Зубчатые (шлицевые) соединения

Шлицевые соединения (рис.5) валов со ступицами различных деталей, таких как зубчатые колеса, шкивы, диски фрикционных муфт и т. п., применяют для передачи вращающего момента. В этом соединении на валу изготовляют выступы (зубья, шлицы), входящие во впадины (шлицы) ступицы.

Рис. 5 Шлицевое соединение и его детали:

1 – вал шлицевой (зубчатый); 2 – ступица со шлицами (зубьями)

Достоинства шлицевых соединений по сравнению со шпоночными: высокая несущая способность благодаря значительно большей рабочей поверхности зубьев; высокая усталостная прочность; возможность применения высокоточных и высокопроизводительных методов обработки шлицев в ступицах (протягиванием) и зубьев на валах.

Недостатки: высокая стоимость соединений.

Размеры зубчатых соединений, а также допуски на них стандартизованы. Стандартом предусмотрены три серии соединений: легкая, средняя и тяжелая; они отличаются высотой и числом зубьев. Число зубьев изменяется от до . У соединений тяжелой серии зубья выше, а их число больше. По форме профиля различают зубья прямобочные и эвольвентные. Эвольвентные зубья меньше ослабляют вал вследствие радиусных галтелей у основания зубьев. Они предпочтительнее при больших диаметрах валов. В настоящее время наиболее распространены прямобочные шлицевые соединения (80%). Соединения с прямобочным профилем по ГОСТ 1139-80 стандартизованы для валов от 14 до 125 мм.

Соединения с прямобочными зубьями выполняют с центрированием по боковым граням (рис.6, а), по наружному (рис.6, б) или внутреннему (рис.6,в)

Рис. 6

Центрирование по боковым граням обеспечивает более равномерное распределение нагрузки по зубьям.

Соединения с эвольвентными зубьями выполняют с центрированием по боковым граням (рис.7,а) или наружному диметру вала (рис.7,б). Наиболее распространен первый способ.

Рис.7

Расчет шлицевых соединений проводят по двум критериямработоспособности: сопротивление смятию и изнашиванию. Смятие и износ рабочих поверхностей связаны с одним и тем же параметром – давлением . Это позволяет рассматриватькак обобщенный критерий расчета и на смятие, и на износ, которые не должны превышать допускаемые .

В упрощенной расчетной модели (рис.8) принято равномерное распределение нагрузки по длине зуба. При этом получают

, (4)

где - номинальный крутящий момент; - коэффициент неравномерности нагрузки по зубьям; - число зубьев; - рабочая высота зубьев; -рабочая длина зубьев; - средний диаметр соединения.

Рис.8

Дата добавления: 2014-01-04