Рекомендации по конструированию шлицевых соединений

1. Для подвижных соединений рекомендуется рабочую длину ступицы принимать не меньше диаметра вала, т.е. l_p > d (размеры см. на рис. 3.1). При коротких ступицах (l_p < d) при перемещении их вдоль вала возможно защемление от перекоса.

2. В длинных ступицах (l_ст > 1,5d) необходима расточка отверстия для выхода стружки при протягивании (см. рис. 3.4).

Рис. 3.4. Передвижной блок шестерен

3. Для облегчения входа протяжки и сборки соединения в отверстии выполняют заходные фаски f (см. рис. 3.4).

4. В соединениях, воспринимающих радиальные нагрузки, зубья соединения желательно располагать симметрично относительно венцов колес, звездочек и др.

5. Для уменьшения изнашивания следует уменьшать зазоры в соединении, повышать точность изготовления и твердость рабочих поверхностей.

Пример. Подобрать шлицевое неподвижное соединение зубчатого колеса с валом (см. рис. 3.1). Соединение передает вращающий момент Т = 210 Н×м. Условия эксплуатации средние, режим работы – тяжелый. Диаметр вала
d = 45 мм, материал колеса и вала – сталь марки 45 с термообработкой – улучшение, твердость H = 290 HB.

Решение. Проектировочный расчет.

1.Выбор соединения. Принимаем наиболее распространенное прямобочное соединение с центрированием по наружному диаметру.

2. Размеры соединения. По табл. 7 находим параметры зубьев легкой серии. Для диаметра вала d = 45 мм Z´d´D = 8´46´50, f= 0,4 мм.

Средний диаметр d_ср и рабочая высота зуба h [формула (3.2)]:

d_ср = 0,5(D + d) = 0,5(50 + 46) = 48 мм;

h = 0,5(D – d) – 2f = 0,5(50 – 46) – 2×0,4 = 1,2 мм.

3. Допускаемые напряжения. Для неподвижного соединения при средних условиях эксплуатации, тяжелом режиме работы и твердости материала
H< 350 HB по табл. 8 принимаем [s]_см= 60 Н/мм².

4. Расчетная длина зубьев. Из формулы (3.1) при К₃ = 1,3

5. Длина ступицы колеса l_ст = l_p + 6 мм = 19,7 + 6 = 25,7 мм.

Принимаем для длины ступицы ближайшее большее значение из ряда нормальных линейных размеров: l_ст=26 мм.

Контрольные вопросы

1. Каково назначение шлицевых соединений?

2. Разновидности шлицевых соединений.

3. Какими достоинствами обладают шлицевые соединения по сравнению со шпоночными?

4. Какие применяют способы центрирования шлицевых прямобочных и эвольвентных соединений?

5. Чем обусловлен выбор способа центрирования?

6. Каковы основные критерии работоспособности шлицевых соединений?

7. Как определяют размера шлицевых соединений?