5.3.3. Допуски и посадки шлицевых соединений

с прямобочным профилем шлицев

Величины допусков, а также характер соединения шлицевых деталей зависят от их назначения и принятого способа центрирования. Существуют три способа центрирования: по поверхности малого диаметра d (рис. 5.10, а); по поверхности большого диаметра D (рис. 5.10, б); по боковым поверхностям зубьев b (рис. 5.10, в). В механизмах, к которым предъявляются высокие требования по кинематической точности, центрирование проводят по поверхностям малого d или большого диаметра D. При этом иногда шлицы в таких механизмах выполняют не по всей окружности детали, а лишь по ее части, а их количество определяется достаточностью для передачи необходимых крутящих моментов.

Центрирование по поверхности малого диаметра d проводят в тех случаях, когда шлицевая втулка имеет высокую твердость и ее обработка чистовой протяжкой невозможна. Чистовую обработку втулки ведут шлифованием на внутришлифовальном станке. Кроме того этот метод центрирования рекомендуется к применению когда в результате термической обработки может произойти искривление длинного шлицевого вала. Окончательная обработка шлицевых валов производится на шлицешлифовальных станках. Данный способ обеспечивает точное центрирование и применяется для подвижных шлицевых соединений.

Центрирование по поверхности большого диаметра D применяется в случаях, когда втулка термически не обрабатывается или когда после термической обработки ее твердость невысока и возможна калибровка чистовой протяжкой, а вал может обрабатываться фрезерованием до получения окончательных размеров. При центрировании по D вал по наружной поверхности шлифуют на обычном круглошлифовальном станке. Такой способ центрирования прост по исполнению и экономичен. Его применяют для неподвижных шлицевых соединений, так как при этом отсутствует износ от осевых перемещений. Применяют центрирование по D и для подвижных соединений, воспринимающих небольшие нагрузки.

Рис. 5.10. Шлицевые соединения с прямобочным профилем при центрировании по d (а),

D (б) и по боковым сторонам b (в)

Центрирование по боковым поверхностям шлицев b целесообразно для шлицевых соединений передающих знакопеременные нагрузки, большие крутящие моменты, а также при реверсивном движении. При данном способе центрирования распределение нагрузки более равномерно между шлицами. Однако этот метод не обеспечивает высокой точности центрирования. Именно из-за этого недостатка центрирование по боковым поверхностям шлицев применяется довольно редко.

Посадки шлицевых соединений с прямобочным профилем строят по системе отверстия. В этом случае сокращается номенклатура дорогостоящих протяжек (в сравнении с системой вала). Посадки осуществляют по центрирующей поверхности и одновременно по боковым сторонам шлицев (по d и b, по D и b или только по b).

Погрешности формы и расположения шлицев отдельно не нормируют. Их допустимое значение контролируют комплексными калибрами. Погрешности диаметров шлицевых диаметров, толщины шлицев и ширины пазов, а также погрешности формы и расположения элементов шлицевых деталей влияют на точность, долговечность и собираемость соединений. Основные отклонения и допуски на размеры d, D и b принимаются по ГОСТ 25346 – 89 (СТ СЭВ 145 – 88). Параметры шлицевых соединений d, D, b, а также число шлицев z нормируются ГОСТ 1139 – 80. В зависимости от способа центрирования рекомендуются следующие посадки (предпочтительные): H7/f7, H7/g6 – для d; D9/h9, F10/f9 – для b и H7/f7, H7/g6 – для D. Эти посадки обеспечивают зазор в шлицевом соединении. Посадки H7/n6, H7/js6 – для d и D дают соединения с переходными посадками.

При высоких требованиях к точности центрирования стремятся получить минимальные зазоры по центрируемым диаметрам, что позволяет увеличить долговечность соединений.

Если по условиям эксплуатации не требуется высокая точность центрирования, а требуется высокая прочность соединения, то допускается получать наименьшие зазоры между боковыми поверхностями шлицев и и впадин во втулке. Примером центрирования шлицевого соединения по боковым сторонам является карданное соединение автомобиля.

По нецентрируемым диаметрам устанавливают следующие поля допусков: при центрировании по поверхности малого диаметра d или по боковым сторонам шлицев размер D выполняется с полями допусков для вала по а11, а для втулки по Н12; при центрировании по поверхности большого диаметра D или b размеры d выполняются с полями допусков для втулки по Н11, а размер вала должен быть не менее d₁, устанавливаемого СТ СЭВ 188 – 88, то есть размер вала в этом случае полем допуска не нормируется. При указанных полях допусков по нецентрируемым диаметрам создаются значительные зазоры, которые позволяют обеспечивать необходимые сопряжения только по посадочным поверхностям и облегчить сборку шлицевых соединений.