Выбор размеров шлицевых соединений .

Дата: 2025-06-02; Просмотры: 8

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

При проектировании шлицевых соединений первоначально конструктивно оценивается размер круглого вала, который в дальнейшем просчитывается на прочность с учётом коэффициентов запаса, и уточняется в соответствии со стандартизованными размерами. Полученные шлицевые выступы и впадины во внутренних углах имеют значительную концентрацию напряжений, поэтому размер шлицевого вал даже по меньшему диаметру всегда больше расчётного круглого вала. По данным это превышение составляет 15…20%. Для собираемости соединения, а также для обеспечения подвижности необходимо предусмотреть радиусы, фаски для создания возмозможности выхода шлифовального круга при обработке. Спроектированное шлицевое соединение проверяют на смятие и износ.

2.5. Посадки прямобочных шлицевых соединений

Посадки прямобочных шлицевых соединений выбирают по соответствующим таблицам стандартов, в зависимости от выбранного метода центрирования и от характера работы сопряжения.

Далее при выборе посадок можно руководствоваться следующими соображениями. Многие шлицевые соединения по сопрягаемым поверхностям имеют гарантированные зазоры. Чем больше длина осевого

перемещения шлицевой втулки и чем чаще имеют место перемещения, тем больше должен быть зазор между опорными поверхностями в сопряжении, необходимый для размещения смазки, компенсации температурных деформаций и погрешностей изготовления деталей. Гарантированные зазоры также устанавливают для обеспечения самоцентрирования втулки относительно вала в тяжелонагруженных и реверсивных передачах. Так, например, в автомобилях имеются неподвижные шлицевые соединения, у которых по центрирующему диаметру назначают посадки с основными отклонениями f, e, d .

При высоких требованиях к точности центрирования стремятся

получить наименьшие зазоры по центрирующим диаметрам.

Если точность центрирования не имеет существенного значения, а на первый план выдвигаются требования высокой прочности (особенно при переменных нагрузках и реверсивном движении), то предусматривают, возможно меньшие зазоры между боковыми поверхностями зубьев и впадин. Примером такого соединения является карданное сочленение в автомобилях, где используется центрирование по боковым поверхностям зубьев.

Следует помнить, что вследствие неизбежных перекосов и неточности взаимного расположения шлицев посадки шлицевых соединений как бы смещаются по сравнению с обычными одноименными посадками для гладких цилиндрических соединений в сторону уменьшения зазора или увеличения натяга. Так, например; посадки обеспечивающие скольжение для соединения вал-отверстие, будут уже неподвижными. Учитывая влияние упомянутых погрешностей, можно, например, рекомендовать применение посадок для шлицевых соединений в соответствии с предъявляемыми к ним эксплуатационными требованиями.

Схема расположения полей допусков

для соединения: d -6 28H7/e8 34H12/a11 7F8/f7.

Диаметры шлецевого отверстия:

Диаметры шлицевого вала: ;

Ширина впадин шлицевого отверстия:

Толщина зубьев шлицевого вала:

Схема расположения полей допусков приведена выше. Сборочный чертеж шлицевого соединения и рабочие чертежи шлицевого вала и отверстия показаны на следующей странице, а также простановка допусков и посадок шлицевого соединения на сборочном и рабочих чертежах шлицевого вала и отверстия.

Можно также, провести выбор параметров прямобочного шлицевого соединения.

Чертежи шлицевого соединения

d -6 28H7/e8 34H11/a11 7F8/f7.

2.7. Контроль прямобочных шлицевых соединений

Для прямобочных шлицевых соедине­ний, несмотря на сложность геометрической формы втулки и вала, нор­мируется практически одно отклонение от симметричности боковых сто­рон зубьев (шлицев). Нормирование только одного показателя отклонения расположения связано, с тем, что основным средством контроля деталей шлицевого соединения (вала и втулки) является комплексный (проходной) калибр, выявляющий воз­можность сборки этих элементов. В стандарте на эти калибры установ­лены требования на расположение элементов шлицевого сопряжения.

Допуск симметричности нормируется в зависимости от ширины зуба (шлица) и устанавливается значениями от 0,010 до 0,018 мм (табл.15).

Установившаяся во всем мире система контроля шлицевых деталей с помощью калибров нашла отражение не только указанием об этом в стандарте, нормирующим точностные данные для шлицевого соедине­ния, но и на дополнительные требования еще к параметру от­клонения расположения. В стандарте указано, что если шлицевая деталь контролируется калибром, длина которого меньше длины детали, то дополнительно нормируются требования к отклонению от парал­лельности сторон зубьев (пазов) вала и втулки относительно оси цен­трирующей поверхности. Отклонение от параллельности задается на длине 100 мм значением 0,03 мм при допусках на ширину шлицев от IT6 до IT8 и 0,05 мм при допусках IT9 и IT10.

2.8.1 Контроль прямобочного шлицевого отвер­стия

Для контроля прямобочного шлицевого отвер­стия (втулки) используются:

1. Комплексный калибр-пробка проходной (рис. 7, а). Этот калибр имеет контур, обратный контуру шлицевого прямобочного отверстия, его изготовляют с наименьшими предельными размерами параметров D, d и b . В шлицевом отверстии этот калибр контро­лирует одновременно наименьшие размеры этих па­раметров и их соосность, а также симметричность па­зов, их шаг по окружности и параллельность боковых поверхностей пазов отверстия их осям симметрии.

2. Поэлементный калибр-пробка неполный непро­ходной для контроля ширины паза b (рис. 7, б).

3. Поэлементный калибр-пробка неполный непро­ходной (рис. 7, в) для контроля параметра D.

4. Поэлементный калибр-пробка полный непроход­ной для контроля параметра d (рис. 4, г).

Рисунок 2. Калибры-пробки для контроля шлицевого прямо­бочного отверстия:

а – комплексный проходной; б – неполный непроходной для контроля ши­рины пазов b;

в – неполный непроходной для кон­троля параметра D; г – полный гладкий непроходной для контроля па­раметра d

Шлицевое прямобочное отверстие (втулку) приз­нают годным, если комплексный калибр-пробка вхо­дит в него, а ни одна из поэлементных пробок не про­ходит в размеры D, b и d. Это означает, что каждый параметр не выходит за свои верхние предельные размеры

2.8.2 Контроль шлицевого прямобочного вала

Для контроля шлицевого прямобочного вала используются:

1. Комплексный калибр-кольцо проходной (рис. 8а). Этот калибр имеет контур, обратный контуру шлицевого прямобочного вала; он изготовлен с наи­большими предельными размерами параметров D, d , b; на шлицевом прямобочном валу этот калибр конт­ролирует одновременно наибольшие предельные раз­меры этих параметров и соосность их окружностей, а также симметричность шлицев, их шаг по окруж­ности и параллельность боковых поверхностей шлицев их осям симметрии. На вал этот калибр-кольцо должен проходить по всей длине шлицевой по­верхности.

2. Поэлементный калибр-скоба (рис. 8б) непро­ходной для контроля D шлицевого вала.

3. Поэлементный калибр-скоба непроходной для контроля d шлицевого вала (рис. 8 в).

4. Поэлементный калибр-скоба непроходной для контроля толщины b шлицевого вала (рис. 8г).

Рисунок 3. Калибры для контроля шлицевого прямобочного вала:

а – комплексный калибр-кольцо проходкой; б – калибр-скоба непроходной для контроля параметра D; в – калибр-скоба не­проходной для контроля параметра d;

г – калибр-скоба непро­ходной для контроля толщины шлица b

Шлицевой вал с прямобочным профилем призна­ется годным, если комплексный калибр-кольцо прохо­дит по всей длине его поверхности, а поэлементные калибры-скобы не проходят на размеры D , d и b .

На рисунке 9 представлен полный комплект калибров для контроля прямобочного шлицевого соединения.

Рисунок 4. Полный комплект калибров для контроля прямобочного шлицевого вала и отверстия.

В приложении на рисунках 19,20 и 21 приведены варианты графического оформления данного раздела курсовой работы "Шлицевые соединения", выполненный на формате А3.

3. ЭВОЛЬВЕНТНЫЕ ШЛИЦЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

3.1. Назначение и применение

Шлицевые соединения с эвольвентным профилем зуба имеют то же назначение, что и прямобочные, но обладают рядом преимуществ: технологичностью; повышенной прочностью и передают большие крутящие моменты при аналогичных геометрических параметрах. Эвольвентные шлицевые соединения, особенно в тя­желонaгруженных механизмах, вытесняют шлицевые пря­мобочные соединения. Это объясняется повышенной проч­ностью зубьев эвольвентных шлицевых валов, более вы­сокой технологичностью их изготовления (при заданном модуле шлицы любого размера вала нарезают с помощью одной червячной фрезы) и высокой точностью центриро­вания шлицевых соединений. Шлицевые валы и втулки эвольвентных шлицевых сое­динений отличаются формой и размерами зубьев и впа­дин от аналогичных валов и втулок прямобочных шлице­вых соединений. Боковые поверхности зубьев и впадин выполнены по кривой, называемой эвольвентой, подобно профилю зубьев зубчатых колес.

Рисунок 5. Эвольвентные шлицевые: а-вал, б-втулка

3.2. Геометрические характеристики

Профиль зубьев очерчи­вается окружностью выступов и впадин. Для вала (рис. 10, а ) диаметр окружности вершин зубьев обозна­чают da, а диаметр окружности впадин df. Для втулки (рис рис. 10, б) диаметр окружности впадин обозначают Df,а диаметр окружности вершин зубьев-D a .

Рисунок 6. Параметры эвольвентного шлицевого соединения

Важной разме­рной характеристикой зубьев вала и втулки являются тол­щина s зуба вала и ширина впадины e втулки, определяе­мые по делительной окружности диаметром d. Диаметр делительной окружности выражается через число зубьев z и модуль т (d =тz). За номинальный диаметр соединения принимают на­ружный диаметр D. Геометрические характеристики соединения определяются по зависимостям показаны на рис. 11,12,13 и определены в табл.1.

3.3. Центрирование и посадки

Эвольвентные шлицевые соединения чаще центрируют по наружному диаметру D (рис 12) и по бо­ковым поверхностям зубьев s = e (рис 13). Допу­скается центрирование по внутреннему диаметру. Форма дна впадины вала и втулки может быть как закругленной (см. рис 13), так и плоской ( рис 12). Размерные ряды шлицевых эвольвентных соединений (номинальные диаметры D, модули и числа зубьев z) при­ведены в / 8 /. Выборка наиболее часто применяемых D, m и z приведены в таблице 2, где предпочтительные выделены жирным шрифтом. Посадки по не центрирующим диаметрам установлены только при плоской форме диаметра впадины (табл 3). В случае закругленной формы дна впадины при центрировании как по наружному диаметру D, тaк и по боковым поверх­ностям зубьев s=e на размер df поле допуска не назначают; размер df ограничивают его наибольшим значением dfmax (для исключения возможного защемления вершин зубьев втулки во впадинах вала). Допуск для диаметра Df окружности впадин втулки также не пре­дусмотрен; размер диаметра Df ограничен наименьшим зна­чением. Поля допусков и посадки шлицевых эвольвентных сое­динений даны в табл. 3,4,5 и показаны на рис.14,15.

Таблица 1. Параметры шлицевого эвольвентного соединения

Рисунок 7. Центрирование по наружному диаметру ШЭС.

Рисунок 8. Центрирование по боковым сторонам ШЭС.

Таблица 2. Номинальные значения основных параметров эвольвентных шлицевых соединений (1-го ряда, часто применяемые)

Таблица 3. Посадки при центрировании по наружному диаметру Df =da

Таблица 4. Посадки при центрировании по боковыми поверхностям s = e

Таблица 5. Посадки при центрировании по внутреннему диаметру Da =df

Примечание к таблицам 3,4,5: При выборе полей первый ряд следует предпочитать второму. Предпочтительные посадки выделены. Наибольшие значения нецентрирующих диаметров подсчитывать по формулам:

Df max = D + 2,2m, df max = D - 2,2m, где m-модуль.

3.4.Обозначение шлицевых эвольвентных соединений.

Варианты условных обозначений эвольвентных шли­цевых соединений на чертежах показаны на рис .

Центрирование по боковым сторонам

здесь: D=65, m=3

для шлицевой втулки:

для шлицевого вала:

Рисунок 9. 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:

здесь: D=65, m=3, центрированием по наружному диаметру с посадкой H7/g6 по диаметру D, и посадками: по боковым сторонам, а также H11 / h16 по сопряжению Da/df, в соответствии с табл. 3.

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 ).