Шлицевые соединения
Шлицевые соединения.
1. Общие сведения.
Шлицевое соединение представляет собой соединение, образуемое выступающими (зубьями) на валу, входящими во впадины соответствующей формы (шлицы) в ступице. Эти соединения можно представить как многошпоночные, у которых шпонки выполнены за одно целое с валом. Зубья на валу изготавливаются фрезерованием, а шлицы в ступице методом протяжки.
Достоинства:
1. Меньшие радиальные габариты.
2. Высокая нагрузочная способность.
3. Лучшее центрирование детали (обеспечивает соосность вала и ступицы).
4. Большая усталостная прочность вала (меньший коэффициент концентрации напряжений).
Недостатки:
Рекомендуемые материалы
1. Повышенная сложность изготовления.
2. Неравномерность распределения нагрузки между шлицами.
Классификация шлицевых соединений.
1. По способу соединения вал-ступица.
а) подвижное
б) неподвижное (колесо зафиксировано в осевом направлении).
2. По форме поперечного сечения шлицов.
а) прямобочны
b
 |
z
 |
d D
z-число шлиц,
b- ширина зуба,
d- внутренний диаметр (диаметр впадин),
D- диаметр вершин.
б) эвольвентные
m
z
 | |||
 | |||
h D
 |
D- наружный диаметр,
m- модуль зацепления.
В отличие от зубчатых колес зубья (шлицы) имеют угол зацепления a=30°, h » 0.8m
в) треугольная a
 |
D
В настоящее время 80% шлицевых соединений используется вид а.
Преимущества а):
Более простое изготовление (по сравнению с б).
Недостаток:
Большая концентрация напряжений Þ меньшая нагрузочная способность.
Преимущества б):
Меньшая концентрация напряжений.
Недостатки:
Более сложное изготовление шлицов в ступице, а также более трудоемкое шлифование.
Шлицы по форме в) менее технологичны, обладают меньшей нагрузочной способностью, поэтому применяют их в приборах, а также, где стеснены радиальные габариты.
Прямобочные шлицевые соединения.
Бывают трех серий:
· Легкая
· Средняя
· Тяжелая
Внутренний диаметр постоянен (d=const), поэтому с ростом серии растет внешний диаметр (D) и число зубьев (z).
Центровка деталей при прямозубом шлицевом соединении осуществляется тремя способами:
1.Центрирование по внешнему диаметру (D).
HB<350
 | |||
 | |||
малый зазор
 |  |  |
D
Так центрируются в основном неподвижные соединения.
2.Центрирование по внутреннему диаметру (d).
HB>350
пазы под шлифовальные круги.
малый зазор
 | |||||
 |  |
Центрируются подвижные соединения.
3.Центрирование по ширине (b).
b
зазор отсутствует
 |  | ||
 | | |
Применяется при реверсивной нагрузке, т.к. зазор между боковыми поверхностями отсутствует. Кроме того, при этом способе центрирования, нагрузка между шлицами распределяется равномерно, в отличие от других способов, но соосность валов менее точна. Такой вид центрирования применяется . например, на карданных валах автомобилей.
Наилучшую соосность валов обеспечивает центрирование по внутреннему и внешнему диаметрам. Однако, нагрузка на шлицы неравномерна.
На чертежах шлицевое соединение обозначается следующим образом:
- z´d´D´b
 |
вид центрирования
 |
l
Пример:
Эвольвентные шлицевые соединения.
1.Центрирование по внешнему диаметру (D).
2.Центрирование по боковым поверхностям (b).
2.Критерии работоспособности и расчет шлицевых соединений.
Причины выхода из строя:
· Неподвижное шлицевое соединение:
смятие рабочих поверхностей шлицов;
срез шлицов или зубьев.
· Подвижное шлицевое соединение:
Износ рабочих поверхностей (связан основном с величиной напряжений смятия).
Т.о. основными критериями шлицевых соединений являются:
· Прочность на смятие и срез,
· Износостойкость рабочих поверхностей.
Расчет на износостойкость и по напряжениям смятия совмещен в одном расчете путем выбора соответствующих допускаемых напряжений.
Расчет по напряжениям смятия.
T b
 |
D Ft1 h
z
t
 |
d
В отличие от шпоночных соединений, эпюра распределения напряжений смятия равномерна ( из-за малой высоты).
, где l- длина шлицевого соединения.
- коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки по шлицам.
, где
|
D,d,b,z – являются стандартными величинами и берутся из ГОСТа.
Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта - 3.3 Марковские моменты.
Меньшие значения для чугунных ступиц (80,30).
Большие значения для стальных ступиц (150,60).
Т.к. все шлицевые соединения стандартные, то размеры подбираются так, чтобы напряжения среза всегда были меньше напряжений смятия. Следовательно соответствующая проверка не нужна.
