10.4. Нормирование точности эвольвентных шлицевых соединений

обозначение на чертежах

В эвольвентных шлицевых соединениях, в отличие от прямобочных боковая поверхность зубьев и впадин имеет, так же, как и у зубчатых колес, форму эвольвенты.

Эти соединения предпочтительнее прямобочных, благодаря ряду преимуществ:

а) технологичности, так как для обработки зубьев на шлицевых эвольвентных валах можно применять высокопроизводительные и точные методы обработки зубчатых поверхностей зубчатых колес: фрезерование, шлифование, шевингование и др. Зубообрабатывающим инструментом одного модуля, например, червячной фрезой можно обрабатывать все шлицевые валы данного модуля;

б) большей прочности зубьев, так как их толщина постепенно увеличивается у основания, количество зубьев больше, а концентраторов напряжений – острых углов у основания меньше, что позволяет передавать большие крутящие моменты;

в) более точному центрированию и установкой под нагрузкой.

Однако, из-за более сложной конструкции втулок, для изготовления эвольвентных шлицев необходимы более дорогие протяжки и контрольные калибры.

В отличие от зубчатых колес, имеющих, в основном, угол профиля 20, угол профиля эвольвентных шлицев принят равным 30, что позволяет повысить прочность зуба за счет более толстого основания.

Так же, как и в прямобочных соединениях, в эвольвентных соединениях применяются три способа центрирования: по боковым поверхностям зубьев (рис. 137а), по наружному (рис. 137б) и внутреннему диаметрам, последний способ не рекомендуется.

К основным параметрам эвольвентных шлицевых соединений относятся:

D – наружный диаметр зубьев;

m – модуль;

z – число зубьев;

 – угол профиля;

d– диаметр делительной окружности;

D_a– диаметр окружности вершин зубьев втулки;

D_f– диаметр окружности впадин втулки;

d_a– диаметр окружности вершин зубьев вала;

d_f – диаметр окружности впадин вала.

Большинство остальных параметров в соответствии с ГОСТ 6033-80^* вычисляются по формулам зависимостей, приведенным в табл. 60.

Рис. 137. Виды центрирования эвольвентных шлицевых соединений

Таблица 60

Обозначения и формулы зависимостей геометрических параметров

шлицевых эвольвентных соединений

Параметр	Обозначение	Зависимость
1	2	3
Диаметр делительной окружности	d	d = mz
Делительный окружный шаг	p	p = m
Номинальная делительная окружная толщина зуба вала (впадины втулки)	s(e)
Смещение исходного контура	xm
Номинальный диаметр окружности впадин втулки	Df	Df = D
Номинальный диаметр окружности вершин зубьев втулки	Da	Da = D – 2m
Номинальный диаметр окружности впадин вала	df	dfmax = D – 2,2m
Номинальный диаметр окружности вершин зубьев вала при центрировании по боковым поверхностям зубьев при центрировании по наружному диаметру	da	da = D – 0,2m da = D

При назначении посадок по наружному, внутреннему диаметрам и боковым сторонам зубьев применяют систему отверстия. Таким образом основными являются поля допусков параметров втулки, а посадки получают путем выбора нужных полей допусков валов. По боковым поверхностям зубьев посадки создают при всех способах центрирования.

Допуски и посадки при центрировании по боковым поверхностям зубьев. Это основной способ центрирования эвольвентных шлицевых соединений, обеспечиваемый в первую очередь точностью ширины впадин втулки «e» и толщины вала «S», которые измеряют по дуге делительной окружности «d».

На рис. 138 приводятся схемы расположения полей допусков ширины шлицевой впадины втулки и толщины зуба вала.

Рис. 138. Поля допусков ширины впадины втулки и толщины зуба вала

На ширину впадины втулки еи толщину зубаSстандартом установлены следующие степени точности:

ширина впадины втулки 5, 6, 7, 9, 11;

толщина зуба вала 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11.

В обозначении поля допуска ширины впадины втулки и толщины зуба вала вначале указывается степень точности, а затем основное отклонение, например: 9Н, 9k.

Основные отклонения обозначаются буквами латинского алфавита: строчными валы, прописными впадины втулки.

Ширина впадины втулки – Н;

толщина зуба вала – a,c,d,f,g,h,k,h,p,r.

Схема расположения полей допусков при центрировании по боковым поверхностям зуба приводятся на рис. 139.

Рис. 139. Схема расположения полей допусков при центрировании

по боковым поверхностям зубьев

Особенностью построения системы допусков на боковые поверхности зубьев является введение двух видов допусков на ширину впадин и толщину зуба (рис. 138):

а) Т_е(Т_s) – допуск собственно ширины впадины втулки (толщины зуба вала), контролируемый без использования калибров;

б) Т – суммарный допуск, включающий отклонения формы и расположения элементов профиля впадины (зуба), контролируемый комплексным калибром.

Поля допусков ширины впадины втулки е и толщины зуба вала S указаны в табл. 61.

Допуски ширины впадины втулки и толщины зуба вала, а также рекомендуемые предельные значения радиального биения F_r приведены в табл. 29. приложения.

В табл. 30 приложения приведены основные отклонения толщины зуба вала.

Таблица 61

Поля допусков ширины впадины втулки S и толщины зуба вала е

Степень точности	Втулка	Вал
	Основное отклонение
	H	r	p	n	k	h	g	f	d	c	a
7	7H			7n		7h		7f
8			8p		8k			8f
9	9H	9r				9h	9g		9d
10									10d
11	11H									11c	11a
Примечание: Поля допусков, заключенные в рамки, являются предпочтительными для посадок с зазором

Посадки эвольвентных шлицевых соединений образуются по обычным правилам, т. е. в числителе указывается поле допуска отверстия, а в знаменателе вала, например, 9H/9q.

Допуски и посадки при центрировании по наружному диаметру D (D_a, d_f) выбираются из табл. 62. Одновременно представляются повышенные требования к точности ширины впадин втулки (е) и толщины зуба (S). Поля допусков центрирующих элементов приведены на рис. 140.

Таблица 62

Посадки шлицевых соединений с эвольвентным профилем зуба

Центрирую- щий элемент	Вид сопряжения	Посадки
		по S(e)	по D (da, Df)	по d (Da, df)
s(e)	Подвижное	;
	Неподвижное	;
D	Подвижное	;	;
	Неподвижное	;	;
d	Подвижное	;		;
	Неподвижное	;		;
Примечание: Кроме указанных посадок могут применяться и другие

Рис. 140. Схема расположения полей допусков при центрировании

по наружному диаметру

При центрировании по наружному диаметру поля допусков 9hи 9gявляются предпочтительными.

Допуски и посадки при центрировании по внутреннему диаметру d (D_a и d_f) выбираются из табл. 62. Этот способ имеет ограниченное применение.

Условное обозначение шлицевых эвольвентных соединений включает: номинальный диаметр D, модуль m, обозначение посадки (полей допусков вала и отверстия) и номер стандарта.

Пример обозначения подвижного шлицевого соединения с центрированием по D наружного диаметра (d_a, D_f): D = 65 мм; m = 3 мм; посадки по центрирующему диаметру D – и по боковым поверхностямs(е) – :

ГОСТ 6033-80^*

обозначение втулки этого соединения

ГОСТ 6033-80^*

обозначение вала

ГОСТ 6033-80^*.

Пример обозначения неподвижного шлицевого соединения с центрированием по внутреннему диаметру d (D_a, d_f): D = 45 мм; m = 1,25, посадка по центрирующему диаметру и боковым поверхностямs(e) – :

ГОСТ 6033-80^*

обозначение втулки этого соединения

ГОСТ 6033-80^*

обозначение вала

ГОСТ 6033-80^*.

Из приведенных примеров видно, что в условном обозначении указываются поле допуска или посадка по центрирующему элементу и боковым поверхностям зубьев, а по нецентрирующим элементам не указывается, даже если они нормированы.

Таблица 63

Поля допусков нецентрирующих диаметров шлицевого соединения

Вид центрирования	Нецентрирующий диаметр	Поле допуска
По боковым сторонам	Df = D	Dfmin = D
	Da	H11
	da = D	d9, h11, h12
	df	dfmax = D – 2,2m
По наружному диаметру	Da	H11
	df	dfmax = D – 2,2m