Раздел 2. Обоснование и расчет посадок шпоночного или шлицевого соединения, резьбовых соединений

Обоснование и расчет прямобочного шлицевого соединения

 

Допуски и посадки прямобочных шлицевых соединений

 

Шлицевым соединением или зубчатым соединением, называется разъёмное соединение вала с отверстием, образуемое выступами - зубьями на валу, входящими во впадины - шлицы соответствующей формы в ступице (рис. 2.1).

 

 

Рис 2.1

 

Шлицевые соединения применяются для передачи нагрузки с колеса на вал, имеют большую нагрузочную способность и обеспечивают большое сопротивление усталости вал, чем шпоночные соединения. Они хорошо центрируют и направляют детали по валу. Поэтому они являются основными для соединения с валом подвижных вдоль вала зубчатых колёс коробок передач.

Для того, чтобы обеспечить передачу разных значений моментов, при нормировании размеров шлицевых соединений (ГОСТ 1139-80) выделяют лёгкие, средние и тяжёлые серии, которые отличаются разным сочетанием чисел (шлицев) z, размерами внутреннего диаметра d, наружного диаметра и шириной b зуба (впадины).

Для обеспечения концентричности поверхности втулки относительно оси вращения вала у шлицев сопрягаемых деталей предусмотрена центрирующая поверхность. Существует три способа центрирования: по поверхности наружного диаметра D, по поверхности внутреннего диаметра d по боковой поверхности шлицев b.

Выбор способа центрирования зависит от эксплуатационных требований и технологии изготовления шлицевых деталей. Наиболее простым и экономичным способом является центрирование по наружному диаметру D. Но этот способ применим только в том случае, если втулка остаётся незакалённой или калится на невысокую твёрдость и допускает протягивание или калибрование. Центрирование по поверхности внутреннего диаметра применяют при высокой твёрдости термически обработанных деталей и когда требуется повышенная точность центрирования.

Центрирование по боковым сторонам шлицев используют реже - когда не требуется высокая точность центрирования сопрягаемых деталей и при знакопеременных нагрузках.

Размеры и допуски шлицевых прямобочных соединений нормируют согласно ГОСТ 1139-80. Посадки осуществляются, как правило, по центрирующей поверхности и по боковым поверхностям или только по боковым поверхностям. Посадки выбирают по соответствующим таблицам стандарта в зависимости от характера работы соединения.

1. Поля допусков для размеров центрирующих поверхностей:

1.1. При центрировании по внутреннему диаметру d.

Для подвижных соединений точность внутреннего диаметра втулки нормируется полями допусков Н7, Н8. Для внутреннего диаметра вала нормируется пять полей допусков; предпочтительными являются f 7, g 6.

Для ширины шлицев втулки предпочтительными являются поля допусков - Д9, F 10; для ширины шлицев на вал предпочтительные поля допусков - h 9; f 9; f 8.

Для неподвижных соединений при центрировании по внутреннему диаметру нормируется поле допуска H 7 на внутренний диаметр втулки и четыре поля допуска на внутренний диаметр вала, предпочтительными являются h 7; js 6.

1.2. При центрировании по наружному диаметру.

Для подвижных соединений на наружный диаметр втулки рекомендуется поле допуска Н7, на наружный диаметр вала – f 7; g 6; h 7.

Для ширины шлицев при центрировании по наружному диаметру рекомендуются D 9 и F 10 для шлицев втулки и d 9; h 9; f 7; f 8 для шлицев вала. Для неподвижных соединений на центрирующий наружный диаметр нормируется поле допуска Н7 для диаметра втулки и поле допуска js 6 для диаметра вала.

Для неподвижного соединения при центрировании по наружному диаметру для ширины шлицев установлены поле допуска F 8 для втулки и поле допуска js 7 для шлицев вала.

1.3. При центрировании по боковым сторонам шлицев.

Для подвижного соединения рекомендуют поля допусков D 9 и F 10 и поля допусков e 8; f 8 для шлицев вала.

Для неподвижного соединения рекомендуют поле допуска F 8 на ширину шлицев втулки и поле допуска js 7 для шлицев вала.