Соединения сегментными шпонками. Шлицевые соединения. Сравнительная оценка соединений, страница 2

Центрирование по диаметрам D и d обеспечивает высокую соосность вала и ступицы и применяется в соединениях, к которым предъявляются повышенные требования к точности вращения сопряжённых деталей (например, зубчатых колёс) для увеличения их долговечности.

Диаметр центрирования (D или d) выбирают, исходя из технологических условий. Проще и экономичнее центрирование по наружному диаметру D, так как центрирующие поверхности допускают точную и производительную обработку: вала – круглым шлифованием, ступицы – протягиванием. Этот способ реализуется при твёрдости ступицы Н₂ < 350 НВ. При Н₂ > 350 НВ рекомендуется центрирование по d.

Центрирование по боковым граням b (рис. 9.2, в) обеспечивает более равномерное распределение нагрузки по зубьям. Поэтому его применяют в соединениях, подверженных реверсивным динамическим нагрузкам (например, в скользящих шлицевых соединениях карданных валов автомобилей). Оно не гарантирует соосности вала и ступицы, но имеет высокую нагрузочную способность.

Обозначение центрирующей поверхности в обозначении соединения ставят на первом месте. Обозначение при центрировании по наружному диаметру:

D – z × d× D × b ; например,

D – 8 × 36 × 40H8/h7 × 7F10/h9   ГОСТ 1139-80.

Обозначение отверстия втулки:

D – 8 × 36 × 40H8 × 7F10   ГОСТ 1139-80.

Обозначение вала:

D – 8 × 36 × 40h7 × 7h9   ГОСТ 1139-80.

Рекомендуются при центрировании по диаметрам сопряжения H10/a11…H12/a11 по нецентрирующим диаметрам; их в обозначении допускается не указывать. Рекомендуемые посадки приведены в  [2, 5]. Основные размеры прямобочных шлицевых соединений приведены в прил. 20 и в [5,11].

          Б) Соединения с эвольвентными шлицами выполняют с центрированием по боковым граням b(рис. 9.3, а) или по наружному диаметру вала D (рис. 9.3, б). Наиболее распространён первый способ центрирования.

Рис. 9.3. Эвольвентные шлицевые соединения

Эвольвентные соединения по сравнению с прямобочными:

1) более технологичны; более современная технология заключается в том, что эвольвентные зубья протяжки и самого соединения можно изготовлять на зуборезных станках, отсюда:

2) более высокая точность, близкая к точности зубчатых колес;

3) более высокая прочность на смятие благодаря большей площади контакта и большему числу зубьев и на изгиб благодаря рациональной форме зуба;

4) меньшая концентрация напряжений.

Недостатками являются более высокая стоимость протяжек и трудоёмкость шлифования эвольвентных зубьев. Эвольвентные шлицевые соединения получили преимущественное применение в экономически развитых странах. Обозначение соединения:

– при центрировании по боковым сторонам зубьев:

D × m × (посадка по b);

– при центрировании по наружному диаметру:

D × (посадка по D) × m; например, 

50 × H7/g6 × 2 ГОСТ 6033-80.

Основные размеры эвольвентных шлицевых соединений приведены в [5,9].

В) Соединения с треугольными зубьями (рис. 9.4) стандартизированы, их применяют, главным образом, как неподвижные при тонкостенных втулках, а также в соединениях стальных валов со ступицами из легких сплавов, в приборостроении. Это соединение имеет большое число мелких зубьев. Соединение центрируют по боковым сторонам зубьев, их размеры выполняют по отраслевым стандартам.

Рис. 9.4. Треугольные шлицы

9.3. Проектирование и расчёт соединений

Основные размеры (наружный диаметр D и длину l) шлицевого соединения задают при конструировании вала. Длину соединения принимают не более 1,5D; при большей длине ступицы существенно возрастают неравномерность распределения нагрузки вдоль зубьев и трудность изготовления.