Шлицевые соединения

Шлицевые (зубчатые) соединения способны передавать большие вращающие моменты и обеспечивают хорошее центрирование детали на валу. Они могут быть подвижными и неподвижными. По мере профиля шлицев различают соединения:

• прямоточные по ГОСТ 1139-80;
• эвольвентные с углом профиля 30° по ГОСТ 6033-80;
• треугольные с углом профиля 60, 72 и 90°.

Размеры шлицевых прямобочных соединений по ГОСТ 1139-80 (СТ СЭВ 188-75)

Легкая серия		Средняя серия		Тяжелая серия
Номинальный размер "z" x "d" x "D"	b	Номинальный размер "z" x "d" x "D"	b	Номинальный размер "z" x "d" x "D"	b
6x23x26	6	6x11x14	3	10x16x20	2,5
6x26x30	6	6x13x16	3,5	10x18x23	3
6x28x32	7	6x16x20	4	10x21x26	3
8x32x36	6	6x18x22	5	10x23x29	4
8x36x40	6	6x21x25	5	10x26x32	4
8x42x46	8	6x23x28	6	10x28x35	4
8x46x50	9	6x26x32	6	10x32x40	5
8x52x58	10	6x28x34	7	10x36x45	5
8x56x62	10	8x32x38	6	10x42x52	6
8x62x68	12	8x36x42	7	10x46x56	7
10x72x78	12	8x42x48	8	16x52x60	5
10x82x88	12	8x46x54	9	16x56x65	5
10x92x98	14	8x52x60	10	16x62x72	6
10x102x108	16	8x56x65	10	16x72x82	7
10x112x120	18	8x62x72	12	20x82x92	6
		10x72x82	12	20x92x102	7
		10x82x92	12	20x102x115	8
		10x92x102	14	20x112x125	9
		10x102x112	16
		10x112x125	18
"z" - число шлицев, "d" - внутренний диаметр, "D" - наружный диаметр, "b" - ширина шлица.

Допуски и посадки для соединений с прямобочным профилем установлены ГОСТ 1139-80. Их условное обозначение содержит букву, обозначающую поверхность центрирования (D, d или b), число зубьев z, номинальные значения основных размеров D, d и b, обозначения посадок диаметров размера b, помещенные после соответствующего размера. Допуски нецентрирующего диаметра можно не указывать. Например: D-8x42x48(H8/h7)x8(F10/h9).

Способы центрирования прямобочных шлицевых соединений.

Способ центрирования	Краткая характеристика
	По наружному диаметру Самый простой и дешевый способ центрирования. Вал фрезеруют и шлифуют по наружному диаметру, втулку протягивают. Применяется при отсутствии термообработки поверхности отверстия втулки или при ее термическом улучшении (НВ 280-300)
	По внутреннему диаметру Самый точный и дорогой способ центрирования. Вал фрезеруют и продольно шлифуют по внутреннему диаметру и боковым поверхностям шлицев, втулку протягивают и шлифуют по внутреннему диаметру. Применяется при закаленных втулке и вале
	По боковым сторонам Наиболее равномерное распределение нагрузки между шлицами; точность центрирования невысока. Вал фрезеруют и продольно шлифуют по боковым поверхностям шлицев, втулку протягивают. Применяется для тяжелонагруженных соединений при термически улучшенной поверхности отверстия втулки (НВ 280-300)

Допуски и посадки для шлицевых соединений с эвольвентным профилем устанавливаются по ГОСТ 6033-80. Их условное обозначение содержит номинальный (равный наружному) диаметр соединения D=m(z+l), модуль, обозначение посадки и номер стандарта. Например:
- 50х2х(9H/9g) по ГОСТ 6033-80 при центрировании по боковым поверхностям зубьев;
- 50x(H7/g6)x2 по ГОСТ 6033-80 при центрировании по наружному диаметру;
- i50x2x(H7/g6) по ГОСТ 6033-80 при центрировании по внутреннему диаметру.

Возможные дефекты шлицевых соединении и способы ремонта

1. Износ или смятие шлицев на валах. При значительном и износе производят дуговую наплавку (лучше электродами ЦН-250 или ЦН-300) с последующей механической обработкой шлицев. При износе по ширине паза до 0,5-1 мм производят раздачу шлицев (вдоль по наружной поверхности) отожженного вала зубилом с последующей заваркой образующейся при этом канавки и механической обработки шлицев. При незначительном износе (0,1-0,2 мм) шлицы восстанавливают электроискровым наращиванием с последующим шлифованием.

2. При наличии забоин, заусенцев, острых краев на поверхности шлицев их запиливают, а на торцах вала и втулки снимают фаски.

3. При износе шлицев во втулке продавливают на прессе отверстие (по внутреннему диаметру) прошивкой, а затем калибруют шлицевой протяжкой. Допускаемый износ элементов шлицевых прямобочных соединений приведен в таблице.

Допускаемый износ элементов шлицевых прямобочных соединений, мм

Элемент шлицевого соединения	Внутренний диаметр соединения, мм
	от 10 до 18	от 18 до 30	от 30 до 50	от 50 до 80	от 80 до 112
При центрировании по внутреннему диаметру
Внутренний   диаметр отверстия	0,008	0,010	0,012	0,016	0,019
Внутренний диаметр вала при посадке:
с минимальным зазором	0,006	0,007	0,008	0,010	0,012
с увеличенным  зазором	0,017	0,022	0,027	0,034	0,042
Ширина впадины отверстия	0,015	0,020	0,020	0,025	0,030
Ширина шлицев вала при посадке:
с минимальным зазором	0,017	0,024	0,025	0,030	0,035
с увеличенным зазором	0,018	0,020	0,020	0,030	0,035
При центрировании по наружному диаметру
Наружный диаметр отверстия	0,016	0,022	0,023	0,030	0,035
Наружный диаметр вала при посадке:
с минимальным зазором	0,006	0,007	0,008	0,010	0,012
с увеличенным зазором	0,018	0,022	0,027	0,034	0,042
Ширина впадины отверстия	0,017	0,020	0,020	0,030	0,035
Ширина шлицев вала при посадке:
с минимальным зазором	0,017	0,024	0,025	0,030	0,035
с увеличенным зазором	0,018	0,020	0,030	0,035	0,040

При сборке отремонтированных или вновь изготовленных деталей шлицевых соединений их пригонку производят до термической обработки в следующем порядке:

• если вал не ремонтировался, то шлицевые отверстия в ступиц пригоняют по шлицам вала;
• если ремонтировались или заменялись не все детали, сидящие на валу, то сначала пригоняют вал по неремонтируемой ступице а затем по валу пригоняют все отремонтированные или замененные ступицы;
• если ремонтировались или заменялись все детали шлицевого соединения, то сначала шлицы вала пригоняют по пазам одной из ступиц, а затем все остальные детали, сидящие на валу, пригоняют по шлицам вала.

Технические условия на шлицевые соединения в металлорежущих станках.

Контролируемый параметр	Допустимое отклонение, мм	Метод контроля
Равномерность ширины шлица	0,02	Замерить размер в нескольких местах
Равномерность шага шлицев	0,02	Установить вал в центрах делительного приспособления; поворачивая вал на нужный угол 360°/z, проверить индикатором положение шлица
Биение центрирующих поверхностей вала относительно опорных шеек	0,02 - для зубчатых колес до 7-й степени точности; 0,04 - для зубчатых колес свыше 7-й степени точности	Уложить вал опорными шейками в призмы; поворачивая вал, определить с помощью индикатора биение по окружности наружного или внутреннего диаметра на обоих концах вала
Параллельность боковых поверхностей шлицев осевой плоскости вала	0,02 на 100 мм длины	Установить вал в центрах. Перемещая индикатор вдоль оси вала, определить отклонение от параллельности боковых поверхностей шлицев
Угловое качание детали на валу	0,02 на радиус 50 мм	Установить вал в центрах. Покачивая деталь в соответствующем направлении, индикатором замерить угловое или боковое качание детали
Боковое качание детали на валу	0,05 на радиус 50 мм