Допуски и посадки шлицевых соединений

Шлицевое соединение можно представить как многошпоночное соединение, у которого шпонки составляют одно целое с валом. По сравнению со шпоночным соединением оно является более прочным, нагрузка на вал и втулку распределяется равномернее, обеспечивая меньшую концентрацию напряжений. В тоже время шлицевое соединение обеспечивает лучшее центрирование и направление втулки на валу. 

Шлицевые соединения подразделяются:

– по форме шлицевых поверхностей – на прямобочные, эвольвентные, треугольные и трапециидальные;

– по условиям эксплуатации – на подвижные и неподвижные;

– по условиям нагружения – на тяжелые, средние и легкие.

Наибольшее применение находят шлицевые соединения с прямобочным и эвольвентным профилем. Соединения с эвольвентным профилем более прочны, обеспечивают лучшее центрирование вала и втулки и, кроме того, имеют ряд технологических преимуществ. Однако в тех случаях, когда вал и втулка подвергаются закалке и возникает необходимость шлифования эвольвентных профилей, применение этих соединений экономически невыгодно.

Прямобочные шлицевые соединения регламентирует ГОСТ 1139–80. В соответствии с выше упомянутым ГОСТом существует три способа центрирования шлицевых соединений (рис. 20): по боковым поверхностям шлиц; по внутреннему диаметру и по наружному диаметру.

а                                       б                                        в   Рис. 20. Способы центрирования шлицевых соединений с прямобочным профилем: а – по боковым сторонам шлиц; б – по внутреннему диаметру; в – по наружному диаметру

 

 

Метод центрирования по боковым сторонам зубьев обеспечивает достаточно точные поля допусков и посадки только по размеру . Данный метод центрирования самый простой и дешевый. Он назначается при невысоких требованиях к соосности сопрягаемых деталей, когда главное требование состоит в надежной передаче крутящего момента и отсутствии ударов при реверсе.

Методы центрирования по внутреннему  и наружному  диаметрам примерно равноценны. Оба регламентируют точность и вид сопряжения по двум элементам: центрирующему диаметру и боковым сторонам зубьев. По не центрирующему диаметру обеспечивается гарантированный зазор, что исключает его влияние на собираемость шлицевого соединения.

Посадки выбирают в зависимости от характера соединения из числа посадок предусмотренных для гладких цилиндрических соединений.

Для подвижных шлицевых соединений используют следующие посадки:

1) для сопряжения по центрирующему диаметру (либо по , либо по )

; ; ,

2) для сопряжения по боковым сторонам шлиц

; ; .

Для неподвижных соединений, передающих умеренные нагрузки, и при необходимости частой разборки применяют следующие посадки:

1) для сопряжения по центрирующему диаметру

;  и др.,

2) для сопряжения по боковым сторонам шлиц

; .

Для неподвижных шлицевых соединений, передающих значительные, в том числе ударные нагрузки:

1) для сопряжения по центрирующему диаметру

; ,

2) для сопряжения по боковым сторонам шлиц

; ; .

Шлицевые прямобочные соединения на чертежах обозначаются следующим образом:

- при центрировании по внутреннему диаметру

;

- при центрировании по наружному диаметру

;

- при центрировании по боковым сторонам шлиц

.

 

Рис. 21. Шлицевое соединение           с эвольвентным профилем

Допуски и посадки эвольвентных шлицевых соединений устанавливает ГОСТ 6033−80. В шлицевых эвольвентных соединениях втулку относительно вала центрируют по боковым поверхностям зубьев (рис. 21, наиболее часто) или по наружному диаметру. Центрирование по внутреннему диаметру не рекомендуется из-за малых размеров опорных площадок во впадинах зубьев.

При центрировании по боковым поверхностям шлиц установлено два вида допусков для ширины  впадины втулки и толщины  зуба вала (рис. 22).  – допуск собственно на ширину впадины втулки (толщину зуба вала), а  – суммарный допуск, включающий отклонения формы и расположения элементов профиля впадины (зуба).

Суммарный допуск  контролируют комплексными калибрами (для втулки – калибр-пробкой, для вала – калибр-кольцом). Допуски  и  контролируют, когда не применяют комплексные калибры. При одинаковой степени точности допуски на ширину впадины и толщину зуба равны.

 

 

 

                     Рис. 22.  Расположение   полей   допусков ширины

                     впадины втулки и толщины  зуба вала в эвольвентных

                     шлицевых соединениях

 

Отклонения размеров  и  отсчитывают от их общего номинального размера по дуге делительной окружности.

Для ширины  впадины втулки установлено одно основное отклонение  и степени точности 7, 9, 11, для толщины  зуба вала установлены десять основных отклонений (рис. 23) и степени точности 7−11. Посадки по боковым поверхностям зубьев установлены только в системе отверстия.

Рис. 23.  Основные отклонения для ширины  впадины втулки и ширины   зуба вала в шлицевых эвольвентных соединениях при посадке по боковым сторонам шлиц

При центрировании по наружному диаметру рекомендуется использовать следующие посадки

; ; ; ; .

При этом на боковые поверхности зубьев втулки и вала предусмотрены следующие поля допусков:

- для втулки , ;

- для вала , , , , .

Эвольвентные шлицевые соединения на чертежах обозначаются следующим образом:

- при центрировании по боковым поверхностям шлиц

(с наружным диаметром 50 мм и модулем 2 мм);

- при центрировании по наружному диаметр

.

ЛЕКЦИЯ№8