Шлицевые соединения по сравнению со шпоночными имеют следующие преимущества: лучшее центрирование и соосность деталей большую прочность и надежность (что при одинаковых размерах позволяет передавать больший крутящий момент), более равномерное распределение нагрузки по высоте зуба.
В зависимости от профиля зуба шлицевые соединения разделяют на прямобочные, эвольвентные и треугольные. Наибольшее распространение получили прямобочные шлицевые соединения с четным числом зубьев. Эти соединения подразделяют на три группы. По эксплуатационному признаку различают легкую, среднюю и тяжелую серии Соединения легкой серии имеют наименьшую высоту и число зубьев и рекомендуются для неподвижных и малонагруженных соединений. Соединения средней и тяжелой серии предназначены соответственно пенно для средних и больших нагрузок, они имеют большую высоту зубьев. Шлицевые соединения могут быть подвижными и неподвижными.
В прямобочных шлицевых соединениях применяют три основных метода центрирования втулки относительно вала, условия применения которых приведены в таблице 8.15.
Таблица 8.15
Применение способов центрирования шлицевых соединений
Способ
центрирования
Условия применения
По наружному
диаметру «D»
В неподвижных соединениях. В подвижных соединениях, передающих малый крутящий момент при невысокой точности центрирования (отверстие калибруется протяжкой, вал – фрезерованием и шлифованием). Наиболее экономично
По внутреннему диаметру «d»
В подвижных соединениях, передающих как малые, так и большие моменты при высокой точности центрирования (отверстие и шлицы вала обрабатываются, шлифованием)
По ширине шлица «b»
В соединениях, передающих знакопеременные ударные нагрузки, большие крутящие моменты, а также при реверсивном движении и низкой точности центрирования
Посадки и допуски по центрирующему элементу значительно точнее, по сравнению с нецентрирующими элементами. Иногда применяют центрирование по двум элементам.
Рассмотрим методику решения задачи на примере. Подвижное шлицевое соединение заданной серии имеет ширину шлица b и вид центрирования, указанный в таблице 8.16.
Таблица 8.16
Исходные данные
Параметр
Значение, описание
Ширина шлица
Серия соединения
Вид центрирования
Точность центрирования
Вид соединения
6 мм
средняя
по внутреннему диаметру
повышенная
подвижное
Решение
8.3.1. Определяем размеры шлицевого соединения. По данным таблицы 8.17, при ширине зуба b = 7мм, для легкой серии получим следующие размеры соединения: 6×28×34 (число зубьев z = 6; внутренний диаметр d = 28 мм; наружный диаметр D = 34 мм).
8.3.2. Допуски и посадки центрирующих элементов прямоточных соединений при центрировании по «d»выбираем по таблице 6.19 (посадки нужно выбирать в зависимости от характера работы изделия). Так, для подвижных соединений подходят посадки с гарантированным зазором. Рекомендуется сочетать поля допусков, расположенные в вертикальных колонках.
В нашем случае получим следующие посадки:
для размера «d» – Ø28 , для размера «b» – Ø7 .
8.3.3. Допуски и посадки для нецентрирующего элемента данного шлицевого соединения «D» выбираем по таблице 6.21: «D» –Ø34 .
Схемы расположения полей допусков элементов шлицевого соединения приведены на рисунке 8.7.
8.3.4. Выбранное шлицевое соединение обозначаем в соответствии с ГОСТ 1139–80 (ИСО 14–1982) следующим образом:
d – 6×28H7/f7×34H12/a11×7F8/f7.
Схема с обозначением прямобочного соединения показана на рисунке 8.8.
Рис.8.8. Схема шлицевого соединения
Таблица 8.17
Размеры прямобочных шлицевых соединений
(ИСО 14–1982, ГОСТ 1139–80)
z×d×D* мм
Ширина зуба
b, мм
Внутренний диаметр
d1, мм, не менее
Легкая серия
6 ×23 ×26
22,1
6 × 26 × 30
24,6
6 × 28 × 32
26,7
8 × 32 × 36
30,4
8 × 36 × 40
34,5
8 × 42 × 46
40,4
8 × 46 × 50
44,6
8 × 52 × 58
49,7
8 × 52 × 62
59,8
10 × 72 × 78
69,6
Средняя серия
6 × 11 × 14
3,0
9,9
6 × 13 × 16
3,5
12,0
6 × 16 × 20
4,0
14,5
6 × 18 × 22
5,0
16,7
6 × 21 × 26
5,0
19,5
6 × 28 × 34
7,0
25,9
8 × 32 × 38
6,0
23,4
8 × 36 × 42
7,0
33,5
8 × 46 × 54
9,0
42,7
10 × 72 × 82
12,0
67,4
Тяжелая серия
10 × 16 × 20
2,5
14,1
10 × 18 × 23
3,0
15,6
10 × 23 × 29
4,0
20,3
10 × 26 × 32
4,0
23,0
10 × 36 × 45
5,0
31,3
10 × 46 × 56
7,0
40,9
16 × 52 × 60
5,0
47,0
16 × 62 × 72
6,0
56,1
16 × 72 × 82
7,0
65,9
20 × 82 × 92
6,0
75,6
*z×d×D – число зубьев × внутренний диаметр × наружный диаметр
Таблица 8.18
Рекомендуемые посадки для размеров D и b при центрировании по D
(ГОСТ 1139–80)
Посадки
Поля допусков соединения
подвижного
неподвижного
D втулки
Н8
Н7
Н7
D вала
е8
f7
g6
h7
js6
n6
b втулки
F8
D9F8
F8
D9
D9F8
F8
D9F8
D8F8
D8F8
b вала
e8
e8d8h9
f7
f8
h9
f7
h8h9
f7
h9
h8
f7
h8js7
h8jS7
Примечание. Поле допуска h9 применяют при чистовом фрезеровании незакаленных шлицевых валов.
Таблица 8.19
Рекомендуемые посадки для размеров d и b при центрировании по d
(ГОСТ 1139–80)
Посадки
Поля допусков соединения
подвижного
неподвижного
d втулки
Н8
Н7
d вала
е8
f7
g6
h7
h7
jS6
jS7
h6
b втулки
D9F10
D9F10
D9
F8
D9F10
F8
D9F10
Н8
F8F10
D9
Н8
F8F10
Н8
b вала
e8e9
f8
e8
h9
f7
h7f8
f8
h9
f7
h7
f8
h9
h7h8
h7jS7k7
k7
jS7
h7jS7
jS7
Примечания:
1. Поле допуска h9 применяют при чистовом фрезеровании незакаленных шлицевых валов.
2. Поле допуска F10 применяют только для закаленных не шлифованных втулок.
Таблица 8.20
Рекомендуемые посадки для размера b при центрировании по b
(ГОСТ 1139–80)
Посадка
Поля допусков соединения
подвижного
неподвижного
b втулки
D9, F8, F10
D9, F8, F10
D9, F8
D9, F10
b вала
e8, f8, d9, h9
d9, f8, h9, e9
jS7
k7
Примечание. Поле допуска e9 рекомендуется применять для незакаленных валов.
Таблица 8.21
Поля допусков нецентрируемых диаметров валов (ГОСТ 1139–80)
Размер
Вид центрирования
Поля допусков
вала
втулки
d
«D», «b»
d1 (табл. 10.3)
Н11
D
«d», «b»
а11
Н12
Варианты заданий для курсовой работы по теме 1
Данные к определению зазоров и натягов в соединениях
Первая
цифра
варианта
Номинальный размер соединения, мм
Вторая
цифра
варианта
Посадки
с зазором
с натягом
переходная
D8/h7
H7/t6
H8/k7
G7/h6
T7/h6
H7/js6
Н7/е8
H7/r6
K7/h6
F8/h6
H7/p6
H7/n6
H7/g6
H8/u8
M7/h6
E9/h8
H7/s6
N7/h6
H8/d9
P7/h6
Н6/ш5
H8/h7
R7/h6
Js7/h6
Hll/dll
U8/h7
H8/n7
D10/h9
H8/z8
H7/k6
Варианты заданий для курсовой работы по теме 2
Исходные данные, а также марка масла и система изготовления приведены в таблицах 2.3 и 2.4.
Таблица 2.4
Параметр
Первая цифра варианта
Диаметр соединения, dn, мм
Длина соединения, l,мм
Шероховатость поверхности
вала RZd, мкм
0,20
0,32
0,40
0,50
0,63
0,80
1,00
1,25
1,60
2,0
отверстия RZD, мкм
0,32
0,40
0,50
0,63
0,80
1,00
1,25
1,60
2,0
2,5
Таблица 2.5
Параметр
Вторая цифра варианта
Радиальная сила R, кН
0,7
0,8
0,9
1,5
2,0
2,5
2,3
0,6
0,5
0,4
Частота вращения n, мин-1
Марка масла
М-8В1
М-10В2
М-12Г1
И-Л-А-32
И-Л-А-46
И-Л-А-68
И-Л-А-100
Т-22
Т-30
Т-46
Система изготовления
CH
Ch
CH
Ch
CH
Ch
CH
Ch
CH
Ch
Варианты заданий для курсовой работы по теме 3
Исходные данные приведены в таблицах 3.7 и 3.8.
Таблица 3.7
Параметр
Первая цифра варианта
Крутящий момент МКР, Н∙м
Материал вала
Сталь 25
Сталь30
Сталь35
Сталь 40
Сталь 45
Длина соединения l, мм
Таблица 3.8
Параметр
Вторая цифра варианта
Радиальная сила
Pr, кН
4,0
3,0
3,5
2,5
2,0
3,2
2,2
1,5
1,0
1,2
Осевая сила
РОС, кН
3,0
2,5
2,0
1,8
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
Диаметр соединения, dn, мм
Внутренний диаметр вала, d1, мм
Наружный диаметр ступицы, d2, мм
Материал
отверстия
СЧ 28
СЧ 20
Сталь 30
ЛМцОс
58-2-2
Бр
А11Ж6Н6
Система изготовления
Ch
CH
Ch
CH
Ch
CH
Ch
CH
Ch
CH
Варианты заданий для курсовой работы по теме 4
Данные к выбору переходной посадки
Первая цифра варианта
Технические и
эксплуатационные
требования к посадке
Вторая цифра варианта
Диаметр соединения,мм
1*
На соединение действует вибрационная нагрузка. Разборка производится редко
86 94 12
105 130
2 3*
По условиям работы соединение требует преимущественно зазора
36 40 92
4 5*
Детали соединения неподвижны, масса их небольшая, разборка производится часто
30 22 43
ПО
На соединение действует постоянная по величине нагрузка. Допускается равная вероятность получения как зазора, так и натяга
44 57 68
8 9*
По условиям работы соединение требует преимущественно натяга
31 46 65
Примечание:* — посадка повышенной точности.
Варианты заданий для курсовой работы по теме 5
Исходные данные приведены в таблице 5.11 и 5.12
Таблица 5.11
Параметр
Первая цифра варианта
Радиальное усилие Fr, кН
3,0
3,2
3,4
3,6
3,8
4,0
4,2
4,4
4,6
4,8
Класс точности подшипника
Группа зазора
нор-мальная
нор-мальная
Кольцо, которое вращается
внутреннее
наружное
внутреннее
наружное
внутреннее
Таблица 5.12
Параметр
Вторая цифра варианта
Подшипник
Наружный диаметр корпуса D1, мм
Внутренний диаметр вала d2, мм
Характер нагрузки
перегрузка до 125 %
перегрузка до 150 %
перегрузка до 200 %
Варианты заданий для курсовой работы по теме 6
Для сборочной единицы сельскохозяйственной машины, представленной на чертежах 1– 2 (приложение 2), в соответствии с заданным вариантом (табл. 6.3 и 6.4) провести расчет указанной размерной цепи теоретико-вероятностным методом*.