1.33. Типы шлицевых соединений, их сравнительная оценка. Область применения. Способы центрирования деталей шлицевых соединений, обоснование выбора способа центрирования.

Шлицевые соединения валов со ступицами различных деталей применяют для передачи вращающего момента. В этом соединении на валу изготавливают выступы – зубья, входящие во впадины – шлицы ступицы.

Достоинства по сравнению со шпоночными соед.:

- высокая несущая способность благодаря большей рабочей поверхности зубьев

- высокая усталостная прочность вала вследствие незначительной концентрации напряжений

- возможность применения высокоточных и высокопроизводительных методов обработки - это позволяет получить высокую точность центрирования и взаимозаменяемость.

Недостатки:

- высокая стоимость

- используют при крупносерийном производстве

Различают шлицевые соединения – неподвижные в осевом направлении и подвижные соединения с возможностью относительного взаимного перемещения.

Шлицевые соединения стандартизированы. По форме боковых рабочих поверхностей разделяют на: прямобочные, эвольвентные и треугольные.

Соединения с прямобочными зубьями выполняют с центрированием по боковым граням, по наружному и по внутреннему диаметру вала:

При выборе метода центрирования руководствуются следующим:

- центрирование по D и d обеспечивает более высокую соосность вала и ступицы по сравнению с центрированием по боковым граням;

- центрирование по боковым граням обеспечивает более равномерное распределение нагрузки по зубьям. Поэтому его применяют при тяжелых условиях работы (большие напряжения, ударные и реверсивные нагрузки).

Соединения с эвольвентными зубьями центрируют по боковым граням или по наружному диаметру. Наиболее распространен 1 способ.

Достоинство эвольвентных шлицевых соединений по сравнению с прямобочными - повышенная прочность на изгиб и на смятие; Недостатки – дорогое оборудование дл изготовления, трудоемкость шлифования эвольвентных шлицов больше.

Эвольвентные и прямобочные зубья можно применять в подвижных и неподвижных соединениях.

Соединения с треугольными зубьями применяют как неподвижные при тонкостенных и стесненных габаритах по диаметру, а также когда требуется регулировать положение ступицы на валу в окружном направлении. Центрируют по боковым сторонам зубьев.

Обозначение:

- прямобочное шлицевое соединение

- эвольвентное шлицевое соединение

1.34. Критерии работоспособности шлицевых соединений. Метод расчета шлицевых соединений.

К основным видам отказов шлицевых соединений относят износ и смятие рабочих поверхностей; возможны усталостные разрушения валов, разрывы ступиц, а также срез зубьев.

Износ является следствием работы сил трения при микроперемещениях контактирующих поверхностей. Смятие рабочих поверхностей, а также срез зубьев может происходить при больших перегрузках. Разрывы ступиц возможны под действием распорных сил в соединениях с эвольвентными или треугольными шлицами.

Расчет шлицевых соединений проводят по двум критериям работоспособности: сопротивление смятию и изнашиванию. Расчет на смятие проводят для большинства соединений передающих только вращающий момент, а на износостойкость для соединений, подверженных переменной циркуляционной нагрузке, когда на соединение кроме вращающих моментов, действуют радиальные силы и изгибающие моменты.

Упрощенный расчет проводят по напряжениям смятия , принимая допустимые напряжения заниженными. Определяют необходимую длину соединения l из условия , где - средний диаметр; z – число шлицов; h – высота рабочей поверхности шлица; - коэффициент неравномерности.

Параметры шлицевых соединений:

параметр	Профиль зуба
	Прямобочный	Эвольвентный
h	(D-d)/2 -2c	0,8m
dm	(D+d)/2	D-1,1m

с – фаска шлица, m – модуль эвольвентного шлицевого соединения.

Найденную длину l необходимо проверить на износ. Основное условие работоспособности в приближенном расчете по критерию износостойкости:

, в этом случае под Т понимают наибольший из длительно действующих вращающих моментов и не учитывают моменты, действующие при кратковременных перегрузках.

Длина ступицы детали, размещенной на валу, должна быть не менее длины шпонки или шлицев. Если для шпоночного соединения получено вала, то целесообразно перейти на шлицевое соединение или соединение с натягом.