13.1. Шлицевые соединения.

Шлицевое соединение – вид соединения валов со втулками по поверхностям сложного профиля с продольными выступами (шлицами) и впадинами. Обычно шлицевые соединения используют для передачи крутящих моментов в соединениях вала с зубчатым колесом (блоком зубчатых колес), со шкивом, полумуфтой или другой деталью. Как правило, это подвижные соединения, в которых втулка может перемещаться в осевом направлении, а шлицевые поверхности используют как направляющие для продольного перемещения деталей. Однако возможно и применение неподвижных шлицевых соединений.

На уровне межгосударственных стандартов стандартизованы элементы деталей и соединений с прямобочной (ГОСТ 1139-80 «Соединения шлицевые прямобочные. Размеры и допуски») и эвольвентной (ГОСТ 6033-80 «Соединения шлицевые эвольвентные с углом профиля 30°. Размеры, допуски и измеряемые величины») формой профиля зубьев. Наиболее широко распространены прямобочные шлицевые соединения с четным числом шлиц.

В шлицевых соединениях посадки могут осуществляться по трем поверхностям: по наружной цилиндрической поверхности (размер D), внутренней цилиндрической поверхности (размер d) и по боковым поверхностям впадин втулки и шлиц вала (размер b). При одновременном сопряжении по трем поверхностям нужны очень высокие требования к точности всех элементов по размерам, форме и расположению, которые могут рассматриваться как функционально неоправданные. Поэтому для любого шлицевого соединения введены «центрирующие» и «нецентрирующие» поверхности (понятия отражают степень участия поверхностей в обеспечении взаимного расположения сопрягаемых деталей). По нецентрирующим элементам назначают грубые посадки с большими зазорами или обеспечивают зазор по номиналу, что существенно удешевляет соединение без потерь функциональной точности.

Шлицевые соединения обладают значительными преимуществами по сравнению со шпоночными:

-меньшее число деталей в соединении;

-большая нагрузочная способность за счет большей площади контакта рабочих поверхностей ступицы и вала;

-лучшее центрирование соединяемых деталей;

-высокая надежность при динамических и реверсивных нагрузках.

Недостаток:

-высокая трудоемкость и стоимость изготовления.

Основные типы шлицевых соединений:

а) прямобочные;

б) эвольвентные;

в) треугольные

Посадки шлицевых соединений назначают в системе отверстия по центрирующей цилиндрической поверхности и по боковым поверхностям впадин втулок и зубьев вала (т.е. по d и b, или D и b, или только b). Допуски и основные отклонения размеров D, d и b шлицевого соединения назначают по ГОСТ 25346-82.

Поля допусков в ГОСТ 1139-80.

Посадки назначают в зависимости от способа центрирования:

- для d;

- для b;

- для D – дают соединения с зазором

- для d и D – дают соединения с переходными посадками.

Обозначение шлицевых соединений валов и втулок.

Z = 8

d = 36 мм

D = 40 мм

b = 7 мм

Центрирование по d

Посадка по диаметру центрирования по b :

Шлицевые соединения контролируют комплексными проходными калибрами и поэлементными непроходными калибрами.

Технические условия на шлицевые соединения в металлорежущих станках описаны в табл.13.1.

Табл.13.1.

Контролируемый параметр	Допустимое отклонение, м	Метод контроля
Равномерность ширины шлица	0,02	Замерить размер в нескольких местах
Биение центрирующих поверхностей вала относительно опорных шеек	0,02 - для зубчатых колес до 7-й степени точности; 0,04 - для зубчатых колес свыше 7-й степени точности	Уложить вал опорными шейками в призмы; поворачивая вал, определить с помощью индикатора биение по окружности наружного или внутреннего диаметра на обоих концах вала
Параллельность боковых поверхностей шлицев осевой плоскости вала	0,02 на 100 мм длины	Установить вал в центрах. Перемещая индикатор вдоль оси вала, определить отклонение от параллельности боковых поверхностей шлицев
Угловое качание детали на валу	0,02 на радиус 50 мм	Установить вал в центрах. Покачивая деталь в соответствующем направлении, индикатором замерить угловое или боковое качание детали
Боковое качание детали на валу	0,05 на радиус 50 мм
Равномерность шага шлицев	0,02	Установить вал в центрах делительного приспособления; поворачивая вал на нужный угол 360°/z, проверить индикатором положение шлица