Разновидности шлицевых соединений

Шлицевые соединения

Шлицевое соединение образуют выступы — зубья на валу и соот­ветствующие впадины — шлицы в ступице (рис. 5.1, а —в). Рабочими поверхностями являются боковые стороны зубьев. Зубья вала фрезеруют по методу обкатки или накатывают в холодном состоянии профильными роликами по методу продольной накатки. Шлицы отвер­стия ступицы изготовляют протягиванием.

Рис. 5.1. Прямобочные шлицевые соединения

Шлицевые соединения стандартизованы и широко распространены в машиностроении.

Достоинствашлицевых соединений по сравнению со шпоночными: 1. Лучшее центрирование соединяемых деталей и более точное на­правление при их относительном осевом перемещении. 2. Меньшее число деталей соединения: шлицевое соединение образуют две детали, шпоночное — три, четыре. 3. При одинаковых габаритах возможна передача больших вращающих моментов за счет большей поверхности контакта. 4. Большая надежность при динамических и реверсивных нагрузках. 5. Большая усталостная прочность вследствие меньшей кон­центрации напряжений изгиба, особенно для эвольвентных шлицев. 6. Меньшая длина ступицы и меньшие радиальные размеры.

Недостатки— более сложная технология изготовления, а следова­тельно, и более высокая стоимость.

Разновидности шлицевых соединений

Шлицевые соединения различают:

Рис. 5.2. Эвольвентное (а) и треугольное (б) шлицевые соединения

a) б)

по характеру соединения — неподвижныедля закрепления детали на валу (рис. 5.1); подвижные,допускающие перемещение вдоль вала;

по форме зубьев — прямобочные (рис. 5.1), эвольвентные (рис. 5.2, а), треугольные (рис. 5.2, б);

по способу центрирования (обеспечения совпадения геометрических осей) ступицы относительно вала — с центрированием по наружному диаметру D (см. рис. 5.1, а), по внутреннему диаметру d (см. рис. 8.1, б) и по боковым поверхностям зубьев (рис. 5.1, в и 5.2). Зазор в контакте центрирующих поверхностей практически отсутствует, нецентрирующих — значительный.

Соединения с прямобочным профилем зубьев(см. рис. 5.1). Применяют в неподвижных и подвижных соединениях; имеют постоянную толщи­ну зубьев, выполняют с различными способами центрирования.

В соединениях, требующих высокой соосности вала и ступицы (соеди­нение зубчатого или червячного колеса с валом), применяют центриро­вание по одному из диаметров. Наиболее технологично центрирование по наружному диаметру, которое рекомендуют при твердости внутренней поверхности ступицы до 350 НВ. Калибровку центрирующих поверхно­стей ступицы выполняют протягиванием, а вала — шлифованием.

Центрирование по внутреннему диаметру рекомендуют при высокой твердости материала ступицы (свыше 350 НВ), когда калибровка отверстия протяжкой невозможна. В этом случае центрирующие по­верхности ступицы и вала доводят шлифованием.

Центрирование по боковым поверхностям не обеспечивает соосности вала и ступицы, но более равномерно распределяет нагрузку между зубьями. Рекомендуют для передачи больших переменных и ударных на­грузок.

Стандарт предусматривает три серии соединений с прямобоч­ным профилем зубьев: легкую, среднюю и тяжелую, которые различаются высотой и числом зубьев z.

Тяжелая серия имеет более высокие зубья с большим числом их. Рекомендуется для передачи больших вращающих моментов.

Соединения с эвольвентным профилем зубьев(см. рис. 5.2, а). Применяют в неподвижных и подвижных соединениях. Боковая поверхность зуба очерчена по эвольвенте. К основанию зуб утолщается. Геометрические параметры соединения рассчитывают по модулю т. Соединения стандартизованы.

Их выполняют с центрированием по боковым поверхностям зубьев (Рис. 5.2, а), реже — по наружному диаметру. По сравнению с прямобочными зубьями характеризуются большей нагрузочной способностью вследствие большей площади контакта, большого количества зубьев и их повышенной прочности. Эти соединения позволяют применять типовые процессы зубообработки. Применяют для передачи больших вращающих моментов. Считаются перспективными.

Соединения с треугольным профилем зубьев(см. рис. 5.2, б). Применяют в неподвижных соединениях. Имеют большое число мелких зубьев. Выполня­ют с центрированием по боковым поверхностям, точность центрирования невысокая. Не стандартизованы. Рекомендуются для передачи небольших вращающих моментов тонкостенными ступицами, пустотелыми валами, а также в соединениях стальных валов со ступицами из легких сплавов.

Шлицевые валы и ступицы изготовляютиз среднеуглеродистых и ле­гированных сталей сσ_в > 500 Н/мм².