Лекция № 11 «Взаимозаменяемость, методы и средства измерения и контроля зубчатых передач»

Зубчатые колеса и передачи классифицируют по различным признакам, например по виду поверхностей, на которых располагаются зубцы (цилиндрические и конические, внутренние и внешние), по направлению зубцов (прямозубые, косозубые, винтовые, шевронные), по профилю зубцов (эвольвентные, циклоидальные, часовые, цевочные, Новикова), по направлению осей вращения (цилиндрические – с параллельными осями, конические – с пересекающимися, винтовые и червячные – со скрещивающимися). Среди множества классификаций важнейшими для определения точностных параметров являются те, которые определяют функциональное назначение передачи.

Требования, предъявляемые к точности зубчатых передач, зависят от назначения передач и условий их эксплуатации. В приборах, делительных машинах и технологическом оборудовании для нарезания резьбы и зубчатых колес применяют так называемые "отсчетные передачи", в которых главное внимание уделяют пропорциональности углов поворота зубчатых колес или кинематической точности. Кинематическая точность передачи определяет постоянство передаточного отношения за полный оборот зубчатого колеса. Колеса этих передач в большинстве случаев имеют малый модуль и работают при малых нагрузках и низких скоростях.

Достаточно часто встречаются в технике и "силовые" или тяжело нагруженные зубчатые передачи, к которым не предъявляют высоких требований точности вращения (передачи в домкратах, лебедках, прессах и т.д.). При передаче больших крутящих моментов требуется хороший контакт боковых поверхностей зубьев в передаче и максимальное использование площади рабочих поверхностей зубьев.

Деление зубчатых передач на "отсчетные" и "силовые" достаточно условно, поскольку все они передают крутящие моменты и все должны обеспечить пропорциональность углов поворота. Например, передачи в механических или электронно-механических часах вполне могут оказаться "силовыми", если малые по абсолютному значению крутящие моменты передаются узкими зубцами с мелким модулем.

Если у зубчатых передач нет явно выраженного эксплуатационного характера, их относят к передачам общего назначения. К таким передачам не предъявляют повышенных требований по точности.

В редукторах турбин и высокооборотных двигателей, в других изделиях с высокой круговой частотой вращения применяют "скоростные передачи" (высокоскоростные, быстроходные), для которых основными являются требования к плавности работы, что необходимо для снижения уровня вибраций и шума при работе изделия. Плавность работы передачи зависит от колебания мгновенных передаточных отношений, то есть от разностей передаточных отношений в каждый момент зацепления, которые многократно воспроизводятся за один оборот зубчатого колеса. Основными источниками неплавности работы являются такие погрешности зубчатых колес, как неправильное взаимное расположение зубьев (погрешности шага) и неточность формы рабочих поверхностей (погрешности формы профиля зубьев).

Колеса скоростных передач, как правило, имеют средние модули и передают не слишком большие моменты, однако их зубья могут подвергаться значительным динамическим воздействиям.

В зависимости от условий работы меняются требования и к боковому зазору между нерабочими профилями зубьев. Эвольвентное зацепление теоретически способно работать при нулевых боковых зазорах (толщина зуба, находящегося в зацеплении, равна ширине впадины ответного колеса). Однако неточности изготовления зубчатого венца приводят к искажению формы и взаимному смещению реальных профилей зубьев, что может вызвать их деформацию или поломку. Видоизменяют профиль зубьев и его расположение также температурные и силовые деформации. Смещение реальных профилей зубьев может также быть следствием неточностей монтажа зубчатых колес.

Для компенсации неточностей изготовления и монтажа, силовых и температурных деформаций используют зазор между нерабочими сторонами профилей зубьев находящихся в зацеплении колес. Ширина впадины, превышающая толщину зуба, обеспечивает не только компенсацию технологических погрешностей и деформаций, но и служит также для размещения между зубьями слоя смазки, которая при отсутствии зазоров выдавливалась в процессе работы.

В реверсивных передачах и передачах, работающих в старт-стопном режиме, назначают минимальный боковой зазор, что позволяет предупреждать удары при перемене направления вращения или начале движения после остановки. Значительные зазоры назначают в передачах, работающих при высоких температурах, и т.д.

ГОСТ 1643-81 позволяет установить двенадцать степеней точности цилиндрических зубчатых колес и передач – с 1 по 12 в порядке убывания точности. В настоящее время допуски и предельные отклонения параметров зубчатых колес и передач нормированы для степеней точности 3...12, а степени 1 и 2 предусмотрены как перспективные. Для каждой передачи (и зубчатого колеса) установлены нормы точности (степени точности) трех видов, определяющие степени кинематической точности, плавности работы и контакта зубьев.

Независимо от степеней точности устанавливают виды сопряжений, которые определяют требования к боковому зазору. ГОСТ 1643-81 устанавливает для зубчатых колес и передач с модулем больше 1 шесть видов сопряжений (A, B, C, D, E, H) и восемь видов допуска (a, b, c, d, h, x, y, z) гарантированного бокового зазора jn min(рис. ). С увеличением в сопряжении гарантированного бокового зазора jn min обычно предусматривается возрастание вида допуска зазора обозначаемого одноименной виду сопряжения строчной буквой (кроме вида допуска e). В большинстве случаев для зубчатых колес и передач рекомендуется поддерживать определенное соответствие между видом сопряжения, допуском бокового зазора и классом отклонения межосевого расстояния .

Основные показатели кинематической точности.

Наиболее полно кинематическая точность колес выявляется при измерении кинематической погрешности F′ir или накопленной погрешности шага зубчатого колеса Fpr, которые являются комплексными показателями. Вместо этих параметров могут быть использованы частные контрольные комплексы, (например Frr и FvWr), содержащие требования к двум параметрам колеса, связанным с радиальной и тангенциальной составляющими кинематической погрешности. В приведенном частном комплексе Frr – радиальное биение зубчатого венца, а FvWr – колебание длины общей нормали (тангенциальная составляющая). Биение рабочей оси зубообрабатывающего станка и неточность установки заготовки колеса относительно этой оси вызывают появление радиальной составляющей кинематической погрешности. Тангенциальная составляющая кинематической погрешности связана с погрешностями угловых («делительных») кинематических перемещений элементов зуборезного станка. В частных контрольных комплексах, определяющих нормы кинематической точности, используют такие показатели, как колебание измерительного межосевого расстояния за оборот колеса F″ir или уже упоминавшееся радиальное биение зубчатого венца Frr (характеризуют радиальную составляющую кинематической погрешности), дополненные погрешностью обката Fcr или колебанием длины общей нормали FvWr (они характеризуют тангенциальную составляющую кинематической погрешности). Стандарт предусматривает возможности применения других частных комплексов, определяющих степень кинематической точности колес. Основные показатели плавности Наиболее совершенным способом выделения циклических погрешностей является гармонический анализ результатов измерения кинематической погрешности, для выделения всех значимых циклических погрешностей, но поскольку измерения на кинематометрах сравнительно редки и дороги, чаще используют другие показатели плавности. К ним можно отнести такие, как местная кинематическая погрешность f′_ir и циклическая погрешность колеса f_zkr, равная удвоенной амплитуде гармонической составляющей кинематической погрешности зубчатого колеса. Под циклической погрешностью зубцовой частоты f_zzr понимают составляющую кинематической погрешности колеса, периодически повторяющуюся за один его оборот с частотой повторений, равной частоте входа зубьев в зацепление. Показателями плавности являются отклонения шага зубьев зубчатого колеса f_ptr и отклонения шага зацепления f_pbr от номинальных значений, а также погрешности профиля зубьев f_fr и др. Под отклонением (торцового) шага зубьев зубчатого колеса f_ptr понимают разность действительного шага и расчетного торцового шага зубчатого колеса Под действительным шагом зацепления понимают расстояние между параллельными плоскостями, касательными к двум одноименным активным боковым поверхностям соседних зубьев зубчатого колеса.

Плавность работы.

Наиболее объективным показателем плавности работы зубчатых передач является местная кинематическая погрешность.

Местная кинематическая погрешность колеса f_ir^ - это наибольшая разность между местными соединениями (экстремальными) значениями кинематической погрешности зубчатого колеса.

Составляющими местной кинематической погрешности являются:

-отклонение шага f_ptr (допуск f_pt);

-отклонение шага зацепления f_pbr (f_pb);

-отклонение профиля зуба f_fr (f_f);

-колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе f_ir^ (f_i^).

Контакт зубьев.

Долговечность работы зубчатых передач зависит от полноты контакта сопряженных боковых поверхностей зубьев колес.

h_cp – средняя высота следов прилегания зубьев.

h_c – высота зуба активной боковой поверхности.

Суммарным пятном контакта называют часть активной поверхности зуба колеса, на которой располагаются следы прилегания его к зубьям парного колеса после вращения собранной передачи при непрерывном контактировании зубьев обоих колес.

Суммарное пятно контакта оценивается по относительным размерам:

По длине зуба:

(с < m)

(c > m)

по высоте:

Показатели кинематической точности, плавности работы и контакта зависят от точности зубонарезного инструмента и не зависят от квалификации рабочего.

Боковой зазор зависит от правильности установки на станке межосевого расстояния «инструмент – заготовка», от режимов резания, т.е. от квалификации станочника.

Поэтому показатели бокового зазора контролируют на каждом колесе и допуски бокового зазора наносят на рабочий чертеж колеса.

Указание норм точности на чертежах зубчатых колес.

При оформлении чертежей зубчатых колес в соответствии с требованиями ЕСКД в правой верхней части чертежа помещают таблицу параметров, которая состоит из трех частей, разделяемых основными линиями. В первой (верхней) части таблицы помещают основные данные, которые включают модуль, число зубьев, нормальный исходный контур (для нестандартного указывают все необходимые для воспроизведения контура параметры, стандартный задают ссылкой на стандарт), обозначение норм точности по типу 9–8–7 F ГОСТ 9178–81 или 8–B ГОСТ 1643–81 и другие данные. Во второй части таблицы помещают данные для контроля норм точности, которые для колес с нестандартным исходным контуром включают полный контрольный комплекс для проверки по нормам кинематической точности, плавности, контакта и бокового зазора. Для колес со стандартным исходным контуром данные для контроля включают только данные для проверки по нормам бокового зазора:

1.постоянная хорда sc и высота до постоянной хорды hc (при этом указывают номинальное значение постоянной хорды до третьего знака после запятой, а высоту до постоянной хорды приводят в виде номинального значения и двух отрицательных отклонений;

2..толщина по хорде sy и высота до постоянной хорды hay (в этом случае указывают номинальное значение высоты до хорды и контролируемое значение толщины с двумя отрицательными отклонениями);

3.размер по роликам M и диаметр ролика D (диаметр ролика указывают как номинальное значение, а контролируемый размер M – с двумя отрицательными отклонениями);

4.длину общей нормали W (номинальное значение с двумя отрицательными отклонениями).

В третьей части таблицы помещают справочные данные, в которые могут включаться делительный диаметр колеса, данные о сопрягаемом зубчатом колесе и прочие.

Методы контроля бокового зазора.

Методы контроля бокового зазора.

Пассивные методы:

а) набором щупов;

б) индикатором часового типа;

в) по замерам толщины свинцовой пластинки, прокатанной между зубьями.

Активные методы:

а) контроль смещения исходного контура от его номинального положения (тангенциальные зубомеры);

б) контроль длины общей нормали (нормалемеры, штангенциркули);

в) контроль толщины зуба по постоянной хорде или по хорде делительной окружности (штангензубомеры);

г) контроль размера б.з. по роликам (рычажные скобы, оптиметры).

Контроль смещения исходного контура.

Для создания в зубчатой передаче гарантированного зазора производят уменьшение толщины зуба по сравнению с расчетной теоретической толщиной. Это уменьшение создается путем радиального смещения исходного контура рейки зубонарезного инструмента.

Дополнительное смещение исходного контура от его номинального положения в тело зубчатого колеса нормируется в ГОСТе 1643-81 двумя величинами:

-наименьшим дополнительным смещением исходного контура (E_HS);

-допуском на смещение исходного контура (Т_Н).

Наименьшее дополнительное смещение исходного контура (E_HS) назначают в зависимости от степени точности по нормам плавности и вида сопряжения.

E_HS = f (m z степ. точн вида сопр.)

Допуск на смещение исходного контура (Т_Н) установлен в зависимости от допуска на радиальное биение (F_r), вида сопряжения, причем Т_НF_r; T_H = f (m z)

Контроль смещения исходного контура осуществляют с помощью тангенциального зубомера.

Контроль толщин зубьев по постоянной хорде.

ГОСТ 1643-91 взамен измерения дополнительного смещения исходного контура разрешает производить измерение толщины зуба по постоянной хорде.

Постоянной хордой называют отрезок прямой, соединяющий точки касания исходного контура с обоими профилями зуба в нормальном сечении.

Номинальная величина толщины зуба

где х – коэффициент коррегирования

 - угол исходного контура.

Для коррегирования колес S_c = 1,387 m

Высота от окружности выступов до постоянной хорды

где h_a – высота головки зуба (для нормальных колес h_a = m)

Для коррегирования колес h_c = 0,7476m

Предельные значения толщины зуба по постоянной хорде нормируют в ГОСТе: - наименьшим отклонением толщины зуба от номинальной (E_CS);

• допуском на толщину зуба (Т_с)

E_CS = f (вида сопряжения, степени точности по нормам плавности, делительного диаметра).

T_C = f (вида сопряжения, допуска на различное биение)

Контроль толщины зуба по постоянной хорде осуществляют с помощью штангензубомера .

Лекция № 12 « Взаимозаменяемость резьбовых соединений».

Метрическая цилиндрическая резьба применяется главным образом в качестве крепежной и раз­деляется на резьбу с крупным шагом диаметром 1...64 мм и резьбу с мелким шагом диаметром 1...600 мм.

При равных наружных диаметрах метрические резьбы с мелким шагом отличаются от резьб с крупным шагом меньшей высотой профиля и меньшим углом подъема резьбы. Поэтому резьбы с мелким шагом рекомендуется применять при малой длине свинчивания, на тонкостенных деталях, а также при переменной нагрузке, толчках и вибрациях. Резьбы с крупным шагом рекомендуется применять для соединения деталей, не подвергающихся таким нагрузкам, так как они менее на­дежны при переменной нагрузке и вибрациях и более склонны к самоотвинчиванию.

ГОСТ 9150-81 регламентирует основные параметры метрической резьбы

• наружный диаметр d (D);

• внутренний диаметр d₁ (D₁);

• средний диаметр d₂ (D₂);

• шаг резьбы Р;

• угол профиля ;

• высота исходного треугольника Н;

• рабочая высота профиля Н₁;

• длина свинчивания l.

Основные определения.

Резьба- один или несколько равномерно расположенных выступов резьбы постоянного сечения, образованных на боковой поверхности прямого кругового цилиндра или прямого кругового конуса.

Внутренняя резьба- резьба, образованная на внутренней прямой круговой цилиндрической или прямой круговой конической поверхности.

Правая резьба- резьба у которой выступ, вращаясь по часовой стрелке, удаляется вдоль оси от наблюдателя.

Примечание: деталь с правой резьбой ввинчивают или навинчивают при вращении по часовой стрелки.

Левая резьба- резьба у которой выступ, вращаясь против часовой стрелке, удаляется вдоль оси от наблюдателя.

Примечание:-деталь с левой резьбой ввинчивают или навинчивают при вращении против часовой стрелки.

Резьбовое соединение-соединение двух деталей с помощью резьбы, в которой одна из деталей имеет наружную резьбу, а другая - внутреннюю.

Наружный диаметр d и D (номинальный диаметр резьбы) - диаметр воображаемого цилиндра, описанного вокруг вершин наружной резьбы (болта) или по впадинам внутренней резьбы (гайки).

Внутренний диаметр d₁ и D₁ - диаметр воображаемого цилиндра, вписанного во впадины наружной резьбы (болта) или вершин внутренней цилиндрической резьбы (гайки).

Средний диаметр d₂ и D₂ - диаметр воображаемого цилиндра соосного с резьбой, каждая образующая которого пересекает профиль таким образом, что отрезок, образованный при пересечении с канавкой, равен половине номинального шага.

Угол профиля резьбы ά- угол между смежными боковыми сторонами резьбы в плоскости осевого сечения.

На рис.12.1. наглядно показана метрическая резьба.

рис.12.1. Метрическая резьба.

Метрическая резьба применяется в резьбовых соединениях и винтовых передачах, является основной крепежной резьбой. Характеризуется метрическая резьба диаметром винта в миллиметрах и шагом резьбы в миллиметрах. Это резьба однозаходная, преимущественно правая, с крупным или мелким шагом. Метрическая цилиндрическая резьба разделяется на резьбу с крупным шагом диаметром 1…64 мм и резьбу с мелким шагом диаметром 1…600 мм. За основную принята резьба с крупным шагом.

При равных наружных диаметрах метрические резьбы с мелким шагом отличаются от резьб с крупным шагом меньшей высотой профиля и меньшим углом подъема резьбы. Поэтому резьбы с мелким шагом рекомендуется применять при малой длине свинчивания, на тонкостенных деталях, а также при переменной нагрузке, толчках и вибрациях. Резьбы с крупным шагом рекомендуется применять для соединения деталей, не подвергающихся таким нагрузкам, так как они менее надежны при переменной нагрузке и вибрациях и более склонны к самоотвинчиванию.

Метрическую резьбу с крупным шагом обозначают буквой М и числом, выражающим номинальный диаметр в миллиметрах, например М20. Для мелкой метрической резьбы дополнительно указывают шаг, например М12х0.5.

Профилем метрической резьбы служит равносторонний треугольник с углом при вершине, равном 60°. Выступы и выпадины резьбы притуплены (рис. 2).

ГОСТ 9150-81 устанавливает номинальный профиль и размеры его элементов.

Значение основных параметров метрических резьб по ГОСТ 9150-81 приведены в табл.12.1..

Таблица 12.1.

Шаг резьбы Р ,мм	наружный диаметр d для резьб		средний диаметр d2, D2, мм	внутренний диаметр d1, D1, мм
	с крупным шагом, мм	с мелким шагом, мм
1.25	8	10	7.188 9.188	6.647 8.647
1.5	10	12 14 16	9.026 11.026 13.026 15.026	8.386 10.386 12.386 14.386
1.75	12	--------	10.863	10.106
2.5	18 20 22	--------	16.376 18.376 20.376	15.294 17.294 19.274
3.5	30 33	--------	27.727 30.727	26.211 29.211
4.5	42	--------	39.077	37.129

Предельные отклонения метрической резьбы. Посадки с зазором.

Резьбы при свинчивании контактируют только боковыми сторонами профиля, поэтому только сред­ний диаметр, шаг и угол профиля резьбы определяют характер сопряжения в резьбе. Для компен­сации накопленной погрешности шага и погрешности угла профиля производят смещение действительного среднего диаметра резьбы. Вследствие взаимосвязи между отклонения­ми шага, угла профиля и собственно среднего диаметра, допускаемые отклонения этих парамет­ров раздельно не нормируют. Устанавливают только суммарный допуск на средний диаметр болта T_d2 и гайки T_D2, который включает допускаемые отклонения собственно среднего диаметра и диа­метральные компенсации погрешности шага и угла профиля. Кроме этого, задается допуск на наружный диаметр болта d и внутренний диаметр у гайки D₁, т. е. на диаметры, которые формиру­ются перед нарезанием резьбы и при измерении готовых изделий наиболее доступны.

Поля допусков основного отбора метрической резьбы для посадок с зазором по ГОСТ 16093-2004 приведены в табл12.2.. Цифры обозначают степень точности, а буквы — основное отклонение.

Деталь	Класс точности	Поле допуска при длине свинчивания
		S — короткая	N — нормальная	L — длинная
Наружная резьба (болт)	Точный	-------	4h	-------
	Средний	5g6g	6h,6g,6f,6e	7g6g
	Грубый	------	8g	------
Внутренняя резьба (гайка)	Точный	4H	5H	6H
	Средний	5H	6H,6G	7H
	Грубый	------	7H	8H

Примечания:

• Для получения различных посадок можно применять любые сочетания полей допусков резьбы болтов и гаек.

• В обоснованных случаях допускается применять иные сочетания полей допусков, например: 4h6h, 5Н6Н.

• Поля допусков, заключенные в рамки, рекомендуются для предпочтительного применения.

• При длинах свинчивания S и L допускается применять поля допусков, установленные для длин свинчивания N.

• Наиболее распространенной посадкой для крепежных метрических резьб является - .

Поля допусков основного отбора метрической резьбы для посадок с зазором определяются по ГОСТ 16093-81

Цифры обозначают степень точности, а буквы - основное отклонение.

Длина свинчивания в силу конструктивных особенностей резьбовых соединений оказывает влияние на качество и характер сопряжения.

Установлено три группы длин свинчивания:

S – короткие: с длиной свинчивания менее 2.24 x Р x d0.2 .7

N – нормальные: с длиной свинчивания не менее 2.24 x Р x d0.2 и не более 66.7 xP xd0.2

L – длинные: с длиной свинчивания более 6.7xP xd0.2 - к группе L

Точные значения длин свинчивания установлены ГОСТ 16093-81

Класс точности - понятие условное (на чертежах указывают поля допусков); и его используют для сравнительной оценки точности резьбы.

Точный класс рекомендуется для ответственных резьбовых соединений.

Средний класс - для резьб общего назначения.

Грубый класс - для резьб, нарезаемых на горячекатаных заготовках, в длинных глухих отверстиях и т.п.

Геометрические размеры резьбы стандартизированы. ГОСТ 8724-81.

Устанавливается три ряда диаметров метрической резьбы, первой из которых предпочтительнее. В пределах каждого ряда предусмотрены резьбы с крупным и мелким шагом.

Например:

Для  14 мм стандарт предусматривает крупную резьбу с шагом

Р = 2 мм, пять мелких резьб с шагами Р = 1,5; 1,25; 1; 0,75; 0,5 мм.

В общем машиностроении в основном применяются резьбы с крупным шагом, как менее чувствительные к ошибкам изготовления.

Отклонения шага и угла профиля резьбы и их диаметральная компенсация.

Резьбовые соединения относят к сложным соединениям, т.к. на взаимозаменяемость влияет точность выполнения всех перечисленных выше параметров. При реальном выполнении резьбовых соединений основная посадка назначается по среднему диаметру (d₂ D₂), при этом независимо от этой посадки по наружному диаметру (d D) и внутреннему диаметру (d₁ D₁) предусмотрены гарантированные зазоры. По наружному диаметру за счет соответствующей посадки, а по внутреннему зазор определяется величиной (Н/4 – Н/6).

Погрешности шага и половины угла профиля компенсируются расширенными допусками на средний диаметр.

Рассмотрим один из случаев:

Резьба гайки идеальная, болт имеет только накопленную погрешность шага.

При равенстве средних диаметров гайки и болта свинчиваемость невозможна из – за наложения металла в заштрихованной области.

Чтобы компенсировать погрешность шага _h необходимо обеспечить условие .

Условие свинчиваемости

Поле допуска диаметра резьбы образуется сочетанием основного отклонения (буква) с допуском по принятой степени точности (цифра): 6H, 6g, 6h.

Поле допуска резьбы образуется сочетанием поля допуска среднего диаметра с полем допуска внутреннего диаметра (для гаек) и наружного диаметра (для болтов): 5H6H 7g6g.

Установлены 3 группы длин свинчивания:

S – малая (короткая);

N – нормальная;

L – большая (длинная).

Для образования посадок с зазором рекомендуются следующие поля допусков: если обозначение поля допуска среднего диаметра совпадает с полем допуска наружного или внутреннего диаметра принимают сокращенную запись: 6g6g = 6g, 6H6H = 6H.

На чертежах поле допуска резьбы указывают после обозначения размера резьбы (ГОСТ 8724-81):

Болт М24 – 6g; гайка М24 – 6H.(при длине свинчиваемости N)

Если длина свинчиваемости отличается от нормальной:

Болт М24 – 6g – 40.

На сборочных чертежах посадки резьбовых соединений обозначают дробью

М24 ;М12

Метрические резьбы с натягами и переходными посадками предназначены для резьбовых соединений, образованных ввертыванием стальных шпилек в резьбовые отверстия, т.е. для крепежных соединений, работающих в условиях сотрясений, вибраций, переменного температурного режима, а также для обеспечения неподвижности резьбовых соединений при эксплуатации или центрирования деталей по резьбе. Переходные посадки более технологичны, чем посадки с натягом для которых применяют селективную сборку.

Лекция № 13 «Взаимозаменяемость шпоночных и шлицевых соединений»

Шпоночные и шлицевые соединения предназначаются для передачи крутящего момента. С их помощью закрепляют на валах шкивы, шестерни, муфты, вентиляторы и другие детали.

Наиболее распространены призматические шпонки (рис. 13.1., а), устанавливаемые в пазы валов с натягом по боковым граням. Для облегчения монтажа охватывающей детали на вал между верхней гранью шпонки и дном канавки в детали оставляют зазор. Когда деталь должна в процессе работы свободно перемещаться в осевом направлении, в соединении между шпонкой и боковыми гранями детали оставляют зазоры, а шпонку прикрепляют к валу винтами.

Сегментные шпонки (рис. 13.1., б) имеют небольшую длину, поэтому их применяют в малонагруженных соединениях. По сравнению с призматическими шпонками они имеют некоторые технологические преимущества: пазы в валах прорезают дисковыми фрезами, имеющими высокую производительность, крепление шпонок на валу получается устойчивее вследствие большей глубины врезания. Демонтаж шпонок несложен и осуществляется легким ударом по концу шпонки.

Шпоночные соединения на большие крутящие моменты приходится выполнять со шпонками большого сечения, а пазы в валах с большой глубиной, что снижает их прочность.

В шлицевых соединениях (рис. 13.1., в) усилие воспринимается большим числом выступов, что позволяет при значительных моментах ограничиться выступами небольшой высоты. Современные методы обработки шлицевых деталей обеспечивают высокую точность и их взаимозаменяемость. Применяют шлицевые соединения прямоугольные, треугольные и эвольвентные. В зависимости от используемой посадки шлицевые соединения разделяют на подвижные, легкоразъемные и тугоразъемные.

рис. 13.1.. Соединения:а — с призматической шпонкой, б — с сегментной шпонкой, в — с прямоугольными шлицами

Перед сборкой шлицевого соединения осматривают состояние шлицев обеих деталей. Даже незначительные забоины, задиры и заусенцы на шлицах не допускаются. В тугоразъемных соединениях охватывающую деталь насаживают на прессе или специальном приспособлении. Применять молоток не следует, так как при ударах возможен перекос детали и задиры на шлицах. При очень тугих посадках охватывающую деталь перед насадкой нагревают, а после монтажа и охлаждения проверяют точность сборки. Неподвижные шлицевые соединения после сборки проверяют на радиальное и торцовое биения.