ВалОсьМихайлов (560144), страница 4
Текст из файла (страница 4)
13. Зубчатые соединения Однако указанные способы центрирования имеют существенные недостатки, связанные с тем, что высокоточное шлицевое отверстие во втулке можно изготавливать лишь последовательным протягнванием набором черновых,чистовых и калибрующих протяжек, изготавливаемых на зуборезном оборудовании. Протяжка — инструмент дорогой, окупающийся только при изготовлении больших серий, и может обрабатывать только поверхности с незначительной твердостью (до НВ = 320), что не всегда достаточно для износостойкости соединения при длительной работе.
Когда точность центрирования по зубьям недостаточна, например для высокоскоростных и высоконагружеиных передач, целесообразно прв зубчатом соединеняи центрировать колесо с валом по вспомогательной цилиндрической поверхности (рис. 13, в) с переходной посад- Н7 кой»б Зубы в этом слУчае центрирования не осуществляЮт, их делают короткими (длина определяется из расчета их на прочность). Размеры цилиндрической центрирующей поверхности выбирают из условия достижения продольной устоячивости колеса, на валу. Более высокая точность центрирования и одновременно наибольшая продольная устойчивость колеса на валу достигается при центрировании по двум узким цилиндрическим пояскам по обе стороны от зубьев (рис.
13, г). При этом применяется. стандартное кольцо по нормали 728М53, устанавливаемое в отверстие втулки с гарантированным Н7 натягом (по посадке — ). Последующая обработка с одного установа гб отверстий во втулке и в кольце позволяет получить цилиндрические пояски высокой твердости и точности и обеспечивать необходимую посадН7 ку (обычно — ). В процессе работы высокотвердые зубья на валу «доформировывают» впадины меньшей твердости во втулке, улучшая прилегание в контакте (для сохранения эффекта самоприработки при повторной сборке соединения необходимо соблюсти прежнее сочетание зубьев и впадин). Центрирование по двум пояскюа применяют и в случае коротких зубьев с ! < О,:Ы, не обеспечивающих продольной устойчивости втулки нв.вану.
На рис. 13, д показано зубчатое соединение с прямобочным профилем. Вал с такими зубьями менее прочен, чем с эвольвентными, из-за большой концентрш1ии зубьев у основания (коэффициент концентрации при том же диаметре соединения примерно в два раза выше). Кроме того, инструмент для изготовления зубьев имеет непрямолянейные кромки сложного очертания, а значит сложен в заточке. Поэтому соединение получается менее точным и более дорогим.
Более широкое првменение соединений с прямобочным профилем можно обьяснить главным образом тем, что накоплен большой опыт по нх применению, хотя в пользу использования прямобочного соединения с центрированием йо малому дваметру д, ноказанного на ряс. 13, д, говорит то, что при этом (юявляется возможность шлифовать поверхность диаметром И как у втупки, так и у вала, а значит иметь высокую твердость поверхности (5б...бО,УИС) и, как следствие, уменьшение износа под нагрузкой. При этом'11Фкомендуется назначать для диаметра Ф Н7 переходную посадку практически с малым зазором —., для диаметра 1 6' Н12 Р— посадку с большим зазором —, а для боковых сторон зубьев— а11' Р10 свободную посадку —..
Прямобочные соединения с наружным диамет- 7'7' ром 27 е 14 мм стандартизованы ГОСТ 1139-80. Причины износа зубчатых соединений заключаются в следующем. При передаче вращающего момента, вызываемого тангенциальной силой (как, например, в зубчатых передачах), в условиях посадки с зазором нри повороте соединения относительно точки приложения силы происходит проскальзывание в местах контакта, а значит действуют силы трения, которые приводят к износу и теплообразованию. Кроме того, проскальзывание происходит в результате действия опрокидывающего момента, действующего в продольном сечении вала, а также вследствие упругого скручивания вала и нарушения прилегания контактных поверхностей по длине (особенно'при 1 > 27 ).
Все зто являетея причиной износа тяжелонагруженных соединений даже при условии организации смазки, а некоторые соединения приходится смазывать даже от форсунки под давлением, чтобы обеспечить их охлаждение. Посадка с натягом прахтически устраняет проскальзывание и повышает износостойкость, но затрудняет сборку-разборку. На рис. 13, е показано соединение с мелкими зубьями треугольного профиля с'центрированием по боковым поверхностям.
Такие соединения с наружным диаметром Р > 8 мм и числом зубьем 20...70 стандартизованы по авиационной нормали 105МТ-44. Эти соединения применяют для координации углового положения детали на валу (например, при соединении качалки рычажной передачи с осью) или при стесненных радиальных размебах (например, при тонкостенных валах или втулках). Попыткой заменить сложные и дорогие зубчатые соединения является применение профильных соединений (рис. 14). Они имеют достаточную точность центрирования, но в них действуют значительные расчорные силы, что надо учитывать при выборе толщины стенок втулки. Соединение с тремя гранями по рис.' 14, а (центрирование по боковым граням) более предпочтительно, чем соединение с тремя лысками по рис.
14, б (центрирование по цилиндру диаметром 27 ), так как его отверстие может быть получено не только протяжкой, но и пальцевой фрезой с последующим шлифованием пальцевым камнем, что позволяет использовать материалы высокой твердости. Соединение с тремя гранями (рис. 14, а) обеспечивает лучшее центрирование и имеет.
большую несущую способность, чем с четырьмя гранями (рис. 14, в). Последнее широко распространено как более технологичное и используется очень давно, но для неответственных соединений и при малой частоте вращения (главиым образом для регулировки или при преобразовании вращательного движения в'поступательное). В механизмах приборов находят применение еще более простые соединения с одной (рис. 14, г) или с двумя лысками.
Однако Напряженна смятия в профильных соединениях выше, чем в зубчатых Рис. 14. Профвльные соединения Раньше чем зубчатые и профильные соединения (кроме квадрата) вошли в практику шпоночные соединения, реализующие тот факт, что для передачи вращающего момента в соединении вал-втулка достаточно на цилиндрических поверхностях иметь один выступ и адин паз. Чтобы не исключать выгоды применения токарной обработкя стали делать брусок (шпонку), вкладываемый в соответствующие пазы на валу и во втулке.
При шпоночном соединении деталь на валу центрируется по цилиндрической поверхности, а вращающий момент передается боковыми сторонами шпонки и пазов. Из разных видов шпоночных соединений (рис. 15) наибольшее применение получили соединения призматические по ГОСТ 23360-78 (рис.
15, а) для диаметров вала > 6 мм и соединения сегментные по ГОСТ 24071-80 (рис. !5, б) для диаметров ~ 3 мм. Последние более технологичны и точны в отношении изготовления пазов на валу дисковыми фрезами, работающими более производительно и более устойчиво, чем пальцевые фрезы для вмполнения пазов под призматические шпанки.
Пальцевые фрезы склонзйа к боковым упругим отклонениям и дают пазу на валу менее строгое направление (в особенности если длина паза больше диаметра нала). Возможно для изготовления пазов призматических соединений использование и дисковых фрез (рис. 15, в), но тогда паз получается значительно длиннее шпонкн за счет выходов фрезы, а сама шпонка при сборке и в эксплуатации может сместнться вдоль по валу. Пазы во втулках под прикиатические и сегментные шпонки выполняют протяжками, если отверстия сквозные, и долбяками, если отверстия глухие.
Рекомендуются следующие посадкш в паз втулки посадка Уб с преимущественным зазором — ', а в паз вала при нормайьных услоЛ9 Л9 виях переходная посадка — а при повышенных требованиях точности И9 Р9 н реверсивном движении более плотнав посадка —. В зависимости от И9 требуемой точности центрирования и от нагружевности соединения де- Н7 таль устанавливают на валу по посадке с малым зазором —, по пере- Иб' Н7 Н7 Н7 ходной посадке — или по посадкам с натягом — и †.
В последних йб рб эб' случаях для удобства сборки на конце ступеней вала со стороны запрессовки делают направляющий конус (рис. 15, а) или выполняют начальный участок с допуском, обеспечивающим зазор (рис. 15, б). . а) Ряс.
15. Шпоночные совдииения Шпоночные соединения рассчитывают иа смятие боковых поверхностей шпонок и паэох причем стандартные размеры пазов предусматривают одинаковые поверхности смятия в валу и во втулке. Соединение сегментной шпонкой менее прочно, чем призматической для того же ди- аметра, так как имеет менъшую площадь смятия. Поэтому сегментные шпонки применяют в основном в хинематических механизмах, 'тем более что, они обеспечивают более высокую точность установки деталей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
