10.3. Нормирование точности прямобочных шлицевых соединений.
Обозначение на чертежах
В отличие от шпоночных соединений шлицевые соединения имеют большую точность центрирования, передают большие крутящие моменты и имеют большее сопротивление усталости.
Шлицевые соединения с прямобочным профилем наиболее распространены и применяются для подвижных (с зазором) и неподвижных (с натягом) соединений.
К основным параметрам этих соединений (рис. 133) относятся:
D – наружный диаметр;
d – внутренний диаметр;
b – ширина зубьев;
z – число зубьев.
В зависимости от значения передаваемого крутящего момента (ГОСТ 1139-80*) установлены три типа соединений: легкой, средней и тяжелой серии, которые отличаются, в основном, разными значениями основных параметров.
В каждой серии ограничено число типоразмеров шлицевых соединений, т. к. для получения шлицевых пазов во втулках применяется дорогой специальный инструмент протяжка. Например, в тяжелой серии дано 18 типоразмеров с размерами zdD от 101620 до 20112125 при ширине зубьев «b» от 2,5 до 9,0 мм.
Для обеспечения необходимой соосности поверхностей вала и втулки в шлицевых соединениях с прямобочным профилем применяют три способа их относительного центрирования:
– по наружному диаметру D (рис. 134а);
– по внутреннему диаметру d (рис. 134б);
– по боковым сторонам зубьев b (рис. 134в).
Рис. 133. Основные параметры шлицевых соединений общего назначения
с прямобочным профилем зубьев
В шлицевом соединении с прямобочным профилем посадка осуществляется одновременно по трем поверхностям: наружной и внутренней цилиндрической, а также плоским боковым сторонам зубьев. Центрирование по одному из трех способов будет осуществляться только тогда, когда зазоры (или натяги) по центрирующим поверхностям будут наименьшими.
Центрирование по D применяется при повышенных требованиях к соосности элементов соединения, для передачи наибольших крутящих моментов. Твердость втулки, в этом случае, должна быть невысокой и допускать обработку чистовой протяжкой, а вал обрабатываться фрезерованием и шлифоваться по наружному диаметру D. Это наиболее простой и экономичный способ центрирования, применяемый как для неподвижных, так и подвижных соединений. Поля допусков посадок элементов шлицевого соединения при центрировании по наружному диаметру приведены в табл. 55.
а)
б) в)
Рис. 134. Центрирование прямобочных шлицевых соединений по наружному диаметру (а), по внутреннему диаметру (б) и по боковым сторонам зубьев (в)
Центрирование по d применяется в тех же случаях, что первый способ, но вал и втулка имеют большую твердость, что не позволяет обработать шлицевое отверстие протягиванием. При этом точность внутреннего диаметра d у вала и отверстия обеспечивается шлифованием. Это наиболее дорогой способ центрирования. Поля допусков посадок при центрировании по внутреннему диаметру приведены в табл. 56.
Центрирование по «b» применяется в тех случаях, когда нужно передавать значительные крутящие моменты, особенно с реверсированием. Этот способ обеспечивает наименьшую точность центрирования, поэтому он применяется реже предыдущих способов. Поля допусков посадок при центрировании по боковым сторонам приведены в табл. 57.
В зависимости от вида сопряжения (подвижное или неподвижное), вида центрирования и других условий работы по ГОСТ 1139-80* установлены поля допусков и посадки цилиндрических прямобочных соединений.
В табл. 58 приведены рекомендуемые посадки для размеров элементов прямобочного шлицевого соединения D, d и b.
Таблица 55
Посадки шлицев при центрировании по наружному диаметру
|
Вид соединения |
Поля допусков | ||||||||||
|
Подвижное соединение |
Неподвижное соединение | ||||||||||
|
Посадка |
D |
Втулка |
H8 |
H7 |
H7 | ||||||
|
Вал |
e8 |
f7 |
g6 |
h7 |
js6 |
n6 | |||||
|
b |
Втулка |
F8 |
D9; F8 |
F8 |
D9 |
D9; F8 |
F8 |
D9; F8 |
D9; F8 |
D9; F8 | |
|
Вал |
e8 |
e8; d9; h9 |
f7; f8; h8 |
f7; h8; h9 |
f7; h9 |
h8; |
f7; |
h8; js7 |
h8; js7 | ||
|
Примечания:
| |||||||||||
Таблица 56
Посадки шлицев при центрировании по внутреннему диаметру
|
Вид соединения |
Поля допусков | ||||||||||||||
|
Подвижное соединение |
Неподвижное соединение | ||||||||||||||
|
Посадка |
d |
Втулка |
H8 |
H7 |
H7 | ||||||||||
|
Вал |
e8 |
f7 |
g6 |
h7 |
h7 |
js6; js7 |
n6 | ||||||||
|
b |
Втулка |
D9; F10 |
D9; F10 |
D9 |
F8 |
D9; F10 |
F8 |
D9; F10 |
H8 |
F8; F10 |
D9 |
H8 |
F8; F10 |
H8 | |
|
Вал |
e8; e9 |
f9; e8 |
h9 |
f8; f7; h7 |
f8; h9 |
f7; h7 |
f8; h9 |
h7; h8 |
h7; js7; k7 |
k7 |
js7 |
h7; js7 |
js7 | ||
|
Примечания:
| |||||||||||||||
Таблица 57
Посадки шлицев при центрировании по боковым сторонам зубьев
|
Вид соединения |
Поля допусков | |||||
|
Подвижное соединение |
Неподвижное соединение | |||||
|
Посадка |
b |
Втулка |
D9; F8; F10 |
D9; F8; F10 |
D9; F8 |
D9; F10 |
|
Вал |
e8; f8; d9; h9 |
d9; f8; h9; e9 |
js7 |
k7 | ||
|
Примечание: Поле e9 рекомендуется применять для незакаленных валов. | ||||||
Таблица 58
Посадки шлицевых соединений с прямобочным профилем зуба
|
Центрирую- щий элемент |
Вид сопряжения |
Посадки | ||
|
по d |
по D |
по b | ||
|
D |
Подвижное |
– |
,
|
,
|
|
Неподвижное |
– |
|
| |
|
d |
Подвижное |
|
|
|
|
Неподвижное |
|
| ||
|
b |
Подвижное |
– |
|
|
|
Неподвижное |
– |
,
| ||
|
Примечания: 1. Кроме указанных посадок допускаются и другие см. ГОСТ 1139-80*. 2. Посадки, заключенные в рамку, являются предпочтительными. | ||||
Посадки с натягом отсутствуют из-за сложного контура шлицевых изделий, затрудняющих их собираемость, а неподвижные соединения получают за счет переходных посадок или посадок с зазором с Smin = 0.
Так же как и при назначении посадок гладких соединений у большинства посадок шлицевых прямобочных соединений квалитет отверстия на единицу больше, чем вала, что обусловлено большими затратами на его изготовление.
Посадки с увеличенными зазорами применяются с увеличением длины и частоты перемещений вала и втулки.
В зависимости от вида центрирования предусматривается три вида исполнения шлицевых валов А, В и С на рис 135 а, б и в соответственно. Шлицевые валы в исполнении А и С изготавливаются при центрировании по внутреннему диаметру, а в исполнении В – при центрировании по наружному диаметру и боковым сторонам.
а) б) в)
Рис. 135. Виды исполнения шлицевых валов
У прямобочных шлицевых соединений нормируется только одно отклонение взаимного расположения поверхностей элементов – задается допуск симметричности шлица относительно оси, величина которого приводится в табл. 59.
Таблица 59
Допуск симметричности в диаметральном выражении по отношению к оси симметрии центрирующего элемента
-
b, мм
2,5; 3
3,5; 4; 5; 6
7; 8; 9; 10
12; 14; 16; 18
Допуск симметричности, мм
0,01
0,012
0,015
0,018
Условные обозначения шлицевых прямобочных соединений (рис. 136) и их деталей включают букву, обозначающую центрирующий элемент (D, d или b), число шлицев, номинальные значения размеров d, D и b и после каждого номинального размера поле допуска или посадку.
Пример обозначения неподвижного шлицевого соединения с центрированием по внутреннему диаметру d:
d
–
;
обозначение втулки:
d
–
;
обозначение вала:
d
–
.
При центрировании по наружному диаметру:
D
–
.
При центрировании по боковым сторонам:
b
–
;
обозначение втулки этого соединения:
b
–
;
обозначение вала:
b
–
.
При обозначении на чертеже параметры шлицов проставляются на полке, стрелка от которой указывает на шлицы, как показано на рис. 136.
Рис. 136. Пример обозначения шлицов на чертеже:
а) – шлицевого вала; б) – шлицевого отверстия