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

102 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

50340. Использование библиотеки элементов графического интерфейса Qt 111.5 KB
  План простейшее графическое приложение на Qt работа с компоновщиками создание приложения ColorViewer использование QFileDilog создание простейшего обозревателя текста Инструкция по выполнению лабораторной работы Простейшее GUIприложение на Qt Рассмотрим следующий фрагмент кода представляющий простейшее GUIприложение созданное с использованием элементов Qt. QWidget базовый класс для всех элементов графического интерфейса виджетов в Qt начиная с кнопок и кончая сложными диалогами. Попробуйте добавить в корневой...
50341. Постройка графа состояний P-схемы 166 KB
  Для СМО из задания 1 построить имитационную модель и исследовать ее (разработать алгоритм и написать имитирующую программу, предусматривающую сбор и статистическую обработку данных для получения оценок заданных характеристик СМО). Распределение интервалов времени между заявками во входном потоке и интервалов времени обслуживания – геометрическое с соответствующим параметром (ρ, π1, π2).
50342. Построение аналитической и имитационной моделей системы массового обслуживания 80 KB
  Если в свободную систему поступает заявка, то ее обслуживают совместно все каналы. Если во время обслуживания заявки поступает еще одна, то часть каналов переключается на ее обслуживание и т.д., пока все каналы не окажутся занятыми. Интенсивность совместного обслуживания заявки n каналами n . Каналы распределяются равномерно между заявками.
50343. Построение аналитической и имитационной моделей системы массового обслуживания 158.5 KB
  Значения A, Q зависят от числа пришедших заявок (величины модельного времени), а также от R0, при генерации случайных чисел, распределенных по экспоненциальному закону.
50344. Снятие кривой намагничивания ферромагнитного образца 68 KB
  Расчетные формулы: Индукция намагничивающего поля: где N1 число витков намагничивающей обмотки тороида; D длина осевой линии тороида. Магнитная индукция в образце: или B=cn где постоянная где R2 сопротивление вторичной цепи; kбаллистическая постоянная; S2 площадь поперечного сечения образца; nотброс.Результаты наблюдений: Снятие основной кривой намагничивания Намагни чивающий ток I1 мА Индукция B0 намагничивающего поля Тл Отброс 1 вправо дел. Индукция В...
50346. Изучение магнитного поля соленоида баллистическим методом 40.5 KB
  Изучение магнитного поля соленоида баллистическим методом. Результаты измерения индукции поля в центре соленоида в зависимости от силы тока в его обмотках: № П П n1 мм n2 мм n=1 2n1n2 мм Вэ Тл 1.Результаты измерения индукции поля соленоида в зависимости от расстояния до его центра при I= мА N см n1 мм n2 мм n=1 2n1n2мм Вэ Тл 7.Расчеты поля в центре Вт при токе I= 7.