Для особо сильно нагруженных узлов с большим крутящим моментом, применяются эвольвентные шлицевые соединения. Они способны выдерживать динамические нагрузки и работать в условиях вибрации. Шлицы эвольвентные имеют поверхность соприкосновения значительно больше, чем в прямозубом зацеплении. Широкое основание не позволяет сломать и смять эвольвентный зуб. Недостатком является сложное изготовление соединительного профиля, особенно по отверстию. Часто эвольвентные шлицы применяются на полых валах. Сочетание большой мощности и малого веса.
Характеристика соединения
Шлицевые эвольвентные соединения на практике доказали свою надежность и прочность. Основание зуба шире и его не смогут сломать даже динамические нагрузки. Смятие происходит только при очень больших перегрузках, поскольку по эвольвенте площадь контакта – рабочая, больше, чем у других видов шлицов.
В отличие от прямых шлицов, которые рассчитываются на смятие и проверяются на срез, эвольвентный профиль имеет большую площадь контакта, и расчет на прочность производится на срез, затем делается проверка на смятие. Чаще всего основным параметром выбора типа соединений эвольвентных является наименьший в сечении размер вала. Именно он испытывает наибольшие нагрузки. Крутящий момент, динамические удары, вибрация, которые он способен выдержать, не критичны для зубьев.
Чертеж эвольвентного шлицевого вала совпадает с изображением зубчатой шестерни того же радиуса и модуля. Нарезка производится на одном оборудовании червячными фрезами. В отличие от прямобочных шлицев, когда для каждого диаметра вала необходимо подбирать свой инструмент, эвольвентные зубья выполняются одной фрезой с соответствующим модулем.
В обозначении шлицевого эвольвентного соединения свои отдельные маркировки имеют обе сопрягаемые детали:
Шлицевые зубчатые эвольвентные соединения центрируются по эвольвентной поверхности зуба, реже по наибольшему диаметру. Центровка по внутреннему размеру по впадине эвольвентного зуба на практике не осуществляется. Обозначение свое имеют шлицевые соединения каждого вида центрировки по:
- боковым поверхностям – D×m×9H/9g ГОСТ 6033-80;
- наружному диаметру – D×H7/g6 ГОСТ 6033-80;
- внутреннему –iD×m×H7/g6 ГОСТ 6033-80.
D – наружный диаметр, который имеют эвольвентные валы до нарезки зуба;
i – обозначает центрировку по внутреннему размеру эвольвентного соединения;
H и g, с соответствующими цифрами – класс точности обработки.
Можно встретить таблицу размеров на шлицы эвольвентные с din параметрами. Это означает, что соединение сделано по нормативам немецкого института стандартизации. Они частично соответствуют международному стандарту ISO, имеют переводные таблицы.
Кроме неподвижных соединений, изготавливаются скользящие. В них втулка перемещается вдоль вала, и входит в зацепление с различными колесами в коробке передач. Для этого с торца по эвольвенте делается срез на конус – заходная фаска для включения эвольвентного шлицевого соединения.
В неподвижных соединениях только снимаются острые углы, и втулка запрессовывается на вал.
Центрирование и посадки
Если шлицевое эвольвентное соединение центрируется по наружному радиусу, по формуле рассчитываются основные размеры:
где d – диаметр делительной окружности;
m – модуль зуба выла и впадины втулки;
z – число зубьев.
Расчет номинальной делительной окружности для настройки инструмента рассчитывается по формуле:
s =е=0,5π m + 2х m tg α;
s – номинальная делительная окружность на валу;
e – делительная окружность по впадине втулки;
x – смещение формы исходного контура;
ɑ – угол наклона эвольвенты зуба, для шлицевых соединений он равен 30°.
На эвольвентные шлицы рассчитывается размер смещения от исходного контура:
И номинальный размер по впадинам втулки равен максимальному диаметру при центрировании по нему:
При центрировании по боковым поверхностям зубьев:
da – номинальный диаметр вала, вершин зубьев;
D – наружный размер впадины втулки;
Допуск на нецентрированные размеры зависит от типа термической и поверхностной обработки и определяется по таблице предельных отклонений, которая имеется в ОСТ 1 00086-73
На сборочном чертеже они указываются формулами, например узел прибора и деталями в соединении: вала с диаметром делительной окружности 4 мм и модулем зуба 0,5.
При центрировании по наружному диаметру –
При центрировании по боковой поверхности эвольвентного соединения –
Где – 8 число зубьев;
S4 – коэффициент, учитывающий исполнение по форме эвольвенты.
В технической сопроводительной документации указываются характеристики на шлицы:
На чертеже детали обозначение обозначение для вала:
Аналогичное значение для отверстия втулки:
Все обозначения приведены для соединения с наружным диаметром вала 6 мм.
Применение
Изготовление эвольвентных шлицев требует высокой точности. Нарезание зуба по втулке выполняется в основном протяжкой. Остальные способы дают меньшую точность и большую шероховатость поверхности. Часто производится ручная доводка по шаблону зачистка выступов.
Сложность обработки оправдывается применением шлицевых соединений с эвольвентным профилем в узлах с динамическими и переменными нагрузками. Например, в полых валах клетей прокатных станов, редукторах крупногабаритных строгальных и фрезерных станков, грузоподъемных механизмов, поднимающих вагонетки на доменные печи.
Кроме принятых стандартов на эвольвентные соединения по ГОСТ, имеются и другие исполнения деталей. Например в немецких станках встречается din параметры по стандартам, разработанным германским институтом стандартизации. На машинах, изготавливаемых на экспорт, встречается маркировка эвольвентных соединений с ссылкой на ISO – международный стандарт.
В обсуждениях автомобилистов часто можно услышать asa 24 48. Такую маркировку имеют эвольвентные шлицевые соединения на карданных валах. Встречаются они у переднеприводных фиатов, изготовленных по старым стандартам.
В настоящее время на передние карданы делается эвольвентный шлиц по ГОСТ 6033-80 или отраслевому стандарту ОСТ 1 00086-73. Старый стандарт актуален и сегодня. По нему работают многие машиностроительные и автомобилестроительные предприятия.
Расчет соединений
Расчет прямобочных шлицев и таблица нормированных размеров заложена в ГОСТ 1139-80. Для эвольвентных шлицевых соединений применяется ГОСТ 6033-80. В нем предусмотрена посадка по наружному диаметру и боковой поверхности.
Центрирование по внутреннему радиусу эвольвентных соединений используется только для теоретических расчетов. Практическое изготовление таких эвольвентных соединений очень сложное, требует специальной доводки шлифовкой до нужных размеров и форм зуба.
Посадка при центрировании по наружному диаметру:
Df – размер по вершине зуба;
da –размер наибольший по втулке.
Для использования в качестве центрирующей боковой эвольвентной поверхности:
Перед тем как определить модуль, рассчитывается номинальный диаметр вала и выбирается ближайший нормализованный. Затем проводится проверочный расчет, подтверждающий правильность выбора эвольвентного соединения.
В таблице нормализованных эвольвентных валов имеются 2 вида цифр. Жирным шрифтом или цветом выделяются предпочтительные значения модуля для различных диаметров. Например, не рекомендуется к исполнение минимальный модуль для данного диаметра и максимальный по значению. Сами значения диаметров также расположены в 2 ряда. Размеры из первого предпочтительнее. Они широко применяются, проще в обработке, имеется набор стандартного инструмента, используемого для нарезки зубьев. Детали из первого ряда обеспечиваются стандартизированными кольцами, крепежом и другими деталями для сборки узла.
Расчет на сечение эвольвентного соединения, определение радиуса вала, делается по наименьшему диаметру на крутящий момент, прочность на изгиб и динамические нагрузки. Расчет номинального диаметра соединения производится по формуле:
Где D – наружный диаметр;
Dɑ – номинальный диаметр;
При центрировании эвольвентного соединения – боковой поверхности
с учетом зазоров
Угол профиля зуба зацепления эвольвентного соединения по ГОСТ 30°, в случае выполнения по Отраслевому Стандарту допускается наклон эвольвенты 20°. Такое зацепление встречается в старом оборудовании отдельных предприятий, работающих по отраслевым стандартам тяжелого машиностроения.
При проведении расчетов на прочность зуба по сечению, построение эвольвенты и расчет нагрузок на шлицы осуществляется по методике для прямозубых зацеплений. Вводится корректирующий коэффициент, поскольку рабочая площадь больше. Одновременно и постоянно взаимодействуют под нагрузкой все зубья. Погрешность исполнения при обработке не может обеспечить одинаковое соединение практически всех боковых поверхностей. Вводится расчетный коэффициент 0,75 при центрировании по боковой поверхности с точностью исполнения по 9 и 8 квалитетах.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Шлицевое соединение позволяет обеспечить соединение деталей подвижное вдоль продольной оси. Для образования шлицевого соединения на валу и и в отверстии насаживаемой детали выполняют шлицы. В данном соединении шлицы одной детали входят в пазы другой детали и наоборот, обеспечивая передачу крутящего момента (вращения) с вала, например, на зубчатое колесо. Шлицы соединения представляют собой ряд радиально расположенных на валу и в отверстии втулки зубьев. Опорные поверхности этих зубьев могут иметь форму прямобочную или криволинейную – по эвольвенте. Шлицевое соединение
по сравнению со шпоночными обладают большей прочностью, кроме того, детали на шлицевых валах хорошо центрируются и легко перемещаются вдоль вала. профиль шлицевой канавки в ступице
Шлицевое соединение с прямобочным профилем зубьев
имеет условное изображение показанное на рисунке. При вычерчивании шлицевых соединений следует руководствоваться правилами выполнения чертежей зубчатых (шлицевых) соединений – ГОСТ 2.409-74: 1. Окружности и образующие поверхностей выступов зубьев вала и отверстия показывают сплошными основными линиями;
2. Окружности и образующие поверхностей впадин на изображениях зубчатого вала и отверстия показывают сплошными тонкими линиями, при этом сплошная тонкая линия поверхности впадин на проекции вала на плоскость, параллельную его оси, должна пересекать линию границы фаски. На проекции вала и отверстия на плоскость, перпендикулярную его оси, а также в поперечных разрезах и сечениях окружности впадин показывают сплошными тонкими линиями; 3. Делительные окружности и образующие делительных поверхностей на изображениях деталей зубчатых соединений показывают штрихпунктирной тонкой линией;
4. Границу зубчатой поверхности вала, а также границу между зубьями полного профиля и сбегом показывают сплошной тонкой линией; 5. На изображениях, полученных проецированием на плоскость, перпендикулярную оси зубчатого вала и отверстия, изображают профиль одного зуба и двух впадин. Допускается изображать большое число зубьев и впадин. На этих изображениях фаски на конце зубчатого вала и в отверстии не показывают;
6. Если секущая плоскость проходит через ось зубчатого вала или отверстия, то на разрезах и сечениях валов зубья условно совмещают с плоскостью чертежа и показывают не рассеченными (черт. 1), а на разрезах и сечениях отверстий впадин условно совмещают с плоскостью чертежа; 7. При изображении зубчатого вала или отверстия в разрезе или сечении линии штриховки проводят: в продольных разрезах и сечениях – до линий впадин; в поперечных разрезах и сечениях – до линий выступов;
8. Если секущая плоскость проходит через ось зубчатого соединения, то при его изображении на разрезе показывают только ту часть поверхности выступов отверстия, которая не закрыта валом; 9. Радиальный зазор между зубьями и впадинами вала отверстия не показывают. Основные размеры и числа зубьев шлицевых соединений должны соответствовать указанным в ГОСТ 1139-80. Шлицевое соединение с прямобочным профилем зубьев может центрироваться по внутреннему диаметру, по наружному диаметру и по боковым сторонам зубьев. ГОСТ 1139-80 устанавливает для соединений легкой, средней и тяжелой серий, допуски в зависимости от вида центрирования. Условные обозначения прямобочного шлицевого соединения составляют из обозначения поверхности центрирования , или , числа зубьев ,номинальных размеров (а также обозначения полей допусков по центрирующему диаметру и по боковым сторонам зубьев). Пример условного обозначения соединения с числом зубьев z = 8, внутренним диаметром d = 36 мм, наружным диаметром D = 40 мм, шириной зуба b = 7 мм, с центрированием по внутреннему диаметру, с посадкой по диаметру центрирования H7/f7 по нецентрирующему диаметру H12/a11 и по размеру b H9/f9: 9 – 8 × 36 (H7/f7) × (H12/a11) × 7(H9/f9) То же, при центрировании по наружному диаметру с посадкой по диаметру центрирования H7/h7 и по размеру b F10/h9: D-8x36x40(H7/h7)x7(F10/h9) То же, при центрировании по боковым сторонам: b – 8 × 36 × 40(H12/a11) × 7(D9/f8) Пример условного обозначения втулки того же соединения при центрировании по внутреннему диаметру: d – 8 × 36 Н7 × 40 Н12 × 7 Н9 То же, вала: d – 8 × 36 f7 × 40 a11 × 7 f9.
Шлицевое соединение имеет по ГОСТ 1139 80 три серии исполнения соединений с прямобочным профилем зубьев: легкую, среднюю и тяжелую, которые отличаются высотой и числом зубьев. Легкая серия рекомендуется для неподвижных соединений, средняя – для подвижных, при перемещении ступицы не под нагрузкой. Тяжелая серия имеет более высокие зубья с большим числом. Рекомендуется для передачи больших вращающих моментов, а также для подвижных соединений при перемещении ступицы под нагрузкой.
Варианты условных обозначений эвольвентных шлицевых соединений на чертежах показаны на рис .
Центрирование по боковым сторонам
здесь: D=65, m=3
для шлицевой втулки: 
для шлицевого вала: 
Рисунок 9. Шлицевое эвольвентное соединение при центрировании по боковым сторонам зубьев.
Шлицевое эвольвентное соединение с D = 65мм; т = 3 мм, при центрировании по боковым сторонам зубьев с посадкой 9H/9g.
Центрирование по наружному диаметру:
здесь: D=65, m=3, центрированием по наружному диаметру с посадкой H7/g6 по диаметру D, и посадками: 
по боковым сторонам, а также H11 / h16 по сопряжению Da/df, в соответствии с табл. 3.
Центрирование по внутреннему диаметру:
здесь: D=65, m=3, центрирование по внутреннему диаметру с посадкой H7/g6, посадки остальных поверхностей предусмотрены в табл.5.
Предельные значения радиального биения должны соответствовать значениям табл. а ориентировочно это половина суммарного допуска
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома – страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 8558 – 
| 7055 – 
или читать все.
91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.
Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно