Шлицы эвольвентные

Для особо сильно нагруженных узлов с большим крутящим моментом, используются эвольвентные шлицевые соединения. Они могут выдерживать динамические нагрузки и работать в условиях вибрации. Шлицы эвольвентные имеют поверхность соприкасания намного выше, чем в прямозубом зацеплении. Широкое основание не дает возможность сломать и смять эвольвентный зуб. Минусом считается не простое изготовление профиля соединительного, тем более по отверстию. Часто эвольвентные шлицы используются на пустотелых валах. Комбинирование высокой мощности и малого веса.

Характеристика соединения

Шлицевые эвольвентные соединения в работе подтвердили собственную прочность и надежность. Основание зуба шире и его не смогут сломать даже динамические нагрузки. Смятие происходит исключительно при огромных перегрузках, потому как по эвольвенте площадь контакта – рабочая, больше, чем у остальных видов шлицов.

В отличии от прямых шлицов, которые рассчитываются на смятие и контролируются на срез, эвольвентный профиль имеет приличную площадь контакта, и расчет на крепость изготавливается на срез, после выполняется проверка на смятие. Очень часто главным параметром выбора типа соединений эвольвентных считается минимальный в сечении размер вала. Собственно он испытует самые большие нагрузки. Вращающий момент, динамические удары, вибрация, которые он выдерживает, не критичны для зубьев.

Чертеж эвольвентного шлицевого вала сходится с рисунком зубчатой шестерни того же радиуса и модуля. Нарезка изготавливается на одном оборудовании червячными фрезами. В отличии от прямобочных шлицев, когда для любого диаметра вала следует выбирать собственный инструмент, эвольвентные зубья делаются одной фрезой с соответствующим модулем.

В обозначении шлицевого эвольвентного соединения собственные некоторые маркировки имеют две сопрягаемые детали:

Шлицевые зубчатые эвольвентные соединения центрируются по эвольвентной зубной поверхности, реже по самому большему диаметру. Центровка по внутреннему размеру по впадине эвольвентного зуба в работе не выполняется. Обозначение собственное 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 – внешний диаметр, какой имеют эвольвентные валы до нарезки зуба;

i – означает центрировку по внутреннему размеру эвольвентного соединения;

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

Можно повстречать таблицу размеров на шлицы эвольвентные с din параметрами. Это значит, что соединение сделано по правилам немецкого института стандартизации. Они частично соответствуют западному стандарту ISO, имеют переводные таблицы.

Помимо недвигающихся соединений, делаются скользящие. В них втулка передвигается вдоль вала, и входит в зацепление с самыми разными колесами в коробке передач. Для этого с торца по эвольвенте выполняется срез на конус – заходная фаска для включения эвольвентного шлицевого соединения.

В недвигающихся соединениях только убираются острые углы, и втулка запрессовывается на вал.

Центрирование и посадки

Если шлицевое эвольвентное соединение центрируется по наружному радиусу, по формуле рассчитываются главные размеры:

где d – диаметр делительной окружности;

m – модуль зуба выла и впадины втулки;

z – число зубьев.

Расчет номинальной делительной окружности для настройки инструмента рассчитывается по формуле:

s =е=0,5? m + 2х m tg ?;

s – номинальная делительная окружность на валу;

e – делительная окружность по впадине втулки;

x – смещение формы начального контура;

? – наклонный угол эвольвенты зуба, для шлицевых соединений он равён 30°.

На эвольвентные шлицы рассчитывается размер смещения от начального контура:

И номинальный размер по впадинам втулки равён самому большому диаметру при центрировании по нему:

При центрировании по боковым поверхностям зубьев:

da – номинальный диаметр вала, вершин зубьев;

D – внешний размер впадины втулки;

Допуск на нецентрированные размеры зависит от типа термической и легкой обработки и устанавливается по таблице предельных отклонений, которая есть в ОСТ 1 00086-73

На сборочном чертеже они указываются формулами, к примеру узел прибора и деталями в соединении: вала с диаметром делительной окружности 4 мм и модулем зуба 0,5.

При центрировании по наружному диаметру –

При центрировании по поверхности сбоку эвольвентного соединения –

Где – 8 число зубьев;

S₄ – показатель, учитывающий исполнение по форме эвольвенты.

В технической сопроводительной документации указываются характеристики на шлицы:

На чертеже детали обозначение обозначение для вала:

Подобное значение для отверстия втулки:

Все определения приведены для сцепления с наружным диаметром вала 6 мм.

Использование

Изготовление эвольвентных шлицев просит большой точности. Нарезание зуба по втулке делается по большей части протяжкой. Другие способы дают меньшую точность и большую шероховатость поверхности. Часто выполняется ручная доводка по шаблону очистка выступов.

Сложность обработки оправдывается использованием шлицевых соединений с эвольвентным профилем в узлах с динамическими и переменными нагрузками. К примеру, в пустотелых валах клетей прокатных станов, редукторах больших строгальных и фрезеровочных станков, механизмов для подъема грузов, поднимающих вагонетки на доменные печи.

Помимо принятых параметров на эвольвентные соединения по ГОСТ, есть и остальные выполнения деталей. К примеру в немецких станках встречается din параметры по нормам, разработанным германским институтом стандартизации. На машинах, изготавливаемых на экспорт, встречается маркировка эвольвентных соединений с ссылкой на ISO – западный стандарт.

В обсуждениях автолюбителей часто можно услышать asa 24 48. Подобную маркировку имеют эвольвентные шлицевые соединения на карданных валах. Встречаются они у переднеприводных фиатов, сделанных по старым нормам.

Сейчас на передние карданы выполняется эвольвентный шлиц по ГОСТ 6033-80 или отраслевому стандарту ОСТ 1 00086-73. Устаревший стандарт важен и сейчас. 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 предусматривается посадка по наружному диаметру и поверхности сбоку.

Центрирование по внутреннему радиусу эвольвентных соединений применяется исключительно для теоретических расчетов. Практичное изготовление подобных эвольвентных соединений более сложное, просит специализированной доводки шлифовкой до нужного размера и форм зуба.

Посадка при центрировании по наружному диаметру:

Df – размер по вершине зуба;

da –размер самый большой по втулке.

Для применения в качестве центрирующей боковой эвольвентной поверхности:

Прежде чем определить модуль, рассчитывается номинальный диаметр вала и подбирается ближний нормализованный. После проходит проверочный расчет, подтверждающий безошибочность выбора эвольвентного соединения.

В таблице нормализованных эвольвентных валов есть 2 вида цифр. Жирным шрифтом или цветом выделяются предпочтительные значения модуля для разных диаметров. К примеру, не рекомендуется к исполнение самый маленький модуль для этого диаметра и самый большой по значению. Сами значения диаметров также размещены в 2 ряда. Размеры из первого лучше. Они повсеместно используются, легче в отделке, есть набор обычного инструмента, применяемого для нарезки зубьев. Детали из начального ряда обеспечиваются стандартизированными кольцами, крепежом и прочими деталями для сборки узла.

Расчет на сечение эвольвентного соединения, обозначение радиуса вала, выполняется по наименьшему диаметру на вращающий момент, крепость на изгиб и динамические нагрузки. Расчет номинального диаметра соединения выполняется по формуле:

Где D – внешний диаметр;

D? – номинальный диаметр;

При центрировании эвольвентного соединения – поверхности сбоку

с учетом щелей

Угол профиля зуба зацепления эвольвентного соединения по ГОСТ 30°, в случае выполнения по Отраслевому Стандарту разрешается Наклон эвольвенты 20°. Такое зацепление встречается в старом оборудовании некоторых фирм, работающих по отраслевым нормам тяжёлого автомобилестроения.

При проведении расчетов на крепость зуба по сечению, построение эвольвенты и расчет нагрузок на шлицы выполняется по методике для прямозубых зацеплений. Вводится корректирующий показатель, потому как площадь для работы больше. Одновременно и каждый раз взаимодействуют под нагрузкой все зубья. Погрешность выполнения во время обработки не может обеспечить одинаковое соединение фактически всех боковых поверхностей. Вводится расчетный показатель 0,75 при центрировании по поверхности сбоку с точностью выполнения по 9 и 8 квалитетах.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.