Основные требования при оформлении поперечных сечений соединения с призматической шпонкой и деталей участвующих в них

Предельные отклонения размеров, выбранных полей допусков, определять по таблицам ГОСТ 25347 или по табл. 1.1; 1.2 и табл. 1.3 данного пособия. Примеры оформления шпоночного соединения на сборочном чертеже, поперечных сечений вала и втулки, участвующих в соединении с призматической шпонкой, представлены на рис. 3.6 и рис. 3.7.

При выполнении поперечного сечения шпоночного соединения необходимо указать посадки, а у шпонки – поля допусков на размеры b и h шпонки в смешанном виде и шероховатости поверхностей. На чертежах поперечных сечений вала и втулки необходимо указать шероховатости поверхностей, поля допусков на размеры b, d и D в смешанном виде, а также нормировать размеры глубины пазов: на валу t₁ – предпочтительный вариант или (d – t₁) c отрицательным отклонением и во втулке (d + t₂) – предпочтительный вариант или t₂ c положительным отклонением. В этом и другом случае отклонения выбираются в зависимости от высоты шпонки h (см. табл. 3.1). Кроме этого на чертежах поперечных сечений вала и втулки необходимо ограничивать допусками точность формы и взаимного расположения. Предъявляются требования по допустимым отклонениям от симметричности шпоночных пазов и параллельности плоскости симметрии паза относительно оси детали (базы). При наличии в соединении одной шпонки допуск параллельности принимать равным 0,5IT9, допуски симметричности – 2IT9, а при двух шпонках, расположенных диаметрально, – 0,5IT9 от номинального размера b шпонки. Допуски симметричности могут быть зависимыми в крупносерийном и массовом производстве.

б)

а)

Рис. 3.6. Выполнение шпоночного соединения: а - поперечное сечение

(1 - втулка; 2 - шпонка; 3 - вал; б -сечение шпонки

Т а б л и ц а 3.2

Рекомендации по выбору полей допусков по ширине шпонки b

П р и м е ч а н и е. 1) Для шпоночных соединений с длинными (при l > 2d) шпонками.

3.2. Шлицевые соединения

3.2.1.Назначение, краткая характеристика

и классификация шлицевых соединений

Шлицевые соединения предназначены для передачи больших крутящих моментов, они имеют большую усталостную прочность, высокую точность центрирования и направления. Достигается это высокой точностью размеров, формы и расположения зубьев (шлицев) по окружности [1, 2, 4].

Рис. 3.8. Основные элементы шлицевого соединения с прямобочным профилем зуба:

а - сечение втулки; б - сечение вала

В зависимости от профиля зубьев шлицевые соединения делятся на прямобочные, эвольвентные и треугольные. Наибольшее распространение получили шлицевые соединения с прямобочным профилем зуба (рис. 3.8), имеющие четное число зубьев (6, 8, 10, 16, 20). Выполняются прямобочные шлицевые соединения по ГОСТ 1139, в котором устанавливается три градации высот и чисел зубьев для одного и того же диаметра. В соответствии с этим соединения делятся на легкую, среднюю и тяжелую серии (табл.3.3). Выбор серии зависит от величины передаваемой нагрузки.

Т а б л и ц а 3.3

Основные размеры прямобочных шлицевых соединений, мм

П р и м е ч а н и е : Размер r соответствует максимальному значению.

Шлицевые соединения с эвольвентным профилем зуба (ГОСТ 6033) стандартизированы для модулей m = 0,5…10 мм, для диаметров 4…500 мм и чисел зубьев z = 6…82. Угол профиля зуба a =30°.

Шлицевые соединения с эвольвентным профилем зубьев по сравнению с прямобочными передают большие крутящие моменты, имеют меньшую (на 10…40%) концентрацию напряжений у основания зубьев, повышенную циклическую прочность и долговечность, обеспечивают лучшее центрирование и направление деталей, просты в изготовлении, так как их можно фрезеровать методом обкатки.

Шлицевые соединения с треугольным профилем не стандартизированы, они имеют мелкие зубья. Угол профиля характеризуется углом впадины на валу 2b. Основными параметрами соединений этого типа являются: m = 0,3…0,8 мм; z = 15…70; 2b = 90° или 72°.

Шлицевые соединения с треугольным профилем применяются чаще всего вместо посадок с натягом, когда последние нежелательны, а также при тонкостенных втулках для передачи небольших крутящих моментов.

Выбор типа шлицевых соединений связан с их конструктивными и технологическими особенностями. Для точных соединений, которые предназначены для передачи значительных крутящих моментов и имеют реверсивное движение, целесообразнее применять соединения с эвольвентным профилем при центрировании по боковым сторонам зубьев.

В настоящем пособии рассматриваются только шлицевые соединения с прямобочными зубьями.

3.2.2. Способы центрирования шлицевых соединений

с прямобочным профилем зуба

Допуски и посадки шлицевых соединений зависят от их назначения и принятой поверхности центрирования втулки относительно вала. Стандартом предусматриваются три способа центрирования: по поверхностям диаметрами d или D и по боковым поверхностям зубьев, т. е. по размеру b (см. рис. 3.9).

Центрирование по D является наиболее простым и экономичным, применяется чаще всего в крупносерийном и массовом типах производства для неподвижных шлицевых соединений, так как в них отсутствует износ от осевых перемещений. Оно рекомендуется, когда втулка термически не обрабатывается (сырая) или когда твердость ее материала после термообработки допускает калибровку протяжкой, а вал фрезеруется до окончательных размеров зубьев, а по наружному диаметру шлифуется на обычном круглошлифовальном станке.

Центрирование по d обеспечивает точное центрирование и применяется для подвижных соединений. Втулка при этом закаливается до высокой твердости, ее внутренний диаметр (отверстие) шлифуется на внутришлифовальном станке. Шлицевый участок вала для легкой и средней серий может быть изготовлен с опорной площадкой и занижающей канавкой, глубина которой ограничивается d₁. Окончательно диамерт d обрабатывается на шлицешлифовальном станке.

При центрировании по D и d обязательно дополнительное центрирование по b.

Центрирование по b применяется при невысоких требованиях к соосности вала и отверстия, для передачи больших крутящих моментов, при знакопеременных нагрузках, а также при работе с реверсом и в подвижных соединениях. Этот метод центрирования широко используется в автомобилестроении. Пазы вала шлифуют по боковым сторонам. По нецентрирующим элементам предусматриваются зазоры при любом виде центрирования. Поля допусков нецентрирующих диаметров: d – у вала b12, у втулки – Н 11; D – у вала а 11,

у втулки – Н 12.

3.2.3. Посадки и условные обозначения прямобочных

шлицевых соединений

Посадки для центрирующих диаметров шлицевых прямобочных соединений назначаются по системе отверстия (чтобы уменьшить номенклатуру дорогостоящих инструментов - протяжек). По ширине шлиц применяются внесистемные посадки, обеспечивающие соединения с гарантированными зазорами для компенсации погрешностей углового расположения зубьев. Рекомендуемые посадки представлены в табл. 3.4. [8,9]

Предельные отклонения размеров d, D и b определять по таблицам
ГОСТ 25347 или табл. 1.1, 1.2, 1.3 данного пособия.

Шероховатости поверхностей вала и втулки назначать по табл. 2.2 пособия. Условное обозначение шлицевого соединения включает букву, обозначающую поверхность центрирования, число зубьев, номинальные размеры d, D, b, обозначение посадок (указываются после соответствующих размеров).

Пример условного обозначения соединения вала и втулки с числом зубьев z = 8, внутренним диаметром d = 36 мм, наружным диаметром

D = 40 мм, шириной зуба b = 7 мм, с центрированием по наружному диаметру, с посадкой по1диаметру центрирования и по размеру b - :

Втулка (отверстие) этого соединения имеет вид:

а вал .

Допускается не указывать в обозначениях поля допусков и посадки нецентрирующих диаметров.

Пример условного обозначения неподвижного шлицевого соединения с центрированием по внутреннему диаметру, средней серии, числом шлиц 6:

d-6×28

3.2.4. Примеры оформления поперечных сечений деталей

шлицевого прямобочного соединения

Оформление поперечных сечений деталей шлицевого прямобочного соединения на чертежах производится в соответствии с ГОСТ 2.409 (см. рис. 3.10).

Т а б л и ц а 3.4

Рекомендуемые посадки элементов прямобочных шлицевых соединений

при различных способах центрирования

Поверхность центрирования	Элемент соединения	Посадки
Подвижное соединение	Неподвижное соединение
D	D	;	;
d	Втулка по H11; вал не менее d1;
b	; ;	; ;
d	D
d	;	; ;
b	; ; ;	; ;
b	D
d	Втулка по H11; вал не менее d1;
b	; ;	; ; ;

П р и м е ч а н и я: 1. Кроме указанных посадок допускаются и другие (см. ГОСТ 1139).

2. Посадки, заключенные в рамку, являются предпочтительными.