Зубчатые (шлицовые) соединения. Типы и способы центрирования

Черчение

Для соединения ступицы с валом (вместо шпонок) часто пользуются вы­ступами-зубьями на валу, входящими во впадины соответствующей формы в ступице (рис. 153). Эти соединения можно рассматривать как многошпо­ночные, так как у них шпонки выполнены заодно с валом.

Рис. 153

Зубчатые соединения по сравнению со шпоночными имеют следующие преимущества: большая нагрузочная способность благодаря значительно большей рабочей поверхности и относительно равномерному распределе­нию давления по высоте зуба; лучшее центрирование сопрягаемых деталей;

большая прочность вала в сравне­нии с валом со шпоночными канав­ками.

Зубчатые зацепления могут слу­жить как неподвижные для скреп­ления ступицы с валом, так и в ка­честве подвижных — осевое переме­щение ступицы детали по валу, на­пример, в тракторах, автомобилях, в коробках передач станков и т. д.

Большое распространение полу­чили зубчатые соединения с прямо­угольной или прямобочной (рис. 154, I, IV, V), эвольвентной (рис. 154, II) и треугольной (рис. 154, III) формами зубьев (шлицев). Шлицы на валах фрезируют или нарезают на зубообрабатывающих станках методом обкатки (рис. 155), а пазы в отверстиях получают долблением или протягиванием.

Рис. 154

Рис. 155

Прямобочные зубчатые со­единения

Эти соединения находят наибольшее применение в общем машиностроении. Они стандартизи­рованы ГОСТ 1139-58 и имеют три серии соединений: легкая, средняя и тяжелая. Отличаются эти серии друг от друга высотой и количест­вом зубьев (см. рис. 154, I, IV, V).

Легкую серию применяют для неподвижных или незначительно нагруженных соединений; среднюю — для средненагруженных соединений и тяжелую — для наиболее тяжелых условий работы.

Прямобочные зубчатые зацепления различают также по способу центри­рования ступицы на валу: по наружному диаметру; по внутреннему диаме­тру; по боковым граням.

Примечание. Центрирование — вид соединения деталей, обеспечивающий соос­ность вала и втулки, где требуется высокая кинематическая точность.

Центрирование по наружному диаметру D (рис. 156, I) или внутреннему d (рис. 156, II) является более точным, и поэтому эти виды соединений при­меняют в тех случаях, когда требуется высокая кинематическая точность (в самолетах, автомобилях и т. п.).

Рис. 156

Центрирование по боковым граням зубьев (рис. 156, III) используют в тех случаях, когда необходима достаточная прочность соединения. Центри­рование по боковым граням не обеспечивает точной соосности ступицы и ва­ла. но зато создает равномерное распределение нагрузки по зубьям. Поэто­му этот вид соединения применяют при передаче больших крутящих мо­ментов, но при отсутствии высоких требований к точности центрирования. Типичным примером центрирования по боковым граням является соедине­ние карданных валов в автомобилях.

Зубчатые соединения могут быть изготовлены из стали, силумина, текс­толита и других материалов.

Эвольвентные зубчатые соединения

Эвольвентные зубчатые соеди­нения (см. рис. 154, II) стандартизированы ГОСТ 6033-80 и являются весь­ма перспективными. Профиль зубьев очерчивается окружностью выступов, впадин и эвольвентами, подобно профилю зубьев зубчатых колес. Эволь­вентные зубчатые соединения также центрируют по наружному диаметру вала D или по боковым граням.

Эвольвентный профиль зубчатых соединений по сравнению с прямобоч- ными имеет повышенную прочность и технологичность. Повышенную прочность получают благодаря большому количеству зубьев, утолщению их к основанию, а также наличию закруглений у основания.

Что касается технологичности, то при обработке эвольвентного профиля нужен меньший комплект простых фрез, чем для валов прямобочного про­филя. Кроме того, при обработке эвольвентного профиля могут быть ис­пользованы весьма совершенные технологические процессы, благодаря че­му зубья профиля могут иметь повышенную точность.

Треугольные зубчатые соединения

Этот вид соединения (см. рис. 154, III) применяют только в качестве неподвижного при передаче не­больших вращающих моментов. Центрирование треугольного зубчатого соединения осуществляется по боковым сторонам зубьев. Треугольные зубчатые соединения бывают не только цилиндрическими, но и коничес­кими. Конусность в большинстве случаев выбирают 1 : 16.

Благодаря надежности и долговечности шлицевые соединения (рис. 157) получили очень широкое распространение в машиностроении и приборост­роении. Их можно встретить в ме­ханизмах самолетов и автомоби­лей, металлорежущих станков, различных точных приборов и т. д.

Резьбовые соединения

Помимо резьбовых соединений, осуществляе­мых с помощью стандартных крепежных деталей (болтов, шпилек и винтов), находят широкое применение резьбовые соединения, в которых резьба выполняется непосредственно на деталях, входящих в соединение. Это соединение получается навинчиванием одной детали на другую.

На рис. 379 представлено соединение трубы 1 со штуцером 2, осуществляемое с помощью на­кидной гайки 3 и втулки 4, прижимающей кони­ческую развальцованную часть трубы к штуцеру.

Рис. 379

Сварные соединения

Сварные соединения широко применяются в технике, особенно в машиностроении.

С помощью сварки соединяются детали машин, металлоконструкции мостов и т.п.

На рис. 391 показано соединение деталей, вы­полненное с помощью сварки. На чертеже при изображении разреза сварной конструкции свариваемой детали должны быть заштрихованы тонки­ми линиями в разных направлениях (рис. 391, б). Более подробные сведения о соединении дета­лей сваркой см. гл. 54.

Рис. 391

Соединения пайкой и склеиванием

При соединении пайкой в отличие от сварки место спайки нагревается лишь до температуры плавления припоя, которая намного ниже темпе­ратуры плавления материала соединяемых дета­лей. Соединение деталей получается благодаря заполнению зазора между ними расплавленным припоем (рис. 395).

Рис. 395

Швы неразъемных соединений, получаемые пайкой и склеиванием, изображают условно по ГОСТ 2.313-82.

Припои или клей в разрезах и на видах изобра­жают линией в два раза толще основной сплош­ной линии (рис. 396). Для обозначения пайки (рис. 396, а—в) или склеивания (рис. 396. г—е) применяют условные знаки, которые наносят на линии-выноске от сплошной основной линии. Швы, выполненные пайкой или склеиванием по периметру, обозначаются линией-выноской, за­канчивающейся окружностью диаметром 3…5 мм (рис. 396, б, в).

Швы, ограниченные определенным участком, следует обозначать, как показано на рис. 396, д, е.

На изображении паяного соединения при необ­ходимости указывают требования к качеству шва в технических требованиях.

Ссылку на номер пункта помещают на по­лке линии-выноски, проведенной от изображения шва.

На полке линии-выноски ставится номер пун­кта технических требований, где указана марка припоя или клея.

Рис. 396

Основные требования к точности сборки зубчатых передач

При монтаже и сборке зацеплений зубчатых передач предъявляются следующие требования по проверке правильности выполнения работ:

• проверка заданного межцентрового расстояния, параллельности осей валов и отсутствие перекосов (рисунок 4.35);

  

  Рисунок 4.35 — Проверка параллельности валов

• проверка делительной окружности;
• радиальное и торцевое биение зубчатого колеса не должно превышать предельных величин;
• измерение бокового зазора;
• проверка толщины зуба;
• проверка установки колёс;
• окончательная проверка зацепления на краску (рисунок 4.36, рисунок 4.37).

  

  Рисунок 4.36 — Проверка при регулировке зацепления зубьев конической зубчатой передачи с помощью краски: а) правильно отрегулированное зацепление (чёткий отпечаток краски, смещённый к тонкой части зуба); б) уменьшенный радиальный зазор; в) увеличенный радиальный зазор; г) осевое смещение колёс (необходимо придвинуть ведущее колесо)

  

  Рисунок 4.37 — Проверка правильности установки червячного колеса относительно червяка с помощью отпечатка краски на зубьях (Н — место входа витка червяка в зубья червячного колеса): а) правильное зацепление (пятно касания располагается симметрично и занимает 70…75% поверхности зуба); б), в) червячное колесо сдвинуто в сторону от оси (стрелкой показано направление сдвига для устранения дефекта); г) червячное колесо перекошено; д) увеличенное межцентровое расстояние; е) уменьшенное межцентровое расстояние

В цилиндрических зубчатых передачах непараллельность и перекос валов не должны превышать (на каждые 1000 мм длины) величин, указанных в таблице 4.6.

Таблица 4.6 — Допустимые значения перекоса и непараллельности

Типы передач	Предельное значение, мм
	непараллельности	перекоса
В редукторах	0,3	0,25
В открытых переддачах при модуле:
до 6 мм	1,0	0,8
от 6 до 14 мм	0,8
от 14 до 20 мм	0,6	0,5

Непараллельность валов может быть установлена штангенциркулем, при помощи натянутой струны и рейсмуса, штихмассом, а перекос валов — уровнем с ценой деления 0,1 мм на 1000 мм длины.

В червячных редукторах 2Ч-40, 2Ч-63, 2Ч-80 для экономии фрез и простоты сборки редукторов начальное пятно контакта расположено в средней части (рисунок 4.38а). Это является основной причиной зарождения задиров на поверхности зубьев, интенсивного выделения тепла, понижения КПД редуктора. Долговечность таких передач существенно снижается.

(а)	(б)
Рисунок 4.38 — Варианты расположения начального пятна контакта на боковой поверхности зубьев червячного колеса (для правого направления витков червяка), где 1 — направление вращения червяка; 2 — средняя плоскость червячного колеса; 3 — торец зубьев со стороны выхода витков червяка из зацепления с зубом колеса:
а) начальное пятно в типовых конструкциях редукторов 2Ч-40, 2Ч-63, 2Ч-80;	б) оптимальное начальное пятно контакта, применяемое в модернизированных редукторах 2Ч-40М, 2Ч-63М, 2Ч-80М

В редукторах 2Ч-40М, 2Ч-63М, 2Ч-80М используются червячные передачи с оптимальным расположением начального пятна контакта у торца зубьев на выходе витка червяка из зацепления (рисунок 4.38б) — предпосылка высокой работоспособности, надёжной и длительной работы модернизированных червячных редукторов.

< 4.5. Примеры схем разборки подшипников качения

Содержание

4.7. Центрирование валов >

0 0 голоса

Рейтинг статьи

Соединение клином

Соединение клином применяется в случае необходимости быстрой разборки и сборки соединяемых деталей машин, а также для стягивания деталей с регулированием соответствующих зазоров между ними.

Изображенное на рис. 380 соединение клином служит для стягивания и регулирования зазоров вкладыша головки шатуна в его корпусе. Клин 1 совместно с пластиной 3 плотно вставляется в пазы корпуса и стяжного хомута 5 и затем закрепляется там с помощью упорного винта 2 с квадратной головкой. Для предупреждения самоотвинчивания винта ставится контргайка 4.

Клин 1, выполненный из стали, представляет собой брусок, имеющий с одной стороны скос с определенным уклоном. По краям и торцам клин скругляется.

Рис. 380

Соединение с применением штифтов

Одним из видов разъемного соединения деталей является соединение их с помощью штифтов. По форме штифты разделяются на цилиндрические и конические (рис. 381), имеются штифты и другой формы. Применяются штифты для взаимной уста­новки деталей (установочные штифты), а также в качестве соединительных и предохранительных деталей.

Цилиндрические штифты выполняются по ГОСТ 3128-70.

Размеры и параметры конических штифтов устанавливает ГОСТ 3129—70.

Конические штифты выполняются с конус­ностью 1:50.

Рис. 381