ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТИ И ТОЧЬНОСТЬ. ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОСТЬ. РАЗМЕРЫ,ОТКЛОНЕНИЯ,ДОПУСКИ, ПОСАДКИ 85.5 KB
  Er = D r D er = d r d Предельные отклонения: Es = D max D верхнее предельное отклонение отверстия; еs = d max d верхнее предельное отклонение вала; ei = d min d нижнее предельное отклонение вала; EI = D min D нижнее предельное отклонение отверстия. TD = D max D min допуск отверстия; Td = d max d min допуск вала. Dm = D max D min Единица допуска является функцией номинального размера. С зазором S min = D min d max = EI es S max = D max d min = ES ei Частным случаем посадки с зазором...
22248. Метод групповой взаимозаменяемости 28.5 KB
  групповой зазор или натяг не обеспечивают однородности соединения так как он меняется при переходе от одной группы к другой при этом усложняются и удорожаются контрольные операции связи с тем что для такого отбора деталей требуется дополнительный измерительный инструмент. Создаются трудности при замене быстроизнашиваемых деталей. Решает следующие задачи: Устанавливает ответственные размеры и параметры деталей и узлов оказывают влияние на эксплуатационные показатели машин и на собираемость узлов. Уточняются номинальные величины...
22249. Расчет допусков размеров, входящих в размерные цепи 39 KB
  Составляющее звено звено размерной цепи изменение которого вызывает изменение исходного или замыкающего звена. Увеличивающие если с увеличением составляющего звена увеличивается размер исходного или замыкающего звена. Уменьшающие если с уменьшением составляющего звена уменьшается размер исходного или замыкающего звена. Компенсирующее звено предварительно выбранное звено размерной цепи изменение размера которого достигается требуемая точность замыкающего звена.