10. Расчет и выбор посадок шлицевых соединений

Шлицевые соединения имеют следующие преимущества: лучшее центрирование и направление посаженной на вал детали, более равномерное распределение нагрузки по высоте шлица, меньшая концентрация напряжений. В зависимости от профиля зубьев различают шлицевые соединения трех видов: прямобочные, эвольвентные и треугольные. Наибольшее распространение получили шлицевые соединения с прямобочным профилем (ГОСТ 1139-80). В зависимости от передаваемого крутящего момента стандарт устанавливает размеры шлицевых прямобочных соединений легкой, средней и тяжелой серий, которые отличаются сочетанием различных чисел (z) зубьев (шлицев), размерами внутреннего (d), наружного (D) диаметров и шириной (b) зуба. При соединении шлицевой втулки с валом применяются три способа их относительного центрирования: по наружному диаметру D, внутреннему диаметру d и боковым поверхностям шлицев b (рис. 20).

Рис. 20. Способы центрирования шлицевых соединений

Центрирование по одному из диаметров («D» или «d») применяется во всех случаях, когда необходима повышенная точность совпадения геометрических осей деталей. Выбор наружного или внутреннего диаметра в качестве центрирующего обусловливается твердостью материала втулки и размерами соединения. Центрирование по наружному диаметру «D» как наиболее простое и экономичное рекомендуется применять во всех случаях, когда втулка остается незакаленной (термически необработанной) или калится на невысокую твердость НВ<350 и допускает калибровку протягиванием, а вал – фрезерованием с последующим шлифованием. При центрировании по «D» требуется точно выполнять наружный диаметр вала и наружный диаметр шлицевого отверстия втулки, он применяется наиболее часто для неподвижных соединений, реже – для подвижных, передающих малые крутящие моменты.

Центрирование по внутреннему диаметру d применяют при высоких требованиях к соосности вала и отверстия втулки или в том случае, когда втулка имеет высокую твердость. Центрирование по боковым сторонам зубьев не обеспечивает точной соосности втулки и вала, применяется при передаче больших крутящих моментов при знакопеременных нагрузках.

Шлицевые соединения могут быть подвижными и неподвижными. Стандартом предусмотрены сочетания полей допусков валов и втулок, образующие посадки [37]. На сборочных чертежах шлицевые обозначаются следующим образом:

d – 8 х 32 х 36 х 6 ;

D – 8 х 32 х 36 х 6 ;

b – 8 х 32 х 36 х 6 .

Пример

Выполнение задачи 8 (исходные данные в табл. 6 приложения) заключается в определении предельных отклонений на центрирующий наружный диаметр ø 120 и боковым поверхностям шлицев 18 по ГОСТ 25347-82, а также нецентрирующий внутренний диаметр ø112 . Пре^{дельные отклонения представлены в табл. 13.}

Таблица 13

Предельные отклонения и предельные размеры для прямобочного

шлицевого сопряжения D - 10x112x120 x18

Отклонения, предельные размеры и допуски	Втулка			Вал
	d= 112H11	D=120H8	b=18D9	d=112а11	D = 120e8	b=18е8
Отклонения, мкм
верхнее ES, es	+220	+54	+93	-410	-72	-32
Нижнее EI, ei	0	0	+50	-630	-126	-59
Предельные размеры, мм
наибольший	112,220	120,054	18,093	111,59	119,928	17,968
наименьший	112,000	120,000	18,050	111,37	119,874	17,941
Допуски размера, мкм
Td, TD, Tb	220	54	43	220	54	27

1. Определяются предельные отклонения для центрирующих и нецентрирующих элементов.

Так как допуски нецентрирующего диаметра d в условном обозначении не указаны, то согласно [37] поле допуска втулки H11, после допуска вала – .

Числовые значения предельных отклонений для шлицевых валов и втулок выбираются по [13], установленному для гладких цилиндрических соединений.

2. Определяются предельные размеры и допуски для центрирующих и нецентрирующих элементов и сводятся в табл. 13.

3. Строится схема расположения полей допусков для d, D и b (рис. 21).

а

б

в

Рис. 21. Схемы расположения полей допусков: а) для внутреннего диаметра d; б) для наружного диаметра D; в) для ширины шлицев b