2.Зубчатые (шлицевые) соединения

Шлицевое соединение конструктивно подобно многошпоночным и образу­ется наружными зубьями на валу и впадинами в отверстии ступицы (зубчатого колеса, шкива, блока шестерен и др.). Рабочими поверхностями явля­ются боковые стороны зубьев. Зубчатые соединения служат для передачи вращающего момента и в ряде конструкций для перемещения деталей вдоль вала: перемещение блока шестерен коробок передач станков, авто­мобилей, в редукторах авиационных конструкций и т. п.

Зубья на валах получают на шлицефрезерном станке методом обкатки, в ступицах — протягиванием на протяжных станках Отделочной операци­ей является шлифование.

Достоинства шлицевых соединений:

высокая несущая способность:

лучшее центрирование соединяемых деталей;

при осевом перемещении деталей более точное направление;

большая усталостная прочность (концентрации напряжений изгиба меньше);

Основным недостатком шлицевых соединений является сложность техно­логии производства и, следовательно, высокая стоимость. Рекомендации по конструированию шлицевых соединений:

Рисунок 4.1.1

1. Для подвижных соединений рабочую длину ступицы принимать не менее диамет­ра вала (рис. 4.1.1). При коротких ступицах возможно защемление от перекоса и пере­мещении вдоль вала.

2. Для облегчения входа протяжки, сбор­ки соединения в отверстии предусматривают заходные фаски.

3. Для уменьшения изнашивания следует уменьшать зазоры в соединении, повышать точность изготовления и твердость поверх­ности (рабочей) зубьев.

Разновидности шлицевых соединений. Шлицевые соединения могут быть подвижными или неподвижными (установленные детали закреплении на валу).

Стандартом предусмотрены три серии соединений: легкая, средняя и тяжелая. Отличаются они высотой шлицев и числом зубьев ( z = 6...20).

Рисунок 4.1.2 – Соединение с прямобочными шлицами

а — центрирование по боковым граням; б — центрирование по наружному диаметру D; в – центрирование по внутреннему диаметру d.

По форме профиля различают зубья:

прямобочные;

эвольвентные;

треугольные (не стандартизированы).

Наиболее распространены соединения прямобочными шлицами. Их применяют для посадки подвижных и неподвижных деталей.

Соединения с прямобочными шлицами выполняют с различным центрированием (рис. 4.1.3, табл. 1.9).

Центрирование по D и d обеспечивает высокую точность вала и ступицы.

Центрирование по боковым граням обеспечивает более равномерное рас­пределение нагрузки на зубья, применяют для валов диаметром до 125 мм.

Более совершенны эвольвентные шлипы с углом профиля 30°. Размеры установлены ГОСТ 6033—80 (рис. 4.1.4, табл. 1.10).

Эвольвентные шлицевые соединения по сравнению с прямобочными более технологичны, т. к. шлицевые валы можно нарезать червячными фрезами с прямолинейным профилем, а ступицы нарезать на зубодолбежных станках. Обладают большей нагрузочной способностью.

Рисунок 4.1.4 – Эвольвентные шлицевые соединения

а - центрирование по боковым граням; б – по наружному диаметру