Допуски и посадки 2011 Рязань

АВтулка

Рисунок 6.2 – Шпоночное соединение с сегментными шпонками

Размеры сегментных шпонок устанавливает ГОСТ 24071 (b х h х D) –

от 1х1,4х1 до 10х13х32. У этих шпонок нормируется диаметр окружности D, из которой вырезается сегмент, а не длина шпонки.

Условное обозначение сегментных шпонок состоит из номинальных раз-

меров шпонки b x h и номера стандарта. Например, обозначение шпонки нормальной формы исечением b x h = 5 х 6,5 мм: Шпонка 5 х 6,5 ГОСТ24071-80.

По ГОСТ 24071 для сегментных шпонок установлено только два вида со-

единения: нормальное и плотное с такими же полями допусков ширины шпонки (h9), паза вала (N9 – нормальное, P9 – плотное) и втулки (Js9 – нормальное, P9 – плотное), как и в соединениях с призматическими шпонками. Для термообработанных деталей допускается применять поля допусков на ширину пазов вала

H11 и втулки D10.

Диаметр D исходного контура шпонки выполняется с предельными отклонениями по h12, а предельные отклонения диаметра D паза вала соответствуют полю допуска H14 - H15.

Предельные отклонения на глубину паза вала t1 (предпочтительно) или на размер (d – t1) и на глубину паза втулки t2 или на размер (d + t2) зависят от размеров высоты шпонки h и должны соответствовать значениям, указанным в следующей таблице.

Предельные отклонения глубины паза (по ГОСТ 24071)

121

6.6 Зависимость параметров шероховатости поверхности

от допуска размера (по ГОСТ 23360)

6.7 Основные размеры соединений с сегментными шпонками, мм

(по ГОСТ 24071)

*Назначение I предусматривает случай передачи шпонкой крутящего момента, назначение II – когда шпонка используется только для фиксации.

124

6.9 Пример обозначения на чертежах посадок шпоночного соединения и полей допусков его деталей

Js9 ±0,015

5 h9 ( -0,030 )

Соединение

5 N9(-0,030)

h9 -0,030

H6 +0,011

Ç16k6( +0,012 )

+0,001

5 Js9 (±0,015)

7 Шлицевые соединения

7.1 Основные положения

Шлицевое соединение – разъемное соединение вала с отверстием (втулкой) без применения вспомогательной детали (шпонки) при помощи зубьев (шлицев) и впадин (пазов), входящих друг в друга, как это представлено на рисунке 7.1.

Рисунок 7.1 – Прямобочное шлицевое соединение и способы центрирования: а – по наружному диаметру D; б – по внутреннему диаметру d;

в – по боковым сторонам шлицев b

Шлицевое соединение, в принципе, можно представить себе как многошпоночное соединение с равномерно расположенными шпонками. По сравне-

нию со шпоночным шлицевое соединение обладает рядом преимуществ. При одном и том же диаметре вала оно передает значительно больший крутящий момент, обеспечивая хорошее центрирование и легкость перемещения деталей вдоль оси вала, в нем нет съемных деталей (шпонок), следовательно, облегчается сборка и эксплуатация.

В зависимости от формы профиля зубьев у вала и пазов у втулки различа-

ют шлицевые соединения трех видов: прямобочные, эвольвентные и треугольные. Треугольные шлицевые соединения не стандартизованы, их применяют для передачи небольших крутящих моментов при тонкостенных втулках и по-

садках с натягом.

Наиболее широкое распространение получили прямобочные и эвольвентные шлицевые соединения.

127

Прямобочные шлицевые соединения

Эти соединения (рис.7.1) используют в подвижных (с зазором) и неподвижных (с натягом) соединениях. В зависимости от передаваемых нагрузок при одном и том же номинальном диаметре сопряжений ГОСТ 1139 предусматривает три серии соединений: легкая, средняя и тяжелая, которые отличаются разными сочетаниями чисел зубьев (шлицев) z, размерами внутреннего d и наружного D диаметров и шириной b зуба (паза), что представлено в 7.2. При этом средний диаметр остается постоянным, а меняется только число и высота зубьев. Число зубьев z у прямобочных соединений бывает четным, причем у легкой и средней серии оно может составлять 6, 8 или 10, а у тяжелой – 10, 16 или 20.

Шлицевое соединение отличается от гладкого тем, что сопряжение осуществляется по трем поверхностям: наружной, внутренней и по боковым сторонам шлицев. В зависимости от эксплуатационных требований и технологии изготовления шлицев применяют три способа центрирования втулки относительно вала: по наружному диаметру D (рис. 7.1, а), по внутреннему диаметру d (рис. 7.1, б) и по боковым сторонам шлицев b (рис. 7.1, в).

Характеристика способов центрирования [1; 2; 15]

Поля допусков и посадки, рекомендуемые ГОСТ 1139 для прямобочных шлицевых соединений и представленные в 7.3-7.5, строятся в системе отверстия, где обычно квалитет вала на один меньше, чем квалитет отверстия, а в

128

некоторых случаях разница больше чем на один квалитет. При этом точность центрирующих элементов значительно выше по сравнению с нецентрирующими элементами, рекомендуемая точность которых представлена в 7.6.

ГОСТ 1139 предусматривает условные обозначения прямобочных шлицевых соединений, в которых содержатся сведения о виде центрирования, числе зубьев и параметры d, D и b. Примеры условного обозначения шлицевого соединения, вала и втулки с параметрами z = 8, d = 36 мм, D = 40 мм, b = 7 мм:

втулка d – 8 х 36Н7 х 40Н12 х 7Н9;

вал d – 8 х 36f7 х 40a11 х 7f9;

б) с центрированием по D с посадками по D – H7 и по b – F10 : h7 f7

соединение D – 8 х 36 х 40 H7 х 7 F10 ; h7 f7

втулка D – 8 х 36 х 40Н7 х 7F10;

вал D – 8 х 36 х 40h7 х 7f7;

втулка b – 8 х 36 х 40Н12 х 7Н9;

вал b – 8 х 36 х 40a11 х 7f7.

Вусловном обозначении шлицевого соединения ГОСТ 1139 допускает не указывать посадку или допуски по нецентрирующим поверхностям, но для ширины шлицев поля допусков и посадки указываются обязательно, даже если они нецентрирующие.

Примеры условного обозначения на чертежах допусков и посадок прямобочного шлицевого соединения, а также схемы расположения полей допусков его деталей приводятся в 7.7 и 7.8.

Эвольвентные шлицевые соединения

Эти соединения имеют то же назначение, что и прямобочные, но отличаются только формой боковой поверхности зубьев и впадин. Эвольвентные шлицы представляют собой зубья эвольвентного профиля, характеризуемые модулем m, числом зубьев z и углом зацепления ( угол профиля принят равным 30 , что обеспечивает получение более толстого основания зуба). Предпочтительный размерный ряд эвольвентных шлицевых соединений по ГОСТ 6033 представлен в 7.9.

По сравнению с прямобочными шлицами эвольвентные обладают следующими преимуществами: технологичностью (требуется только одна фреза

129

для обработки валов с определенным модулем); возможно применение всех видов чистовой обработки зубьев (шевингование, шлифование и т.п.); прочностью (способностью передавать большие крутящие моменты); лучше центрируют сопрягаемые детали, более долговечны. Эвольвентные шлицы являются более предпочтительными. Основная трудность при их изготовлении –

сложная конструкция втулок и высокая стоимость протяжек для обработки втулок и предельных калибров для их контроля.

Основными элементами эвольвентного шлицевого соединения яв-

ляются: номинальный (исходный) диаметр D, делительная окружная толщина зуба вала s и ширина впадины втулки е (номинально s = е); диаметр основной окружности db; диаметр делительной окружности d; смещение исходного контура xm; делительный окружной шаг зубьев P. Основные зависимости для определения размерных параметров эвольвентных шлицевых соединений представлены в 7.10.

В эвольвентных шлицевых соединениях, так же как и в прямоугольных,

используют три способа центрирования: центрирование по боковым поверх-

ностям зубьев s (получило наибольшее распространение); по наружному диаметру зубьев D (при необходимости точной соосности деталей на валу); центрирование по внутреннему диаметру d.

При всех способах центрирования возможно как подвижное, так и непод-

вижное соединение, а также плоская и закругленная форма дна впадины, уста-

новленная ГОСТ 6033.

Центрирование по боковым поверхностям зубьев, представленное на рисунке 7.2, является основным способом центрирования при применении эвольвентных шлицевых соединений.

Рисунок 7.2 – Эвольвентное шлицевое соединение при центрировании по боковым поверхностям зубьев (при закругленной форме впадин)

Точность соединения обеспечивается точностью ширины впадины е втулки и толщины зуба s, на которые по ГОСТ 6033 установлены специальные поля допусков, обозначаемые (для отличия от обычных полей допусков для гладких цилиндрических соединений, где число следует за буквой) сначала числом, пока-

130