Шліцьове з’єднання

Шліцьове з'єднання, яке складається з вала та маточини, яка насаджена на вал, із розташованими на них зовнішніми та внутрішніми евольвентними шліцами, які знаходяться в зачепленні між собою, яке відрізняється тим, що бічні профілі зовнішніх та внутрішніх шліців виконані у вигляді прямих ліній із кутом нахилу a w =15°, у зв'язку з чим шліци в площині перерізу, яка проведена перпендикулярно до твірних їх бічних поверхонь, характеризуються трапецеїдальним перерізом, крім того, при центруванні шліцьового з'єднання по бічних поверхнях трапецеїдальних шліців висота зовнішніх та внутрішніх шліців h=1,85m, а при центруванні по діаметру вершин зовнішніх шліців висота внутрішніх шліців h=1,6m , де m - модуль. Корисна модель відноситься до галузі машинобудування. Відоме шліціве з'єднання, яке складається з валу та ступиці, що насаджена на вал, із розташованими на них зовнішніми та внутрішніми прямобічними шліцами, які знаходяться в зачепленні між собою, яке призначене для передачі обертального моменту від одних деталей до інших деталей машин та механізмів [1]: Кудрявцев В.Н., Державен, Ю.А., Глухарев Е.Г. Конструкции и расчет зубчатых редукторов. - Л.: Машиностроение, 1971.-328 с. Недоліком вказаного шліцевого з'єднання є те, що прямобічні шліці застосовуються для зовнішніх діаметрів валів лише в діапазоні від 20 до 125мм, крім того, воно характеризується недосконалістю технології виготовлення, центрування та зниженою міцністю. Найбільш близьким за технічною сутністю до рішення, що пропонується, є прийняте за прототип шліцеве з'єднання, яке складається з валу та ступиці, що насаджена на вал, із розташованими на них зовнішніми та внутрішніми евольвентними шліцами, які знаходяться в зачепленні між собою [2]: Левина З.М., Назаров В.Л., Решетов Д.Н. Повышение долговечности шлицевых соединений. М.:ЭНИМС, 1968.-178 с. Недоліком вказаного шліцьового з'єднання є відносно складна технологія виготовлення та обмежена міцність евольвентних шліців. Задача корисної моделі — спрощення технології виготовлення шліців та підвищення міцності шліцевого з'єднання. Вирішення задачі досягається тим, що в шліцьовому з'єднанні, яке складається з валу та ступиці, що насаджена на вал, із розташованими на них зовнішніми та внутрішніми евольвентними шліцами, які знаходяться в зачепленні між собою, бічні профілі зовнішніх та внутрішніх шліців виконані у вигляді прямих ліній із кутом нахилу w =15°, у зв'язку з чим шліци в площині перерізу, яка проведена перпендикулярно до твірних їх бічних поверхонь, характеризуються трапеціїдальним перерізом, крім того, при центруванні шліцьового з'єднання по бічним поверхням трапецеїдальних шліців висота зовнішніх та внутрішніх шліців h=1,85m, а при центруванні по діаметру вершин зовнішніх шліців висота внутрішніх шліців h=1,6m, де m - модуль. Порівняльний аналіз із найближчим аналогом показує, що шліцеве з'єднання, що заявляється, відрізняється тим, що бічні профілі зовнішніх та внутрішніх шліців виконані у вигляді прямих ліній із кутом нахилу w =15°, у зв'язку з чим шліци в площині перерізу, яка проведена перпендикулярно до твірних їх бічних поверхонь, характеризуються трапецеїдальним перерізом, крім того, при центруванні шліцьового з'єднання по бічних поверхнях трапеціїдальних шліців висота зовнішніх та внутрішніх шліців h=1,85m, а при центруванні по о> О) 9174 діаметру вершин ЗОВНІШНІХ ШЛІЦІВ висота внутрішніх ШЛІЦІВ h=1,6m На фіг 1 зображене шліцеве з'єднання із трапецеїдальними зубами і центруванням по бічним поверхням ШЛІЦІВ, а на фіг 2 - шліцеве з'єднання із центруванням по діаметру вершин ЗОВНІШНІХ зубів У ВІДПОВІДНОСТІ із фіг 1 та фіг 2 маємо Г р с середній радіус шліцьового з'єднання, п , г2 радіуси вершин ЗОВНІШНІХ та внутрішніх ШЛІЦІВ, rf-\, г/2 - радіуси западин ЗОВНІШНІХ та внутрішніх ШЛІЦІВ, г0 - радіус отвору вала, с - радіальний зазор, j n - нормальний бічний зазор між шліцами, с' радіальний зазор між вершинами ЗОВНІШНІХ та западинами внутрішніх ШЛІЦІВ при центруванні по діаметру вершин ЗОВНІШНІХ зубів, h - висота ШЛІЦІВ, І — кутоw - кут нахилу бічного профілю ШЛІЦІВ, ва швидкість шліцьового з'єднання, як дорівнює кутовій швидкості двигуна Шліцеве з'єднання складається з полого валу 1 та ступиці 2 із розташованими на них трапецеїдальними ВІДПОВІДНО ЗОВНІШНІМИ 3 та внутрішніми 4 шліцами, які знаходяться в зачепленні між собою При центруванні шліцьового з'єднання (фіг 1) по бічним поверхням ШЛІЦІВ МІЖ вершинами та западинами ШЛІЦІВ передбачені радіальні зазори 5 та 6, величина кожного з яких с=0,25пл Між бічними поверхнями ШЛІЦІВ існує нормальний бічний зазор 7, який дорівнює j n = (pn)=O 1 0,2 мм При центрування шліцьового з'єднання по діаметру вершин ЗОВНІШНІХ зубів (фіг 2) радіальний зазор с'=0,1т Радіальний зазор 5 між западинами ЗОВНІШНІХ ШЛІЦІВ (радіус г;1) та вершинами внутрішніх ШЛІЦІВ (радіус г 2 ) дорівнює, як і при центруванні по бічним поверхням ШЛІЦІВ (фіг 1), 0,15т Шліцеве з'єднання працює наступним чином При навантаженні вала 1, який поєднаний, наприклад, із двигуном, корисне навантаження у вигляді обертального моменту Т і частоти обертання Пі через ЗОВНІШНІ шліци 3 будуть передаватися внутрішнім шліцам 4 ступіци 5, яка жорстко пов'язана із привідним механізмом В результаті вказаної взаємодії між собою вала і ступиці кутова швидкість шліцьового з'єднання буде дорівнювати 1= пі/30, де Пі приймається в об/хв Якщо між шліцьовим з'єднанням і приводним механізмом немає зубчастої передачі, то кутова швидкість приводного механізму буде також дорівнювати t Якщо зубчаста передача присутня, то кутова швидкість приводного механізму буде дорівнювати а причому 2 > і. Вказані 2 якщо мультиплікатор, то 1< З Центрування шліцьового з'єднання по бічним поверхням ШЛІЦІВ слід здійснювати у тих випадках, коли окружна швидкість V350, то в цьому випадку необхідно здійснювати центрування по діаметру вершин ЗОВНІШНІХ ШЛІЦІВ Шліцеве з'єднання, що пропонується, має просту технологію виготовлення, так як воно робиться не евольвентними, а звичайними трапецеїдальними протяжками Крім того, шліцеве з'єднання, що розглядається, має робочу висоту h p ШЛІЦІВ, яка дорівнює 1 6 т , а не hp=m, яке має місце в евольвентному шліцьовому з'єднанні У зв'язку з цим напруження зім'яття на робочих поверхнях трапецеїдальних ШЛІЦІВ, ЯК ОСНОВНИЙ критерій працездатності шліцьового з'єднання, будуть менше напружень зім'яття на поверхнях евольвентних ШЛІЦІВ в 1,6 рази Основні розміри шліцьового з єднання та параметри ШЛІЦІВ визначаються, виходячи з фіг 1 та фіг 2, наступним чином rcp=mz/2, ryi=rcp-1 05m=(mz/2)-1,05m=m[(z/2)-1,05], r1=rcp+0,8m=m[{z/2)+0,8], hp=2 0,8m=1,6m, r>2=rcp+1,05m=m[(z/2)+1,05], r i=rcp-0,8rn=m[(z/2)-0,8], c=0,25m, c'=0,1m, jn=0,1 0,2 мм При центруванні по діаметру вершин ЗОВНІШНІХ зубів радіус г^=г 1+01m=m[(z/2)+0,9], де z КІЛЬКІСТЬ ШЛІЦІВ Величина с'=0 1 m приймається за умови можливості монтажу і демонтажу шліцьового з'єднання та компенсації розцентровок осей з'єднання, які виражені через кут їх перекосу