Din 5482 шлицевые соединения

Эвольвентные шлицевые соединения din

Шлицевые соединения с эвольвентным профилем зуба имеют то же назначение, что и прямобочные, но обладают рядом преимуществ: технологичностью; повышенной прочностью и передают большие крутящие моменты при аналогичных геометрических параметрах. Эвольвентные шлицевые соединения, особенно в тя­желонaгруженных механизмах, вытесняют шлицевые пря­мобочные соединения. Это объясняется повышенной проч­ностью зубьев эвольвентных шлицевых валов, более вы­сокой технологичностью их изготовления (при заданном модуле шлицы любого размера вала нарезают с помощью одной червячной фрезы) и высокой точностью центриро­вания шлицевых соединений. Шлицевые валы и втулки эвольвентных шлицевых сое­динений отличаются формой и размерами зубьев и впа­дин от аналогичных валов и втулок прямобочных шлице­вых соединений. Боковые поверхности зубьев и впадин выполнены по кривой, называемой эвольвентой, подобно профилю зубьев зубчатых колес.

Эвольвентные шлицевые соединения din

Рисунок 10. Эвольвентные шлицевые: а-вал, б-втулка

3.2. Геометрические характеристики

Профиль зубьев очерчи­вается окружностью выступов и впадин. Для вала (рис. 10, а) диаметр окружности вершин зубьев обозна­чают da, а диаметр окружности впадин df. Для втулки (рис рис. 10, б) диаметр окружности впадин обозначают Df,а диаметр окружности вершин зубьев-Da.

Эвольвентные шлицевые соединения din

Рисунок 11. Параметры эвольвентного шлицевого соединения

Важной разме­рной характеристикой зубьев вала и втулки являются тол­щина s зуба вала и ширина впадины e втулки, определяе­мые по делительной окружности диаметром d. Диаметр делительной окружности выражается через число зубьев z и модуль т (d =тz). За номинальный диаметр соединения принимают на­ружный диаметр D. Геометрические характеристики соединения определяются по зависимостям показаны на рис. 11,12,13 и определены в табл.1.

3.3. Центрирование и посадки

Эвольвентные шлицевые соединения чаще центрируют по наружному диаметру D (рис 12) и по бо­ковым поверхностям зубьев s = e (рис 13). Допу­скается центрирование по внутреннему диаметру. Форма дна впадины вала и втулки может быть как закругленной (см. рис 13), так и плоской ( рис 12). Размерные ряды шлицевых эвольвентных соединений (номинальные диаметры D, модули и числа зубьев z) при­ведены в / 8 /. Выборка наиболее часто применяемых D, m и z приведены в таблице 2, где предпочтительные выделены жирным шрифтом. Посадки по не центрирующим диаметрам установлены только при плоской форме диаметра впадины (табл 3). В случае закругленной формы дна впадины при центрировании как по наружному диаметру D, тaк и по боковым поверх­ностям зубьев s=e на размер df поле допуска не назначают; размер df ограничивают его наибольшим значением dfmax (для исключения возможного защемления вершин зубьев втулки во впадинах вала). Допуск для диаметра Df окружности впадин втулки также не пре­дусмотрен; размер диаметра Df ограничен наименьшим зна­чением. Поля допусков и посадки шлицевых эвольвентных сое­динений даны в табл. 3,4,5 и показаны на рис.14,15.

Таблица 1. Параметры шлицевого эвольвентного соединения

Для особо сильно нагруженных узлов с большим крутящим моментом, применяются эвольвентные шлицевые соединения. Они способны выдерживать динамические нагрузки и работать в условиях вибрации. Шлицы эвольвентные имеют поверхность соприкосновения значительно больше, чем в прямозубом зацеплении. Широкое основание не позволяет сломать и смять эвольвентный зуб. Недостатком является сложное изготовление соединительного профиля, особенно по отверстию. Часто эвольвентные шлицы применяются на полых валах. Сочетание большой мощности и малого веса.

Эвольвентные шлицевые соединения din

Характеристика соединения

Шлицевые эвольвентные соединения на практике доказали свою надежность и прочность. Основание зуба шире и его не смогут сломать даже динамические нагрузки. Смятие происходит только при очень больших перегрузках, поскольку по эвольвенте площадь контакта – рабочая, больше, чем у других видов шлицов.

В отличие от прямых шлицов, которые рассчитываются на смятие и проверяются на срез, эвольвентный профиль имеет большую площадь контакта, и расчет на прочность производится на срез, затем делается проверка на смятие. Чаще всего основным параметром выбора типа соединений эвольвентных является наименьший в сечении размер вала. Именно он испытывает наибольшие нагрузки. Крутящий момент, динамические удары, вибрация, которые он способен выдержать, не критичны для зубьев.

Чертеж эвольвентного шлицевого вала совпадает с изображением зубчатой шестерни того же радиуса и модуля. Нарезка производится на одном оборудовании червячными фрезами. В отличие от прямобочных шлицев, когда для каждого диаметра вала необходимо подбирать свой инструмент, эвольвентные зубья выполняются одной фрезой с соответствующим модулем.

Эвольвентные шлицевые соединения din

В обозначении шлицевого эвольвентного соединения свои отдельные маркировки имеют обе сопрягаемые детали:

Шлицевые зубчатые эвольвентные соединения центрируются по эвольвентной поверхности зуба, реже по наибольшему диаметру. Центровка по внутреннему размеру по впадине эвольвентного зуба на практике не осуществляется. Обозначение свое имеют шлицевые соединения каждого вида центрировки по:

  • боковым поверхностям – D×m×9H/9g ГОСТ 6033-80;
  • наружному диаметру – D×H7/g6 ГОСТ 6033-80;
  • внутреннему –iD×m×H7/g6 ГОСТ 6033-80.

D – наружный диаметр, который имеют эвольвентные валы до нарезки зуба;

i – обозначает центрировку по внутреннему размеру эвольвентного соединения;

H и g, с соответствующими цифрами – класс точности обработки.

Можно встретить таблицу размеров на шлицы эвольвентные с din параметрами. Это означает, что соединение сделано по нормативам немецкого института стандартизации. Они частично соответствуют международному стандарту ISO, имеют переводные таблицы.

Эвольвентные шлицевые соединения din

Кроме неподвижных соединений, изготавливаются скользящие. В них втулка перемещается вдоль вала, и входит в зацепление с различными колесами в коробке передач. Для этого с торца по эвольвенте делается срез на конус – заходная фаска для включения эвольвентного шлицевого соединения.

В неподвижных соединениях только снимаются острые углы, и втулка запрессовывается на вал.

Применение

Изготовление эвольвентных шлицев требует высокой точности. Нарезание зуба по втулке выполняется в основном протяжкой. Остальные способы дают меньшую точность и большую шероховатость поверхности. Часто производится ручная доводка по шаблону зачистка выступов.

Сложность обработки оправдывается применением шлицевых соединений с эвольвентным профилем в узлах с динамическими и переменными нагрузками. Например, в полых валах клетей прокатных станов, редукторах крупногабаритных строгальных и фрезерных станков, грузоподъемных механизмов, поднимающих вагонетки на доменные печи.

Кроме принятых стандартов на эвольвентные соединения по ГОСТ, имеются и другие исполнения деталей. Например в немецких станках встречается din параметры по стандартам, разработанным германским институтом стандартизации. На машинах, изготавливаемых на экспорт, встречается маркировка эвольвентных соединений с ссылкой на ISO – международный стандарт.

В обсуждениях автомобилистов часто можно услышать asa 24 48. Такую маркировку имеют эвольвентные шлицевые соединения на карданных валах. Встречаются они у переднеприводных фиатов, изготовленных по старым стандартам.

Эвольвентные шлицевые соединения din

В настоящее время на передние карданы делается эвольвентный шлиц по ГОСТ 6033-80 или отраслевому стандарту ОСТ 1 00086-73. Старый стандарт актуален и сегодня. По нему работают многие машиностроительные и автомобилестроительные предприятия.

Расчет соединений

Расчет прямобочных шлицев и таблица нормированных размеров заложена в ГОСТ 1139-80. Для эвольвентных шлицевых соединений применяется ГОСТ 6033-80. В нем предусмотрена посадка по наружному диаметру и боковой поверхности.

Центрирование по внутреннему радиусу эвольвентных соединений используется только для теоретических расчетов. Практическое изготовление таких эвольвентных соединений очень сложное, требует специальной доводки шлифовкой до нужных размеров и форм зуба.

Посадка при центрировании по наружному диаметру:

Df – размер по вершине зуба;

da –размер наибольший по втулке.

Для использования в качестве центрирующей боковой эвольвентной поверхности:

Перед тем как определить модуль, рассчитывается номинальный диаметр вала и выбирается ближайший нормализованный. Затем проводится проверочный расчет, подтверждающий правильность выбора эвольвентного соединения.

Эвольвентные шлицевые соединения din

В таблице нормализованных эвольвентных валов имеются 2 вида цифр. Жирным шрифтом или цветом выделяются предпочтительные значения модуля для различных диаметров. Например, не рекомендуется к исполнение минимальный модуль для данного диаметра и максимальный по значению. Сами значения диаметров также расположены в 2 ряда. Размеры из первого предпочтительнее. Они широко применяются, проще в обработке, имеется набор стандартного инструмента, используемого для нарезки зубьев. Детали из первого ряда обеспечиваются стандартизированными кольцами, крепежом и другими деталями для сборки узла.

Расчет на сечение эвольвентного соединения, определение радиуса вала, делается по наименьшему диаметру на крутящий момент, прочность на изгиб и динамические нагрузки. Расчет номинального диаметра соединения производится по формуле:

Где D – наружный диаметр;

Dɑ – номинальный диаметр;

При центрировании эвольвентного соединения – боковой поверхности

с учетом зазоров

Угол профиля зуба зацепления эвольвентного соединения по ГОСТ 30°, в случае выполнения по Отраслевому Стандарту допускается наклон эвольвенты 20°. Такое зацепление встречается в старом оборудовании отдельных предприятий, работающих по отраслевым стандартам тяжелого машиностроения.

При проведении расчетов на прочность зуба по сечению, построение эвольвенты и расчет нагрузок на шлицы осуществляется по методике для прямозубых зацеплений. Вводится корректирующий коэффициент, поскольку рабочая площадь больше. Одновременно и постоянно взаимодействуют под нагрузкой все зубья. Погрешность исполнения при обработке не может обеспечить одинаковое соединение практически всех боковых поверхностей. Вводится расчетный коэффициент 0,75 при центрировании по боковой поверхности с точностью исполнения по 9 и 8 квалитетах.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий

Adblock
detector