Меню

Шлицевое соединение длина ступицы

Конструкция и расчет шлицевых соединений

Соединение ступицы с валом вместо шпонки может осуществляться с помощью шлицов. Такое соединение ступицы с валом называется зубчатым или шлицевым.

В зависимости от формы профиля зубьев различают соединения с прямобочными, эвольвентными и треугольными зубьями (шлицами) (Рис. 5.5). Достоинства шлицевых соединений:

а) возможность передачи больших моментов благодаря значительно большей поверхности контакта соединяемых деталей и более равномерному распределению давления по этой поверхности;

б) более точное центрирование ступицы по валу,

в) лучшее направление при перемещении ступицы по валу,

Рис. 5.5 Основные типы зубчатых (шлицевых) соединений:
а – прямобочное; б – эвольвентное; в – треугольное

Прямобочные (ГОСТ 1139-80) шлицевое соединение наиболее распространено. Соединение выполняется с центрированием ступицы: по боковым сторонам зубьев в, по наружному диаметру D, по внутреннему диаметру d (Рис. 5.6)

Центрирование по “ ” (Рис. 5.6, а) не обеспечивает точной соосности ступицы и вала. Поэтому его рекомендуют при передачи больших моментов. Центрирование по “D” и “d” применяется, когда требуется точность совпадения осей соединяемых деталей (Рис. 5.6, б, в).

Рис. 5.6 Виды центрирования прямобочных зубчатых
соединений: а – по боковым граням; б – по наружному диаметру; в – внутреннему диаметру; г – форма сечения ступицы;
д, е – форма сечений вала исполнений б, в

Эвольвентное шлицевое соединение (ГОСТ 6033-80) различают с центрированием ступицы по боковым сторонам “S” (Рис. 5.7, а) и по наружному диаметру “D” (Рис. 5.7, б). Центрирование по “S” наиболее распространено.

Достоинства эвольвентных шлицевых соединений: более высокая прочность зубьев, вследствие их утолщения к основанию; высокая технологичность и более низкая стоимость изготовления шлицевых валов.

Рис. 5.7 Эвольвентное зубчатое зацепление:
а – центрирование по боковым граням; б – центрирование
по наружному диаметру

Вследствие высокой стоимости протяжек для изготовления шлицев в ступицах малых и средних размеров – эвольвентные шлицевые соединения применяются реже прямобочных.

Примеры обозначения шлицевых соединений

Обозначение Способ центрирования
Прямобочные шлицевые соединения
D – 8×36×40H8h7×7F10h9 по внешнему диаметру
d – 8×36H7e8×40H12a11×7D9f8 по внутреннему диаметру
b – 8×36×40H12a11×7D9h8 по ширине шлиц
Эвольвентные шлицевые соединения
50×2×9H9g по эвольвенте
50×H7g6×2 по внешнему диаметру

Треугольное зубчатое соединение применяется только в качестве неподвижного при передаче небольших моментов. Центрирование такого соединения осуществляется только по боковым граням. Применяются также конические шлицевые соединения (конусность 1 : 16).

Число Z и размеры шлицев принимаются в зависимости от диаметра вала по соответствующему ГОСТ. Длина зубьев определяется длиной ступицы, а если ступица подвижная – величиной хода её перемещения.

Расчёт шлицевых соединений производится обычно как проверочный.

Шлицевые соединения рассчитываются на смятие по формуле:

;

где: σсм – расчётное напряжение смятия на рабочих поверхностях шлицев;

dc – средний диаметр шлицевого соединения;

h – высота поверхности контакта шлицев, принимаемая равной длине ступицы;

ψ – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между шлицами, принимаемый равным 0,7…0,8;

[σ]см – допускаемое напряжение смятия для рабочих поверхностей шлицев.

Размеры dc и h определяют из выражений: прямозубных шлицев:

; ;

Для шлицев эвольвентного профиля с центрированием по S: dc = dд = mz и h = m = dд/z;

где: – диаметр делительной окружности;

для шлицев эвольвентного профиля с центрированием по :

dc = dд = mz и h = 0,9m = 0,9 dд/z;

для шлицев треугольного профиля:

Допускаемое напряжение на смятие [σ]см для шлицевого соединения при среднем режиме работы можно принимать: для неподвижного с термической обработкой шлицев [σ]см = 100…140 МПа и без термической обработки [σ]см = 60…100 МПа.

При лёгком режиме работы значение этих напряжений можно увеличить на 20…40%, а при тяжелом режиме их необходимо снизить на 30…50%.

Читайте также:  Съемник подшипника передней ступицы ваз 2114 своими руками

В последнее время начали применять шариковые шлицевые соединения (Рис. 5.8), требующие очень малых усилий для перемещения ступиц. При перемещении последних под нагрузкой несущая способность шариковых шлицевых соединений в несколько раз больше, чем обыкновенных шлицевых соединений. Так как шариковые шлицевые соединения по конструкции сложнее и дороже обыкновенных, то применение их ограничено.

Рис. 5.8 Шариковое шлицевое соединение

Допускаемый момент (Нм) для шарикового шлицевого соединения (твердость вала и ступицы не менее 60 НRС):

где Zшл – число рабочих выступов (шлиц);

– рабочая длина соединения, мм;

d, Dср – диаметры шариков и окружности расположения центров шариков, мм.

Источник

Шлицевое соединение

Использование шлицевого соединения — один из способов жесткой передачи крутящего момента.

Шлицы, по сравнению со шпоночным соединением обладают несколькими преимуществами — лучшей прочностью, точностью и технологичностью.

Шпонки необходимо подгонять, поэтому их рекомендуется применять в единичном или мелкосерийном производстве. Шлицы, в отличае от шпонок, взаимозаменяемы, и рекомендуется использовать в крупносерийном и массовом производстве.

Шлицы считаются более технологичным соединением, чем шпонка, внутренние шлицы изготавливают протягиванием, наружные — фрезерованием (червячными фрезами), долблением, строганием.

В технике применяются прямоугольные, треугольные, трапецеидальные, эвольвентные шлицы.

Наибольшее распространение получили прямоугольные шлицы.

Размер шлицев

Стандарт ГОСТ 1139-80 устанавливает размеры на прямоугольные шлицевые соединения, он регламентирует:

  • число зубьев шлицевого соединение;
  • наружный диаметр шлицев;
  • внутренний диаметр шлицев;
  • ширину зуба;
  • размеры скруглений, фасок;
  • предельные отклонения.

Исполнение 1 предназначено для валов средней и легкой серий. Валы исполнения 1 и 3 центрируются по внутреннему диаметру, исполнения 2 — по наружному диаметру и боковым поверхностям зубьев.

Размеры шлицев представлены в следующей таблице.

Обозначение шлицевого соединения

В обозначении шлицев указывается:

  1. буква, указывающая на поверхность центрирования, ри центрировании по наружному диаметру в начале обозначения указывается — D, по внутреннему диаметру — d, при центрировании по боковым поверхностям — b.
  2. число зубьев
  3. внутренний диаметр d (при надобности, с полем допуска)
  4. наружный диаметр D (с полем допуска на размер)
  5. ширина зуба b (с полем допуска на размер)

Если размер не является центрирующим, то допускается не указывать на него поле допуска.

Пример обозначения шлицев

Для составления конструкторской документации обозначим вал с центрированием по внутреннему диаметру d=36 мм, допуском f7, восемью шлицами, внутренним диаметром D=40 мм с допуском a11, шириной зуба 7 мм с допуском f9.

Для втулки этого же шлицевого соединения обозначение будет выглядеть следующим образом:

Источник

Соединения шлицевые

СОЕДИНЕНИЯ ШЛИЦЕВЫЕ ПРЯМОБОЧНЫЕ
( ГОСТ 1139-80 )

Описание распространяется на прямобочные шлицевые соединения общего назначения, имеющие зубья вала, расположенные параллельно продольной оси соединения, и с боковыми сторонами профиля, параллельными оси симметрии шлица вне окружности диаметра.

Шлицевые соединения, как и шпоночные, предназначены для передачи крутящих моментов в соединениях шкивов, муфт, зубчатых колес и других деталей с валами. В отличие от шпоночных соединений, шлицевые соединения, кроме передачи крутящих моментов, осуществляют еще и центрирование сопрягаемых деталей. Шлицевые соединения могут передавать большие крутящие моменты, чем шпоночные, и имеют меньшие перекосы и смещения пазов и зубьев. В зависимости от профиля зубьев шлицевые соединения делят на соединения с прямобочным, эвольвентным и треугольным профилем зубьев.

По ГОСТ 1139-80 в зависимости от передаваемого крутящего момента установлено три типа соединений – легкой, средней и тяжелой серии. Номинальные размеры основных параметров и число зубьев шлицевых соединений общего назначения с прямобочным профилем зубьев, параллельных оси соединения, приведены в табл. В шлицевых соединениях с прямобочным профилем зуба применяют три способа относительного центрирования вала и втулки:

Читайте также:  Подшипник задней ступицы гранта седан

— по наружному диаметру D
— по внутреннему диаметру d
— по боковым сторонам зубьев b

Центрирование по D рекомендуется при повышенных требованиях к соосности элементов соединения, когда твердость втулки не слишком высока и допускает обработку чистовой протяжкой, а вал обрабатывается фрезерованием и шлифуется по наружному диаметру D. Применяется такое центрирование в подвижных и неподвижных соединениях.
Центрирование по d применяется в тех же случаях, что и центрирование по D, но при твердости втулки, не позволяющей обрабатывать ее протяжкой. Такое центрирование является наименее экономичным.
Центрирование по b используют, когда не требуется высокой точности центрирования, при передаче значительных крутящих моментов.

РАЗМЕРЫ СЕЧЕНИЙ ПРЯМОБОЧНЫХ ШЛИЦЕВ

Основные размеры прямобочных шлицев
z x d x D, мм
z — число зубьев
d1, мм a, мм b, мм c, мм r, мм
не более
не менее
легкая серия
6 x 23 x 26
6 x 26 x 30
6 x 28 x 32
8 x 32 x 36
8 x 36 x 40
8 x 42 x 46
8 x 46 x 50
8 x 52 x 58
8 x 56 x 62
8 x 62 x 68
10 x 72 x 78
10 x 82 x 88
10 x 92 x 98
10 x 102 x 108
10 x 112 x 120
22.1
24.6
26.7
30.4
34.5
40.4
44.6
49.7
53.6
59.8
69.6
79.3
89.4
99.9
108.8
3.54
3.85
4.03
2.71
3.46
5.03
5.75
4.89
6.38
7.31
5.45
8.62
10.08
11.49
10.72
6
6
7
6
7
8
9
10
10
12
12
12
14
16
18
0.2
0.2
0.2
0.3
0.3
0.3
0.3
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.2
0.2
0.2
0.3
0.3
0.3
0.3
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5