Шлицевые соединения
Многошпоночные соединения, в которых шпонки (зубья) изготавливают совместно с валом, называют шлицевыми или зубчатыми.
Зубья шлицевого соединения имеют прямобочную, эвольвентную или треугольную форму.
Наибольшее распространение получили прямобочные и эвольвентные зубчатые соединения, применяемые как в подвижных, так и в неподвижных соединениях.
Шлицевые соединения с треугольным профилем не стандартизованы. Их применяют в неподвижных соединениях тонкостенных втулок или пустотелых валов, передающих небольшой момент, а также при малых регулировочных поворотах детали.
В зависимости от режима работы стандартом ГОСТ 1130-80 предусмотрены три серии соединений с прямобочными зубьями: легкая, средняя и тяжелая (табл. 4.3).
Таблица 4.3
Основные геометрические параметры шлицевых прямобочных соединений по ГОСТ 1139-80, (размеры, мм)
| d | Легкая серия | Средняя серия | Тяжелая серия | |||||||||||
| D | b | Z | f | D | b | Z | f | D | b | Z | f | |||
| - - - - - | - - - - - | - - - - - | - - - - - 0,2 0,3 0,3 | 0,3 0,3 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 | - - | - - 2,5 | - - | 0,3 0,3 0,3 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 | ||||||
| 0,4 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 | 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 | 0,4 0,5 0,5 0,5 2,5 0,5 0,5 | ||||||||||||
| 0,5 0,5 0,5 | 0,5 0,5 0,5 | 0,5 0,5 0,5 | ||||||||||||
Легкую серию применяют для легконагруженных неподвижных соединений, среднюю - для соединений средненагруженных подвижных, в которых втулка перемещается по шлицам без нагрузки, тяжелую - для передачи больших моментов и при передвижении втулок под нагрузкой. Прямобочные соединения центрируют по боковым граням шлицев, наружному или внутреннему диаметру (рис. 4.6) шлицевого вала.
Рис. 4.6. Схемы центрирования прямобочных шлицевых соединений: а - по боковым поверхностям; б - по наружному диаметру; в - по внутреннему диаметру; схемы справа - форма сечения пазов ступицы (а) и вала (б и в)
Соединения с эвольвентными зубьями (рис. 4.7) имеют исходный контур и форму зубьев по ГОСТ 6033-80. Их можно центрировать по боковым граням и наружному диаметру.
Рис. 4.7. Шлицевое соединение с эвольвентными зубьями
Центрирование по боковым граням шлицевых соединений применяют для передачи больших моментов. При высоких требованиях к соосности вала и ступицы центрирование выполняют по наружному или внутреннему диаметру. Центрирование по наружному диаметру более технологично. Центрирующие поверхности вала шлифуются, а центрирующие поверхности отверстия калибруются протяжками. И только при высокой твердости материала ступицы (НВ ³ 350) рекомендуют центрирование по внутреннему диаметру. В этом случае центрующие поверхности отверстия и вала шлифуют.
Основные размеры шлицевых эвольвентных соединений приведены в табл. 4.4.
Таблица 4.4
Основные геометрические параметры шлицевых эвольвентных соединений ГОСТ 6033-80 (размеры, мм)
| D | Число зубьев z при модуле m | D | Число зубьев z при модуле m | ||||||||
| 0,8* | 1,5 | 2* | 2,5 | 2* | 2,5 | 3,0 | 5* | ||||
| - | - | - - - | |||||||||
| Примечания. 1. При выборе наружного диаметра и модуля предпочтительны значения, не отмеченные звездочкой. 2. Числа зубьев, заключенные в рамку, предпочтительны. |
Основными критериями работоспособности зубчатых соединений являются сопротивления рабочих поверхностей зубьев смятию и коррозионно-механическому изнашиванию.
Последнее возникает при очень малых колебательных относительных перемещениях сопряженных поверхностей. В зубчатых соединениях такие перемещения связаны с деформациями и зазорами.
Исследования зубчатых соединений позволили разработать ГОСТ 21425-75 по расчету их нагрузочной способности. Ниже излагается методика такого расчета с некоторыми упрощениями и сокращениями.
4.5.1. Расчет по напряжениям смятия
Учитывая рис. 4.8 и допуская равномерное распределение нагрузки между зубьями и по длине зубьев, получаем
где Т - крутящий момент, передаваемый соединением; dm = 0,5(D+d) - средний диаметр прямобочных зубьев; Z - число зубьев; h = 0,5(D-d) - 2f - рабочая высота прямобочных зубьев; для эвольвентных зубьев
h » m и dm = Z m,
где m - модуль; l - рабочая длина зубьев.
Размеры поперечного сечения зубьев выбирают по таблицам стандартов в зависимости от диаметра вала. Длину зубьев рассчитывают и согласуют с длиной ступицы.
Таблица 4.5
Дата добавления: 2017-11-04; просмотров: 91;