1.3 Применение шлицевых соединений
Шлицевые соединения применяются в тех случаях, когда необходимо обеспечить относительно высокие требования к соосности с передачей достаточно большого крутящего момента. Шлицевые вал и втулка - разборные соединения и часто для них исходно предусматривается относительное осевое перемещение. Шлицевые соединения предназначены для соединения валов между cобой с помощью муфт, а также для соединения с валами различных тел вращения: зубчатых колес, маховиков, шкивов, эксцентриков и т.д., в различных областях приборостроения и машиностроения. В автомобилестроении шлицевые соединения применяются в коробках передач, в соединениях карданных валов и колесных механизмов. На титульной странице пособия показан фланец полуоси и первичный вал коробки передач автомобиля, в которых применено шлицевое соединение. Кроме автомобилестроения шлицевые соединения применяют практически во всех областях машиностроения, приборостроения, а также при создании бытовой техники.
Варианты исполнения прямобочных щлицевых поверхностей
2. Прямобочные шлицевые соединения.
2.1 Методы центрирования.
Допуски и посадки шлицевых соединений определяются их назначением и принятой системой центрирования втулки относительно вала. Выбор способа центрирования зависит от эксплуатационных требований и технологии изготовления шлицевых деталей.
Существует три способа центрирования шлицевых соединений:
по поверхности наружного диаметра (D) , по поверхности внутреннего
диаметра (d) и по боковым поверхностям шлицев (b).
Центрирование по наружному диаметру (D) и по внутреннему диаметру (d) рекомендуется применять в случаях повышенных требований к точности соосности элементов соединения. Уровень соосности в обоих вариантах приблизительно одинаков (в чём можно убедиться проанализировав применяемые посадки, заметив, что разница диаметров (d) и (D) не значительна). При всех способах центрирования по нецентрирующим поверхностям предусматриваются гарантированные зазоры (см. рис. ниже), наиболее точные элементы соединения, а это центрирующие и вспомогательные поверхности обязательно шлифуют или калибруют.
Центрирование по (D) (см. рис. ниже) осуществляется только в том случае, когда охватывающая деталь остается незакаленной или калится на невысокую твердость (HRC не свыше 40), допускающую протягивание или калибровку шлицевого отверстия. Вал в этом случае обрабатывается фрезерованием или окончательным шлифованием по наружному диаметру D на обычных шлифовальных станках. Для этого способа центрирования при изготовлении валов применяют вариант исполнения: шлицевой втулки исполнение 1А (см. рис. ниже), шлицевого вала исполнение 3Б, в силу гарантированного зазора по d.
Центрирование по (d) осуществляют при высокой твердости термически обработанных охватывающих деталей, не позволяющей вести обработку этих деталей протягиванием. В этом случае отверстие шлифуют на обычном внутришлифовальном станке , а шлицевой вал на специальном шлицешлифовальном станке. Применяется центрирование по (d) также в случае, когда после термообработки могут возникнуть значительные искривления длинных валов. Способ центрирования по d значительно дороже чем центрирование по D, в связи с тем, что получение высокоточных поверхностей d и b при изготовлении щлицевого вала проводится в исполнении 1Б, где фрезой с «усиками» выполняются канавки для выхода шлифовального круга и создаётся посадочная поверхность «a».Шлицевая втулка изготавливается в исполнении 1А.
Центрирование по (b)- боковым сторонам шлицев, используется, когда не требуется высокая точность центрирования сопрягаемых деталей при знакопеременных нагрузках, при передаче значительных моментов, когда недопустимы большие зазоры между боковыми поверхностями вала и втулки. Центрирование по b является наиболее простым и экономичным способом. При центрировании по b зазоры гарантированы по поверхностям d и D, исполнение шлицевой втулки 1А, шлицевого вала 2Б, где предусматривается занижение диаметра d до d1, чем обеспечивается возможность выхода шлифовального круга при обработке боковых поверхностей шлицев.