Часть 4

ЗУБЧАТЫЕ (ШЛИЦЕВЫЕ) СОЕДИНЕНИЯ

4.1. Общие сведения

Шлицевое соединение конструктивно подобно многошпоночным и образу­ется наружными зубьями на валу и впадинами в отверстии ступицы (зубча­того колеса, шкива, блока шестерен и др.). Рабочими поверхностями явля­ются боковые стороны зубьев. Зубчатые соединения служат для передачи вращающего момента и в ряде конструкций для перемещения деталей вдоль вала: перемещение блока шестерен коробок передач станков, авто­мобилей, в редукторах авиационных конструкций и т. п.

Зубья на валах получают на шлицефрезерном станке методом обкатки, в ступицах — протягиванием на протяжных станках. Отделочной операци­ей является шлифование.

Достоинства шлицевых соединений:

высокая несущая способность;

лучшее центрирование соединяемых деталей;

при осевом перемещении деталей более точное направление;

большая усталостная прочность (концентрации напряжений изгиба меньше);

Основным недостатком шлицевых соединений является сложность техно­логии производства и следовательно, высокая стоимость. Рекомендации по конструированию шлицевых соединений:

1. Для подвижных соединений рабочую длину ступицы принимать не менее диамет­ра вала (рис. 1.29). При коротких ступицах возможно защемление от перекоса и пере­мещении вдоль вала.

2. Для облегчения входа протяжки, сбор­ки соединения в отверстии предусматривают заходные фаски.

3. Для уменьшения изнашивания следует уменьшать зазоры в соединении, повышать точность изготовления и твердость поверх­ности (рабочей) зубьев.

4.2. Разновидности шлицевых соединений

Шлицевые соединения могут быть подвижными или неподвижными (установленные детали закреплены на валу).

Стандартом предусмотрены три серии соединений: легкая, средняя и тяжелая. Отличаются они высотой шлицев и числом зубьев (z= 6...20).

Рис. 1.30. Соединения с прямобочными шлицами:

а — центрирование по боковым граням; б — центрирование по наружному диаметру D; в — центрирование по внутреннему диаметру d

По форме профиля различают зубья:

прямобочные;

эвольвентные;

треугольные (не стандартизированы).

Наиболее распространены соединения прямобочными шлицами. Их применяют для посадки подвижных и неподвижных деталей.

Соединения с прямобочными шлицами выполняют с различным цен­трированием (рис. 1.30, табл. 1.9).

Центрирование по D и d обеспечивает высокую точность вала и ступицы.

Центрирование по боковым граням обеспечивает более равномерное рас­пределение нагрузки на зубья, применяют для валов диаметром до 125 мм.

Более совершенны эвольвентные шлицы с углом профиля 30°. Размеры установлены ГОСТ 6033—80 (рис. 1.31, табл. 1.10).

Эвольвентные шлицевые соединения по сравнению с прямобочными более технологичны, т. к. шлицевые валы можно нарезать червячными фрезами с прямолинейным профилем, а ступицы нарезать на зубодолбежных станках. Обладают большей нагрузочной способностью.

Рис. 1.31. Эвольвентные шлицевые соединения:

а — центрование по боковым граням; б — по наружному диаметру