Шпоночные и шлицевые зубчатые соединения. Цилиндрические зубчатые передачи

Шпоночные (рис. 14) и шлицевые (зубчатые) (рис. 17) соединения служат для передачи крутящего момента.

В шпоночном соединении в пазы вала и наружной детали, имеющие одинаковую ширину, помещают специальную деталь – шпонку.

Шпонка представляет собой деталь призматической, сегментной или клиновидной формы с поперечным прямоугольным сечением (Рис. 13).

Рис.13

Форма и размеры шпонок стандартизованы и зависят от диаметра вала, на котором они устанавливаются и от назначения шпонки. На рис. 13 а) изображена призматическая шпонка со скругленными торцами, на рис. б) – сегментная, на рис. в) – клиновидная.

Наибольшее распространение в машиностроении получили призматические и сегментные шпонки. Шпонка устанавливается в паз вала не на полную высоту, располагаясь верхней своей частью в пазу втулки той детали, которая соединяется с валом. После установки шпонки в пазы соединяемых деталей между верхней плоскостью паза втулки и верхней гранью шпонки получается небольшой зазор. Пример изображения шпоночного соединения на чертеже приведен на рис. 14.

Рис.14

В таком соединении шпонку показывают нерассеченной. Поперечную форму шпонки и пазов под нее показывают в разрезе плоскостью, перпендикулярной оси. Размеры пазов на валах и втулках, сечений шпонок и их длины стандартизованы и выбираются из таблиц в соответствии с ГОСТами в зависимости от диаметра вала (для призматических шпонок ГОСТ 24701-81).

На рис 15 изображено соединение сегментной шпонкой, на рис. 16 – клиновидной.

Рис. 15 Рис.16

Условное обозначение призматической шпонки исполнения I (со скругленными торцами) и размерами b =8 мм – ширина шпонки в поперечном сечении, h = 7 мм – высота шпонки и l = 30 мм – длина шпонки:

Шпонка 8х7х30 ГОСТ 8789-80.

Обозначение такой же шпонки исполнения 2 (с плоскими торцами): шпонка 2-8х7х30 ГОСТ 8789-80.

Шлицевые соединения являются разновидностью шпоночных соединений и представляют собой ряд зубьев, расположенных радиально на валу и впадин в отверстии втулки, в которые входят зубья за счет чего передается крутящий момент Рис. 17 а) шлицевое соединение, рис.17 б) – шлицы во втулке.

Рис.17

Большое количество шлицев позволяет уменьшить их высоту по сравнению с высотой шпонки и при том же диаметре вала передавать увеличенный крутящий момент. Шлицевое соединение позволяет перемещать наружную деталь вдоль оси вала в процессе вращения. Шлицевые соединения являются разъемными и могут быть подвижными и неподвижными в зависимости от той работы, которую они выполняют в изделии.

Форма сечения шлицев плоскостью, перпендикулярной оси, может быть различной (прямобочной (рис.18, а), эвольвентной (рис.18,б) или треугольной (рис.18,в). Размеры зубьев прямобочного и эвольвентного профиля стандартизованы.

Рис.18

Наибольшее распространение в машиностроении получили шлицевые соединения прямобочного профиля, выполняемые по стандарту ГОСТ 1139-80, который устанавливает размеры элементов соединений, а также число зубьев.

Шлицевое соединение характеризуется размерами большого диаметра – D, малого диаметра – d, количеством зубьев – z₁, шириной зуба – b (Рис. 6.31). ГОСТ предусматривает в зависимости от сочетания этих размеров легкую, среднюю и тяжелую серии.

На рис. 19 дано условное изображение шлицев на валу.

Рис.19

Радиальные зазоры между зубьями и впадинами вала и втулки не показываются. На видах, перпендикулярных оси вала, местным разрезом показывается профиль зуба вала и две впадины, или же выполняется сечение по шлицевому соединению.

Рис.20

Зубчатые передачи широко используются для передачи и преобразования вращательного движения между валами с параллельными, пересекающимися и скрещивающимися осями. Между параллельными валами зубчатые передачи осуществляют цилиндрическими зубчатыми колесами с числами зубьев z₁ и z₂.

При выполнении чертежей зубчатых передач применяют условные изображения зубчатых передач и зубчатых колес по ГОСТ 2.402-68. Зубья зубчатых колес вычерчивают только в осевых разрезах и показывают нерассеченными. В остальных случаях зубчатый венец ограничивают поверхностями вершин, которые показывают сплошными линиями, в том числе и в зоне зацепления. По впадинам зубьев проводят сплошную тонкую линию. Штрихпунктирной линией изображают начальную окружность, диаметр которой

d = mz,

где m – модуль; z – число зубьев колеса.

Диаметр окружности вершин d_a и диаметр окружности впадин d_f можно вычислять по формулам:

d_a= d + 2m = m(z+2);

d_f= d – 2,5m.

Рис. 21

3.3. Сварные соединения деталей и их изображения

Неразъемные соединения деталей сваркой, пайкой и склеиванием широко применяются в технологическом оборудовании, в электронных приборах, радиотехнических устройствах, вычислительной технике, устройствах автоматики и телемеханики.

Сварка – процесс получения неразъемного соединения посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве либо пластическом деформировании (ГОСТ 2.601-84).

Способы сварки определяются формой энергии для образования сварного шва, видом источника энергии, техническими и технологическими признаками.

Детали (или их элементы), соединенные с помощью сварки, образуют сварное соединение (сварной шов).

Сварные швы разделяют на следующие виды:

а) стыковые (детали соединяют торцами), обозначают буквой С;

б) угловые (свариваемые детали образуют угол), обозначают буквой У;

в) тавровые (свариваемые детали образуют форму буквы Т), обозначают буквой Т;

г) внахлест (кромки свариваемых деталей располагаются внахлестку), обозначаются буквой Н.

Рис. 22

Изображения сварных швов на чертеже стандартизованы в ГОСТ 2.312-72. Шов сварного соединения независимо от способа сварки условно изображают:

видимый – сплошной основной линией

невидимый – штриховой линией.

От изображения шва проводят линию-выноску, заканчивающуюся односторонней стрелкой (рис. 23)

Рис.23

Над полкой (для лицевых швов) или под полкой (для оборотных швов) линии-выноски наносят условное обозначение шва. Это обозначение по ГОСТ2.312-72 имеет следующую структуру:

Рис. 24

Вспомогательные знаки приведены в таблице 1.

Таблица 1.

В учебном процессе обозначения стандартных швов упрощают и наносят, например, только номер стандарта, буквенно-цифровое обозначение шва, размер катета его поперечного сечения, знак O, если требуется выполнить сварку по замкнутому контуру и знак ┐, если требуется выполнить сварку при монтаже.