Возможные дефекты шлицевых соединении и способы ремонта
| Элемент шлицевого соединения | Внутренний диаметр соединения, мм | ||||
| от 10 до 18 | от 18 до 30 | от 30 до 50 | от 50 до 80 | от 80 до 112 | |
| При центрировании по внутреннему диаметру | |||||
| Внутренний диаметр отверстия | 0,008 | 0,010 | 0,012 | 0,016 | 0,019 |
| Внутренний диаметр вала при посадке: | |||||
| с минимальным зазором | 0,006 | 0,007 | 0,008 | 0,010 | 0,012 |
| с увеличенным зазором | 0,017 | 0,022 | 0,027 | 0,034 | 0,042 |
| Ширина впадины отверстия | 0,015 | 0,020 | 0,020 | 0,025 | 0,030 |
| Ширина шлицев вала при посадке: | |||||
| с минимальным зазором | 0,017 | 0,024 | 0,025 | 0,030 | 0,035 |
| с увеличенным зазором | 0,018 | 0,020 | 0,020 | 0,030 | 0,035 |
| При центрировании по наружному диаметру | |||||
| Наружный диаметр отверстия | 0,016 | 0,022 | 0,023 | 0,030 | 0,035 |
| Наружный диаметр вала при посадке: | |||||
| с минимальным зазором | 0,006 | 0,007 | 0,008 | 0,010 | 0,012 |
| с увеличенным зазором | 0,018 | 0,022 | 0,027 | 0,034 | 0,042 |
| Ширина впадины отверстия | 0,017 | 0,020 | 0,020 | 0,030 | 0,035 |
| Ширина шлицев вала при посадке: | |||||
| с минимальным зазором | 0,017 | 0,024 | 0,025 | 0,030 | 0,035 |
| с увеличенным зазором | 0,018 | 0,020 | 0,030 | 0,035 | 0,040 |
- если вал не ремонтировался, то шлицевые отверстия в ступиц пригоняют по шлицам вала;
- если ремонтировались или заменялись не все детали, сидящие на валу, то сначала пригоняют вал по неремонтируемой ступице а затем по валу пригоняют все отремонтированные или замененные ступицы;
- если ремонтировались или заменялись все детали шлицевого соединения, то сначала шлицы вала пригоняют по пазам одной из ступиц, а затем все остальные детали, сидящие на валу, пригоняют по шлицам вала.
| Контролируемый параметр | Допустимое отклонение, мм | Метод контроля |
| Равномерность ширины шлица | 0,02 | Замерить размер в нескольких местах |
| Равномерность шага шлицев | 0,02 | Установить вал в центрах делительного приспособления; поворачивая вал на нужный угол 360°/z, проверить индикатором положение шлица |
| Биение центрирующих поверхностей вала относительно опорных шеек | 0,02 – для зубчатых колес до 7-й степени точности; 0,04 – для зубчатых колес свыше 7-й степени точности | Уложить вал опорными шейками в призмы; поворачивая вал, определить с помощью индикатора биение по окружности наружного или внутреннего диаметра на обоих концах вала |
| Параллельность боковых поверхностей шлицев осевой плоскости вала | 0,02 на 100 мм длины | Установить вал в центрах. Перемещая индикатор вдоль оси вала, определить отклонение от параллельности боковых поверхностей шлицев |
| Угловое качание детали на валу | 0,02 на радиус 50 мм | Установить вал в центрах. Покачивая деталь в соответствующем направлении, индикатором замерить угловое или боковое качание детали |
| Боковое качание детали на валу | 0,05 на радиус 50 мм |
Характеристика соединения
Шлицевые эвольвентные соединения на практике доказали свою надежность и прочность. Основание зуба шире и его не смогут сломать даже динамические нагрузки. Смятие происходит только при очень больших перегрузках, поскольку по эвольвенте площадь контакта – рабочая, больше, чем у других видов шлицов.
В отличие от прямых шлицов, которые рассчитываются на смятие и проверяются на срез, эвольвентный профиль имеет большую площадь контакта, и расчет на прочность производится на срез, затем делается проверка на смятие. Чаще всего основным параметром выбора типа соединений эвольвентных является наименьший в сечении размер вала. Именно он испытывает наибольшие нагрузки. Крутящий момент, динамические удары, вибрация, которые он способен выдержать, не критичны для зубьев.
Чертеж эвольвентного шлицевого вала совпадает с изображением зубчатой шестерни того же радиуса и модуля. Нарезка производится на одном оборудовании червячными фрезами. В отличие от прямобочных шлицев, когда для каждого диаметра вала необходимо подбирать свой инструмент, эвольвентные зубья выполняются одной фрезой с соответствующим модулем.
В обозначении шлицевого эвольвентного соединения свои отдельные маркировки имеют обе сопрягаемые детали:
- втулка – D×m×9H;
- вал – D×m×9g.
Шлицевые зубчатые эвольвентные соединения центрируются по эвольвентной поверхности зуба, реже по наибольшему диаметру. Центровка по внутреннему размеру по впадине эвольвентного зуба на практике не осуществляется. Обозначение свое имеют шлицевые соединения каждого вида центрировки по:
- боковым поверхностям – D×m×9H/9g ГОСТ 6033-80;
- наружному диаметру – D×H7/g6 ГОСТ 6033-80;
- внутреннему –iD×m×H7/g6 ГОСТ 6033-80.
Где:
D – наружный диаметр, который имеют эвольвентные валы до нарезки зуба;
m – модуль зуба;
i – обозначает центрировку по внутреннему размеру эвольвентного соединения;
H и g, с соответствующими цифрами – класс точности обработки.
Можно встретить таблицу размеров на шлицы эвольвентные с din параметрами. Это означает, что соединение сделано по нормативам немецкого института стандартизации. Они частично соответствуют международному стандарту ISO, имеют переводные таблицы.
Кроме неподвижных соединений, изготавливаются скользящие. В них втулка перемещается вдоль вала, и входит в зацепление с различными колесами в коробке передач. Для этого с торца по эвольвенте делается срез на конус – заходная фаска для включения эвольвентного шлицевого соединения.
В неподвижных соединениях только снимаются острые углы, и втулка запрессовывается на вал.
Применение
Изготовление эвольвентных шлицев требует высокой точности. Нарезание зуба по втулке выполняется в основном протяжкой. Остальные способы дают меньшую точность и большую шероховатость поверхности. Часто производится ручная доводка по шаблону зачистка выступов.
Сложность обработки оправдывается применением шлицевых соединений с эвольвентным профилем в узлах с динамическими и переменными нагрузками. Например, в полых валах клетей прокатных станов, редукторах крупногабаритных строгальных и фрезерных станков, грузоподъемных механизмов, поднимающих вагонетки на доменные печи.
Кроме принятых стандартов на эвольвентные соединения по ГОСТ, имеются и другие исполнения деталей. Например в немецких станках встречается din параметры по стандартам, разработанным германским институтом стандартизации. На машинах, изготавливаемых на экспорт, встречается маркировка эвольвентных соединений с ссылкой на ISO – международный стандарт.
В обсуждениях автомобилистов часто можно услышать asa 24 48. Такую маркировку имеют эвольвентные шлицевые соединения на карданных валах. Встречаются они у переднеприводных фиатов, изготовленных по старым стандартам.
В настоящее время на передние карданы делается эвольвентный шлиц по ГОСТ 6033-80 или отраслевому стандарту ОСТ 1 00086-73. Старый стандарт актуален и сегодня. По нему работают многие машиностроительные и автомобилестроительные предприятия.
Классификация
Детали шлицевых узлов нормализованы – существует определенный список типоразмеров, с соответствующими парами. Под них изготавливается инструмент и настраивается оборудование. В зависимости от условий работы и нагрузок, шлицевые соединения на несколько групп. Они характеризуются:
- формой зуба;
- базовыми поверхностями;
- возможностью смещения вдоль оси.
Форма выступа определяется по шлицевому валу. Втулка имеет только соответствующие вырезы – пазы. Характеристики определяются видами шлицов:
- прямые или прямобочные;
- эвольвентные;
- треугольные.
Классификация производится по форме зуба в сечении поперек соединения.
Прямобочные – прямозубые
У прямобочных шлицевых соединений зуб в поперечном сечении представляет собой прямоугольник. Ширина по всей высоте одинаковая. Встречаются в механизмах чаще всего, поскольку изготовление относительно простое. Прямозубые шлицевые соединения различают по величине нагрузки: малая, средняя, высокая.
По способу движения вдоль оси различают типы соединений:
- неразъемные;
- подвижные без нагрузки;
- подвижные под нагрузкой.
Неразъемные используют в редукторах и других узлах при передаче вращения между постоянной парой деталей.
Примером подвижных соединений без нагрузки служат коробки скоростей станков. При переключении смещается вал, и другая пара вступает в зацепление. Изменяется передаточное число и скорость вращения патрона или шпинделя.
Коробка скоростей автомобиля не требует полной остановки для переключения. Происходит передвижение втулки относительно оси вращения без остановки, под нагрузкой.
К классификации шлицевых соединений относится и способ центровки. Он может быть:
- по внутреннему диаметру – d;
- по наружному диаметру – D;
- по боковым сторонам, ширине зуба – b.
При центровке по внутреннему диаметру минимальные допуска на изготовление даются на размер вала по впадине и внутренний диаметр втулки. Просвет образуется между вершиной зуба на валу и дном шлица. Точность соединения достигается шлифовкой отверстия втулки на внутришлифовальном станке. Обработка меньшего диаметра на валу производится абразивным кругом вдоль оси.
При центровке по наружному диаметру плотное прилегание происходит по вершине выступа на валу и диаметром по впадине на втулке. В этом случае производится наружная шлифовка вала и чистовая обработка – долбежка, втулки.
Шлицы изготавливаются с высокой точностью по ширине зуба и его расположения относительно оси. Втулка запрессовывается на вал. По обоим диаметрам имеются зазоры.
На чертеже показывается поперечное сечение соединения с одним зубом и диаметрами пунктирной линией. Втулка заштриховывается. Прямозубые шлицевые соединения на основном виде обозначают выносом линии с характеристиками. Расшифровка включает в себя буквенное обозначение способа центровки, количество и ширина шлицев, размер внутреннего и наружного диаметра с указанием класса точности и чистоты обработки всех поверхностей.
Эвольвентные
Соединение получило свое название за форму боковой поверхности в виде эвольвенты, как у цилиндрического зубчатого зацепления. Большая площадь контакта и широкий зуб в основании позволяет передавать огромное усилие. Зуб отличается высокой прочностью на изгиб.
Изготавливают шлицевые валы на зубофрезерных станках. Получается высокая точность при использовании стандартного оборудования. Центрирование делается по наружному диаметру для механизмов, работающих с высокой точностью, и по боковой поверхности для сильно нагруженных узлов. Соединение неподвижное. При боковом смещении возникает большая сила трения.
На чертеже указывается один зуб и его форма, по аналогии с прямозубыми зацеплениями. Кроме диаметров и классом обработки под выносной линией указывается ГОСТ, по которому изготавливались шлицы.
Треугольный профиль
Для передачи вращения тонкостенными ступицами изготавливаются шлицевые соединения с треугольным профилем. Они соединяются неподвижно и используются для маломощных усилий, требующих большой точности передачи вращения.
Изготавливается зуб по отраслевым стандартам с углом: 30°, 36° и 45°. Зубья мелкие, количество большое, в пределах 20 – 70 шт. центрирование производится только по боковым поверхностям.
Стоят на приводе стеклоочистителя в автомобилях, торсионных валах триммеров.
Чем закрепить болт
Суть работы болта понятна — он вставляется в необходимое отверстие и вкручивается в него. На первом этапе болт крутится вручную, пока не затянется до тех пор, когда рукой продвинуть его дальше не представляется возможным. Тогда для окончательного монтирования используются инструменты:
- гаечный ключ;
- отвертка.
Выбор инструмента зависит от типа шляпки. Вкручивать болт в любом случае необходимо аккуратно, иначе можно повредить крепежную деталь. С другой стороны, если затянуть болт недостаточно плотно, то он будет расшатываться, что приведет к поломке конструкции.
Болт закручивается с одной стороны, а с другой завинчивается на стержень гайка. Для более плотного соединения используется дополнительный элемент — металлическая шайба. Гайка затягивается гаечным ключом до упора. В процессе эксплуатации изделий периодически можно подкручивать болты и затягивать гайки. Это профилактические работы, не требующие особых усилий и навыков, но способные поддерживать конструкцию в надлежащем состоянии.
Обозначение шлицевых эвольвентных соединений
Варианты условных обозначений эвольвентных шлицевых соединений на чертежах показаны на рис 17.
Центрирование по боковым сторонам
Рисунок 17. Шлицевое эвольвентное соединение при центрировании по боковым сторонам зубьев.
Шлицевое эвольвентное соединение с D = 65мм; т = 3 мм, при центрировании по боковым сторонам зубьев с посадкой 9H/9g.
Центрирование по наружному диаметру:
Центрирование по внутреннему диаметру:
здесь: D=65, m=3, центрирование по внутреннему диаметру с посадкой H7/g6, посадки остальных поверхностей предусмотрены в табл.5.
Предельные значения радиального биения должны соответствовать значениям табл…., а ориентировочно это половина суммарного допуска
T ( т.е. Fr = 0,5 T ).
Пример выбора параметров эвольвентного шлицевого соединения.
Для подвижного шлицевого соединения D = 50 мм, с модулем т = 2 мм, без повышенных требований к соосности, выбрать геометрические параметры, определить предельные размеры вала и втулки, представить схему расположения полей допусков с оценкой предельных зазоров.
Принимаем центрирование шлицевого соединения по боковым поверхностям зубьев. По номинальному (исходному) диаметру соединения D = 50 мм и модулю т = 2 мм, по табл. 2 определяем число зубьев z = 24.
- Геометрические параметры получаем в соответствии с табл. 1,
- где:
- для вала толщина зуба по делительной окружности
- s =(π/2) m+2 Xm tgα,
- здесь смещение исходного контура будет:
Xm=0.5(D — m z -1.1 m)
Xm=0.5 · (50 — 2·24 -1.1·2) = -0,1мм
- Теперь:
- s =(3,1415/2) · 2+2· (-0,1) · 0,5773
- s =3,1415+(-0,11547)=3,026мм
- для шлицевой втулки ширина впадины по делительной окружности
- s=e=3,026мм
- диаметр окружности вершин зубьев:
- da =d-0,2m
- da =50-0,2·2=49,6 мм.
- диаметр окружности вершин зубьев втулки
- Da = D – 2m
- Da = 50 – 2·2 = 46мм.
- Диаметр делительной окружности вычисляем
- d = mz = 2·24 =48мм.
Принимаем плоскую форму дна впадины и согласно примечанию к табл. 4. определяем, диаметр окружности впадин вала
- df тах = D- 2,2т = 50 — 2,2·2 = 45,6 мм
- Диаметр окружности впадины втулки будет
- Df = D = 50 мм.
Учитывая заказанную подвижность соединения выбираем посадки с зазорами. на каждый размер шлицевых деталей по табл.4.
Для центрирования по боковым сторонам предусмотрены предпочтительные посадки 9H/9h и 9H/9g,больший зазор у 9H/9g, её принимаем и получаем формулу соединения.
По таблице приложения 22 выписываем параметры, для шлицевой втулки c полем 9H при D = 50 мм, и модуля т = 2 мм, ES=+71, ESe=+26, EI=0, для шлицевого вала c с полем 9g: es=-11, ese=-37, ei=-82.
Для большего диаметра примем посадку H16/d9 по таблице 4. Параметры шлицевой втулки по Df=50 ,будут определены по таблицам приложения: EI=0, ES=+1600, шлицевого вала по da= 49,6,es=-80,ei=-142.
Для меньшего диаметра по табл. 4 принимаем посадку H11/h16 определяя характеристики по таблицам допусков и посадок, приложения. Параметры шлицевой втулки при Da=46, будут EI=0, ES=+160, шлицевого вала при df= 45,6, es=0, ei=-1600мкм,
По полученным значениям отклонений не трудно получить предельные размеры поверхностей соединения. Результаты удобно представить в виде таблицы табл.6. Подсчитываем предельные размеры и допуски, занося в таблицу.
Таблица 6. Результаты.
| Параметр мм | Поле допуска | Предельные отклонения мкм | Предельные размеры мм | Допуск мм | |||
| ES (es) | ESe (ese) | EI (ei) | max | min | |||
| Шлицевый вал | |||||||
| s=3,026 | 9g | -11 | -37 | -82 | 2,989 | 2,944 | 0.045 |
| da=49,6 | d9 | -80 | — | -142 | 49,520 | 49,458 | 0,062 |
| df=45,6 | h16 | — | -1600 | 45,6 | 44,0 | 1,6 | |
| Шлицевая втулка | |||||||
| e=3,026 | 9H | +71 | +26 | 3,097 | 3,052 | 0,045 | |
| Df=50 | H16 | +1600 | — | 51,6 | 50,0 | 1,6 | |
| Da=46 | H11 | +160 | — | 46,16 | 46,0 | 0,16 |
Схемы расположения полей допусков изображены на рис.9.
- Рисунок 18. Графическое представление посадок шлицевого соединения 65x3x 9H/9g Гост 6033-60
- Определяем наибольший Smax и наименьший Smin зазоры для посадки 9H/9g по боковым поверхностям зубьев:
- Smax =eimax — Smin = 3,097 — 2,944 = 0,153мм;
- Smin =eimin — Smax = 3,052 — 2,989 =0,063 мм.
Центрирование и посадки
Если шлицевое эвольвентное соединение центрируется по наружному радиусу, по формуле рассчитываются основные размеры:
где d – диаметр делительной окружности;
m – модуль зуба выла и впадины втулки;
z – число зубьев.
Расчет номинальной делительной окружности для настройки инструмента рассчитывается по формуле:
s =е=0,5π m + 2х m tg α;
s – номинальная делительная окружность на валу;
e – делительная окружность по впадине втулки;
x – смещение формы исходного контура;
ɑ – угол наклона эвольвенты зуба, для шлицевых соединений он равен 30°.
На эвольвентные шлицы рассчитывается размер смещения от исходного контура:
И номинальный размер по впадинам втулки равен максимальному диаметру при центрировании по нему:
При центрировании по боковым поверхностям зубьев:
da – номинальный диаметр вала, вершин зубьев;
D – наружный размер впадины втулки;
Допуск на нецентрированные размеры зависит от типа термической и поверхностной обработки и определяется по таблице предельных отклонений, которая имеется в ОСТ 1 00086-73
На сборочном чертеже они указываются формулами, например узел прибора и деталями в соединении: вала с диаметром делительной окружности 4 мм и модулем зуба 0,5.
При центрировании по наружному диаметру –
При центрировании по боковой поверхности эвольвентного соединения –
Где – 8 число зубьев;
S4 – коэффициент, учитывающий исполнение по форме эвольвенты.
В технической сопроводительной документации указываются характеристики на шлицы:
На чертеже детали обозначение обозначение для вала:
Аналогичное значение для отверстия втулки:
https://youtube.com/watch?v=MCE6Cl0B8nY
Все” обозначения приведены для соединения с наружным диаметром вала 6 мм.
Соединения клепаные
Клепаные соединения применяются в соединениях деталей из металлов, в основном плохо поддающихся сварке, при соединении металлических изделий с неметаллическими. Эти соединения применяются в конструкциях, работающих под действием ударных и вибрационных нагрузок. Например, при изготовлении металлоконструкций мостов кроме сварного соединения в некоторых случаях применяют клепаные соединения (рис. 392).
Рис. 392
Заклепка представляет собой стержень круглого сечения, имеющий с одного конца головку, форма головки бывает различной.
На рис. 393, а показано соединение двух деталей с помощью заклепок с полукруглой (сферической) головкой. В соединяемых деталях выполняются отверстия, диаметр которых несколько больше диаметра непоставленной заклепки. Заклепка вставляется в отверстия в деталях, и ее свободный конец расклепывается обжимками клепального молотка или машины. Длина стержня заклепки L выбирается так, чтобы выступающая из детали часть была достаточной для придания ей в процессе клепки необходимей формы. При клепке происходит осаживание стержня, который заполняет отверстия, выполненные в соединяемых деталях. В зависимости от диаметра заклепки она расклепывается в холодном или предварительно нагретом состоянии. Заклепки со сплошным стержнем в продольном разрезе изображаются нерассеченными (рис. 393, б и в). Заклепочные швы выполняются внахлестку (рис. 393, б) или встык с накладками (рис. 393, в).
По расположению заклепок в соединениях различают однорядные (рис. 393, б) и многорядные (рис. 393, в) швы. Расположение заклепок в рядах может быть шахматное и параллельное.
Шагом размещения заклепок называется расстояние между осями двух соседних заклепок, измеренное параллельно кромке шва (рис. 393, в).
Заклепки с полукруглой головкой классов точности В и С, получившие широкое распространение, выполняются по ГОСТ 10299—80.
Условнее обозначение заклепки диаметра стержня d = 6 мм и длиной L = 24 мм:
Заклепка 6×24 ГОСТ 10299-80.
Помимо заклепок с полукруглой головкой находят применение заклепки с потайной (ГОСТ 10300—80), полупотайной (ГОСТ 10301—80) и с плоской головкой (ГОСТ 10303—80) классов точности В и С.
Соединения деталей из мягких материалов (кожи, картона, полимеров — пластмасс и т.п.), не требующие повышенной точности, могут выполняться с помощью пустотелых (трубчатых) заклепок, изображенных на рис. 393, г. Размеры и параметры таких заклепок приведены в ГОСТ 12638-80 – ГОСТ 12644-80.
Рис. 393
При выполнении рабочих чертежей клапанного соединения ГОСТ 2.313—82 допускает применять упрощения. Размещение заклепок указывают на чертеже условным знаком “+”. Все конструктивные элементы и размеры шва клепаного соединения указывают на чертеже, как показано на рис. 394. а.
Если изделие, изображенное на сборочном чертеже, имеет многорядное клепаное соединение, то одну или две заклепки в сечении или на виде надо показывать условным символом, остальные — центровыми или осевыми линиями (рис. 394, а).
Когда на чертеже имеется несколько групп заклепок, различных по типам и размерам, рекомендуется одинаковые заклепки обозначать условными знаками (рис. 394, б) или одинаковыми буквами (рис. 394, в).
Рис. 394
Соединение клином
Соединение клином применяется в случае необходимости быстрой разборки и сборки соединяемых деталей машин, а также для стягивания деталей с регулированием соответствующих зазоров между ними.
Изображенное на рис. 380 соединение клином служит для стягивания и регулирования зазоров вкладыша головки шатуна в его корпусе. Клин 1 совместно с пластиной 3 плотно вставляется в пазы корпуса и стяжного хомута 5 и затем закрепляется там с помощью упорного винта 2 с квадратной головкой. Для предупреждения самоотвинчивания винта ставится контргайка 4.
Клин 1, выполненный из стали, представляет собой брусок, имеющий с одной стороны скос с определенным уклоном. По краям и торцам клин скругляется.
Рис. 380
СОЕДИНЕНИЯ ШЛИЦЕВЫЕ ЭВОЛЬВЕНТНЫЕ С УГЛОМ ПРОФИЛЯ 30°
РАЗМЕРЫ, ДОПУСКИ И ИЗМЕРЯЕМЫЕ ВЕЛИЧИНЫ
ГОСТ 6033-80 (СТ СЭВ 6505-88)
1.2. Допускается применять сочетания профилей зубьев вала и втулки с различной формой дна впадины.
1.3. Выбор величин параметров шлицевых соединений Н и hi в зависимости от вида применяемого инструмента приведен в справочном приложении 1.
1.4. На поверхности вершин зубьев вала, полученных методом накатки, допускаются углубления.
2. НОМИНАЛЬНЫЕ ДИАМЕТРЫ, МОДУЛИ И ЧИСЛА ЗУБЬЕВ
2.1. Номинальные диаметры, модули и числа зубьев шлицевых соединений должны соответствовать указанным в табл. 2.
Размеры, мм Продолжение табл. 2
Размеры, мм Продолжение табл. 2
Продолжение табл. 2
Номинальный диаметр D
1 При выборе номинальных диаметров и модулей ряд 1 следует предпочитать ряду 2
2. Числа зубьев, подчеркнутые линией, являются предпочтительными.
3 Модуль 3, 5 по возможности не применять.
3. ПРЕДЕЛЬНЫЕ ОТКЛОНЕНИЯ ОТ ПАРАЛЛЕЛЬНОСТИ СТОРОН ЗУБЬЕВ ВАЛА И ВТУЛКИ
3.1. Предельные отклонения от параллельности сторон зубьев вала и втулки относительно оси центрирующей поверхности уста-навливаются в стандартах на комплексные калибры.
4 НОМИНАЛЬНЫЕ РАЗМЕРЫ И ИЗМЕРЯЕМЫЕ ВЕЛИЧИНЫ
4.1. Номинальные размеры шлицевых соединений должны соответствовать указанным в табл. 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27, 29, 31.
4.2. Номинальные размеры по роликам и длины общей норма-ли (черт. 4) для отдельных измерений шлицевых валов и втулок должны соответствовать указанным в табл. 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32.
Размер между роликами
Размер по роликам
Номинальные размеры шлицевых соединений с модулем 0,5 мм
Номинальные размеры по роликам и длины общей нормали для шлицевых валов и втулок с модулем 0,5 мм
Чиоло зубьев (впадин) на длине общей нормали
Номинальные размеры шлицевых соединений с модулем 0,6 мм
Номинальные размеры по роликам и длины общей нормали для шлицевых валов м втулок с модулем 0,6 ммм
Число зубьев (впадин) на длине общей нормали zw
Длина общей нормали
Номинальные размеры шлицевых соединений с модулем 0,8 мм
Поправка к ГОСТ 6033— 80 Основные нормы взаи м одам е наем ости. Соединенна ныицсвыс звольвентные с углом профиля 30″. Размеры, допуски и измеряемые величины (Переиздание. Январь 1993 г.)
Напечатано Должно быть
С. Н2. Информационные данные. Пункт 6
Взамен ГОСТ 6033-51 —
УДК 621.831:006.354 Группа Г14
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАН ДАРТ СО ЮЗА ССР
Основные нормы взаимозаменяемости
СОЕДИНЕНИЯ ШЛИЦЕВЫЕ ЭВОЛЬВЕНТНДОЕ С УГЛОМ ПРОФИЛЯ 30°
Размеры, допуски и измеряемые величины
Basic norms of interchangeability.
Involute splined joints with 30° profile angle Dimensions, tolerances and measurable sizes
Дата введения 01.01.82
Настоящий стандарт распространяется на шлицевые соединения с эвольвентным профилем зубьев, расположенных параллель^ но оси соединения, с углом профиля 30° ff устанавливает исходный контур, форму зубьев, номинальные ддрметры, модули и числа зубьев, номинальные размеры и измеряете величины при центрировании по боковым поверхностям зубьеП» а также допуски и посадки.
Стандарт не распространяется на специальные шлицевые соединения, которые отличаются от регламентируемых настоящим стандартом номинальными размерами и видом центрирования.
(Измененная редакция, Изм. № 1, 2).
1. ИСХОДНЫЙ КОНТУР И ФОРМА ЗУБЬЕВ
].]. Исходный контур и форма зубьев шлицерых соединений и основные зависимости для определения и* размеров должны соответствовать указанным на черт. 1—3 и в табл. 1.
Издание официальное Перепечатка воспрещена
Центрирование по наружному диаметру 2оС**бр* _ Ь*Ц!тп
Обозначение шлицевых эвольвентных соединений
Варианты условных обозначений эвольвентных шлицевых соединений на чертежах показаны на рис 17.
Центрирование по боковым сторонам
Рисунок 17. Шлицевое эвольвентное соединение при центрировании по боковым сторонам зубьев.
Шлицевое эвольвентное соединение с D = 65мм; т = 3 мм, при центрировании по боковым сторонам зубьев с посадкой 9H/9g.
Центрирование по наружному диаметру:
Центрирование по внутреннему диаметру:
здесь: D=65, m=3, центрирование по внутреннему диаметру с посадкой H7/g6, посадки остальных поверхностей предусмотрены в табл.5.
Предельные значения радиального биения должны соответствовать значениям табл…., а ориентировочно это половина суммарного допуска
Пример выбора параметров эвольвентного шлицевого соединения.
Для подвижного шлицевого соединения D = 50 мм, с модулем т = 2 мм, без повышенных требований к соосности, выбрать геометрические параметры, определить предельные размеры вала и втулки, представить схему расположения полей допусков с оценкой предельных зазоров.
Принимаем центрирование шлицевого соединения по боковым поверхностям зубьев. По номинальному (исходному) диаметру соединения D = 50 мм и модулю т = 2 мм, по табл. 2 определяем число зубьев z = 24.
- Геометрические параметры получаем в соответствии с табл. 1,
- где:
- для вала толщина зуба по делительной окружности
- s =(π/2) m+2 Xm tgα,
- здесь смещение исходного контура будет:
- Теперь:
- s =(3,1415/2) · 2+2· (-0,1) · 0,5773
- s =3,1415+(-0,11547)=3,026мм
- для шлицевой втулки ширина впадины по делительной окружности
- s=e=3,026мм
- диаметр окружности вершин зубьев:
- da =d-0,2m
- da =50-0,2·2=49,6 мм.
- диаметр окружности вершин зубьев втулки
- Da = D – 2m
- Da = 50 – 2·2 = 46мм.
- Диаметр делительной окружности вычисляем
- d = mz = 2·24 =48мм.
Принимаем плоскую форму дна впадины и согласно примечанию к табл. 4. определяем, диаметр окружности впадин вала
- df тах = D- 2,2т = 50 — 2,2·2 = 45,6 мм
- Диаметр окружности впадины втулки будет
- Df = D = 50 мм.
Учитывая заказанную подвижность соединения выбираем посадки с зазорами. на каждый размер шлицевых деталей по табл.4.
Для центрирования по боковым сторонам предусмотрены предпочтительные посадки 9H/9h и 9H/9g,больший зазор у 9H/9g, её принимаем и получаем формулу соединения.
По таблице приложения 22 выписываем параметры, для шлицевой втулки c полем 9H при D = 50 мм, и модуля т = 2 мм, ES=+71, ESe=+26, EI=0, для шлицевого вала c с полем 9g: es=-11, ese=-37, ei=-82.
Для большего диаметра примем посадку H16/d9 по таблице 4. Параметры шлицевой втулки по Df=50 ,будут определены по таблицам приложения: EI=0, ES=+1600, шлицевого вала по da= 49,6,es=-80,ei=-142.
Для меньшего диаметра по табл. 4 принимаем посадку H11/h16 определяя характеристики по таблицам допусков и посадок, приложения. Параметры шлицевой втулки при Da=46, будут EI=0, ES=+160, шлицевого вала при df= 45,6, es=0, ei=-1600мкм,
По полученным значениям отклонений не трудно получить предельные размеры поверхностей соединения. Результаты удобно представить в виде таблицы табл.6. Подсчитываем предельные размеры и допуски, занося в таблицу.
| Параметр мм | Поле допуска | Предельные отклонения мкм | Предельные размеры мм | Допуск мм | |||
| ES (es) | ESe (ese) | EI (ei) | max | min | |||
| Шлицевый вал | |||||||
| s=3,026 | 9g | -11 | -37 | -82 | 2,989 | 2,944 | 0.045 |
| da=49,6 | d9 | -80 | — | -142 | 49,520 | 49,458 | 0,062 |
| df=45,6 | h16 | — | -1600 | 45,6 | 44,0 | 1,6 | |
| Шлицевая втулка | |||||||
| e=3,026 | 9H | +71 | +26 | 3,097 | 3,052 | 0,045 | |
| Df=50 | H16 | +1600 | — | 51,6 | 50,0 | 1,6 | |
| Da=46 | H11 | +160 | — | 46,16 | 46,0 | 0,16 |
Схемы расположения полей допусков изображены на рис.9.
- Рисунок 18. Графическое представление посадок шлицевого соединения 65x3x 9H/9g Гост 6033-60
- Определяем наибольший Smax и наименьший Smin зазоры для посадки 9H/9g по боковым поверхностям зубьев:
- Smax =eimax — Smin = 3,097 — 2,944 = 0,153мм;
- Smin =eimin — Smax = 3,052 — 2,989 =0,063 мм.
Характеристики шлицевых соединений
По собственной конструкции и способу передачи вращательного момента, шлицевые соединения можно отнести к многошпоночным. Несколько плоскостей взаимные действия во время вращения, исключительно в качестве немалого количества пазов и шпонок в них, только шлицевый вал и втулка. Шпонки отсутствуют, их заменяют шлицевые пазы и зубья, вырезанные конкретно на сопрягаемых деталях. Конструкция дает возможность значительно уменьшить погрешность изготовления и позволяет передвигаться втулке вдоль оси вала, не прекращая радиальное движение.
Размеры шлицов определяются внутренним диаметром вала, их количеством и формой. В шлицевом соединении образуется несколько плоскостей контактов. Возможность передачи большого крутящего момента увеличивается если сравнивать со шпонками во много раз.
Зуб шлица режется фрезами на зуборезных станках и протяжкой. Для подвижных узлов выполняется дальнейшая шлифовка боковых поверхностей. Длина зубьев бывает разнообразной, у недвигающихся шлицевых соединений равна высоте ступицы колеса. При скольжении шестерни вдоль оси, длина порезанных выступов на валу устанавливается размером перемещения шестерни, ее высотой и технологическим припуском, равным радиусу фрезы для ее выхода во время обработки.
Диаметр вала по поверхности с наружной стороны равён размеру втулки по впадинам. Втулка со шлицами точно имитирует собственным отверстием профиль вала и плотно одевается на него. Шлицевые канавки по отверстию режуться на долбежном станке. Производственная технология долговременная, просит большой точности, которую не может обеспечить долбяк, потому как длина резца большая относительно его сечения. При попытке сделать быстрее обработку, сделать больше заход и подачу, инструмент отжимает, размер выходит в минус.
Во время проектирования узла и подборе пар, главным параметром считается диаметр внутри по шлицам. Его рассчитывают на кручение и изгиб. Шлицевая втулка подвергается меньшим по силе влияниям. Она подбирается по справочнику. Детали производят из среднеуглеродистых малолегированных сталей: Ст 45, Ст40Х, Ст 40ХН. Они имеют относительно высокую вязкость и невысокую хрупкость в нормализованном состоянии и после объемной закалки на воздух при твердости 320–350 HB.
Определить кол-во зубьев во время проектирования можно по таблицам. Они разделены для любого диаметра внутри на 3 группы по нагрузкам:
Чем больше вращающий момент необходимо передавать, тем выше сам шлиц и больше их кол-во. Благодаря этому возрастает площадь контакта.
Зубчатые соединения рассчитываются с учетом неточности изготовления. Между поверхностями сопряженных деталей есть просвет соединения. При повороте ведущей детали он смещается в противоположную сторону от направления действия силы. В совершенстве все поверхности контактируют и нагружены одинаково. По факту зубчатые соединения производятся с погрешностью в 0,01–0,03 мм, в зависимости от размера и способа обработки. Муфта одной плоскостью касается сильнее, иными меньше. При расчитывании прочности подбирается по таблице поправочный показатель, дающий возможность высчитать параметры деталей на крепость с учетом неравномерных сил нагрузок.
Просвет в соединении определяет размер хода в холостую. Начиная перемещаться, ведущая деталь в первую очередь подбирает просвет между рабочими плоскостями, после начинается силовое влияние и вращение ведомой детали и всего узла.
