Соединения с прямобочным профилем зубьев

Классификация шлицевых соединений.

Шлицевые соединения.

Для соединения ступицы с валом помимо шпонок и натяга часто используют выступы на валу, называемые шлицами (зубьями), которые входят в соответствующие пазы ступицы. Такое соединение ступицы с валом называется шлицевым или зубчатым и предназначено для передачи вращающего момента между валом и деталью. Шлицевые соединения относятся к разъемным; размеры соединений, а также допуски на них стандартизованы.

Зубья (шлицы) на валах получают фрезерованием, строганием или накатыванием, зубья в отверстиях - протягиванием или долблением.

1). По характеру соединения шлицевые соединения могут быть:

- подвижными - деталь может перемещаться по валу в осевом направлении (например, перемещение зубчатых колес в коробках передач станков, автомобилей и т.д.);

- неподвижными - для закрепления детали на валу (см. рис. 6.7).

2). По форме профиля зубьев шлицевые соединения делят на:

- прямобочные (см. рис. 6.7);

- эвольвентные (рис. 6.8);

- треугольные (рис. 6.9).

Рис. 6.7.

3). По способу центрирования (обеспечения совпадения геометрических осей вала и ступицы) ступицы относительно вала:

- с центрированием по наружному диаметру (рис. 6.7, а);

- с центрированием по внутреннему диаметру (рис. 6.7, в);

- с центрированием по боковым поверхностям зубьев (рис. 6.7, б).

При этом зазор в контакте поверхностей: центрирующих практически отсутствует, нецентрирующих – значительный.

Достоинства шлицевых соединений по сравнению со шпоночными:

- передача больших нагрузок (благодаря большой площади контакта зубьев);

- лучшее центрирование соединяемых деталей (вала и ступицы);

- возможность работы при больших скоростях;

- меньшее число деталей соединения (две детали), меньшая длина ступицы и меньшие радиальные размеры.

Недостатки шлицевых соединений:

- сложная технология изготовления, а, следовательно, более высокая стоимость.

Соединения с прямобочными зубьями применяются в неподвижных и подвижных соединениях (шлицевых соединений используемых в машиностроении имеют прямобочный профиль зубьев), см. рис. 6.7. В прямобочных соединениях (ГОСТ 1139-80) зубья вала имеют постоянную толщину и расположены в радиальном направлении, они входят во впадины соответствующей формы в ступице. Стандартом предусмотрены три серии соединений с прямобочным профилем зубьев: легкая, средняя и тяжелая. Они отличаются высотой и числом зубьев (число зубьев от 6 до 20). У соединений тяжелой серии зубья выше, а их число больше, что позволяет передавать большие нагрузки. Соединения с прямобочным профилем применяют с центрированием ступицы по наружному и внутреннему диаметрам и боковым поверхностям шлицев.

Центрирование по боковым поверхностям (рис. 6.7, б) обеспечивает более равномерное распределение нагрузки по зубьям, но снижает точность центрирования ступицы на валу. Поэтому оно применяется при невысоких требованиях к соосности и для передачи значительных и переменных по значению или направлению вращающих моментов (например, в шлицевых соединениях карданных валов автомобилей). Центрирование по наружному (рис. 6.7, а) или внутреннему диаметру (рис. 6.7, в) более точное, поэтому эти виды соединений применяют в тех случаях, когда требуется повышенная точность совпадения геометрических осей соединяемых деталей (например, соединение зубчатого или червячного колеса с валом).