4.2 Шлицевые соединения
4.2.1 Назначение, краткая характеристика и классификация шлицевых соединений
Шлицевые соединения предназначены для передачи больших крутящих моментов, они имеют большую усталостную прочность, высокую точность центрирования и направления. Достигается это высокой точностью размером формы и расположения зубьев (шлицев) по окружности.
В зависимости от профиля зубьев шлицевые соединения делятся на прямобочные, эвольвентные и треугольные. Наибольшее распространение получили шлицевые соединения с прямобочным профилем зуба (рисунок 4.8), имеющие четное число зубьев (6, 8, 10, 16, 20). Выполняются прямобочные шлицевые соединения по ГОСТ 1139, в котором устанавливается три градации высоты чисел зубьев для одного и того же диаметра. В соответствии с этим соединения делятся на легкую, среднюю и тяжелую серии (таблица 4.3). Выбор серии зависит от величины передаваемой нагрузки.
Рисунок 4.8 – Основные элементы шлицевого соединения с прямобочным профилем зуба: а – сечение втулки; б – сечение вала
Шлицевые соединения с эвольвентным профилем зуба (ГОСТ 6033) стандартизированы для модулей т = 0,5... 10 мм, для диаметров 4...500 мм и чисел зубьев z = 6.. .82. Угол профиля зуба α =30°.
Шлицевые соединения с эвольвентным профилем зубьев по сравнению с прямобочными передают большие крутящие моменты, имеют меньшую (на 10...40 %) концентрацию напряжений у основания зубьев, повышенную Циклическую прочность и долговечность, обеспечивают лучшее центрирование и направление деталей, просты в изготовлении, так как их можно фрезеровать методом обкатки. Шлицевые соединения с эвольвентным профилем зубьев широко применяются в автомобилестроении. Пример обозначения при центрировании по боковым сторонам зубьев: 50×2×9H/9g ГОСТ 6033 указывает, что номинальный диаметр равен 50 мм, модуль т = 2 мм, посадка по боковым сторонам зубьев 9H/9g.
Шлицевые соединения с треугольным профилем не стандартизированы, они имеют мелкие зубья. Угол профиля характеризуется углом впадины на валу 2β. Основными параметрами соединений этого типа являются: т = 0,3...0,8 мм; z = 15...70; 2β = 90° или 72°.
Шлицевые соединения с треугольным профилем применяются чаще всего вместо посадок с натягом, когда последние нежелательны, а также при тонкостенных втулках для передачи небольших крутящих моментов.
Таблица 4.3 – Основные размеры по ГОСТ 1139 прямобочных шлицевых соединений, мм
|
Z×d×D |
b |
d1 |
R |
Z×d×D |
b |
d1 |
R |
Z×d×D |
b |
d1 |
R | |||
|
Легкая серия |
Средняя серия |
Тяжелая серия | ||||||||||||
|
6×23×26 |
6 |
22,1 |
0,2 |
6×11×14 |
3,0 |
9,9 |
0,2 |
10×16×20 |
2,5 |
14,1 |
0.2 | |||
|
6×26×30 |
6 |
24,6 |
" |
6×13×16 |
3,5 |
12,0 |
" |
10×18×23 |
3,0 |
15,6 |
" | |||
|
6×28×32 |
7 |
26,7 |
" |
6×16×20 |
4,0 |
14,5 |
" |
10×21×26 |
3,0 |
18,5 |
" | |||
|
8×32×36 |
6 |
30,4 |
0,3 |
6×18×22 |
5,0 |
16,7 |
" |
10×23×29 |
4,0 |
20,3 |
" | |||
|
8×36×40 |
7 |
34,5 |
" |
6×21×25 |
5,0 |
19.5 |
" |
10×26×32 |
4,0 |
23,0 |
0,3 | |||
|
8×42×46 |
8 |
40,4 |
" |
6×23×28 |
6,0 |
21.3 |
" |
10×28×35 |
4,0 |
24,4 |
" | |||
|
8×46×50 |
9 |
44,6 |
" |
6×26×32 |
6,0 |
23,4 |
0,3 |
10×32×40 |
5,0 |
28,0 |
" | |||
|
8×52×58 |
10 |
49,7 |
0,5 |
6×28×34 |
7,0 |
25.9 |
" |
10×36×45 |
5,0 |
31,3 |
" | |||
|
8×56×62 |
10 |
53,6 |
" |
8×32×38 |
6,0 |
29,4 |
" |
10×42×52 |
6,0 |
36,9 |
" | |||
|
8×62×68 |
12 |
59,8 |
" |
8×36×42 |
7,0 |
33,5 |
" |
10×46×56 |
7,0 |
40,9 |
0,5 | |||
|
10×72×78 |
12 |
69.6 |
" |
8×42×48 |
8,0 |
39.5 |
|
16×52×60 |
6,0 |
47,0 |
" | |||
|
10×82×88 |
12 |
79,3 |
" |
8×46×54 |
9,0 |
42,7 |
0.5 |
16×56×65 |
5,0 |
50,6 |
" | |||
|
10×92×98 |
14 |
89,4 |
" |
8×52×60 |
10,0 |
48,7 |
" |
16×62×72 |
6,0 |
56,1 |
" | |||
|
10×102×108 |
16 |
99,9 |
" |
8×56×65 |
10,0 |
52,2 |
" |
16×72×82 |
7,0 |
65,9 |
" | |||
|
10×112×120 |
18 |
108,8 |
" |
8×62×72 |
12,0 |
57.8 |
" |
20×82×92 |
6,0 |
75,6 |
" | |||
|
|
|
|
|
10×72×82 |
12,0 |
67,4 |
" |
20×92×102 |
7,0 |
85,5 |
" | |||
|
|
|
|
|
10×82×92 |
12,0 |
77,1 |
|
20×102×115 |
8,0 |
94,0 |
" | |||
|
|
|
|
|
10×92×102 |
14,0 |
87,3 |
|
20×112×125 |
9,0 |
104,0 |
| |||
|
|
|
|
|
10×102×112 |
16,0 |
97,7 |
" |
|
|
|
" | |||
|
|
|
|
|
10×112×125 |
18,0 |
106,3 |
" |
|
|
|
" | |||
|
Примечание: Размер R соответствует максимальному значению | ||||||||||||||
Выбор типа шлицевых соединений связан с их конструктивными и технологическими особенностями. Для точных соединений, которые предназначены для передачи значительных крутящих моментов и имеют реверсивное движение, целесообразнее применять соединения с эвольвентным профилем при центрировании по боковым сторонам зубьев.
В настоящем пособии рассматриваются только шлицевые соединения с прямобочными шлицами.