Примечания:

1. Исполнение 1 дано для изготовления валов соединений легкой и средней серий методом обкатывания. Вал соединений тяжелой серии методом обкатывания не изготовляются.

2. Шлицевые валы исполнении 1 и 3 изготовляются при центрировании по внутреннему диаметру, исполнения 2 — при центрировании по наружному диаметру и боковым сторонам зубьев.

3. Фаска у пазов отверстия втулки может быть заменена круглением с радиусом, равным ве­личине фаски с.

Стандарт не распространяется на специальные шлицевые соединения, отличающиеся от приведенных номинальными размерами и видом центрирования.

Допуски и посадки шлицевых
прямобочных соединений

Общие положения, допуски и основ­ные отклонения размеров d, D, b шлицевого соединения
— по ГОСТ 25346-89.

Поля допусков шлицевых валов и вту­лок для образования посадок при различ­ных видах
центрирования должны соответ­ствовать указанным в табл. 16, 17, 18.

Поля допусков, заключенные в квадрат­ные скобки, являются рекомендуемыми, а поля
допусков, отмеченные звездочками -предпочтительными из числа рекомен­дуемых
(поля допусков, применяемые в ИСО).

При длине шлицевого вала или втулки, превышающей длину комплексного калиб­ра, предельные отклонения от параллельно­сти сторон зубьев вала и пазов втулки относительно
оси центрирующей поверх­ности не должны превышать на длине 100мм:

0,03мм — в соединениях повышенной точности, определяемой допуском на раз­мер b от IT6 до
IT8;

0,05мм — в соединениях нормальной точности при допусках на размер b от IT9 до IT10.

Обозначения шлицевых соединений ва­лов и
втулок должны содержать:

букву, обозначающую поверхность цен­трирования;

число зубьев z и номинальные размеры d, Dи b соединения вала и втулки;

обозначения полей допусков или поса­док диаметров, а также размера b, по­мещенные после
соответствующих разме­ров.

Допускается не указывать в обозна­чении допуски не центрирующих диамет­ров.

Пример условного обозна­чения соединения с числом зубьев z = 8 , внутренним диаметром d = 36мм, наружным диаметром D=40мм, шириной зуба b = 7мм, с центрированием по внут­реннему диаметру, с посадкой по диаметру центрирования H7/f7 по нецентрирующему
диаметру H12/a11 и по размеру bH9/f9:

d– 8×36 H7/f7 × 40 H12/a11 × 7
H9/f9.

То же, при центрировании по наружно­му диаметру с посадкой по диаметру центрирования H7/h7 и по размеру bF10/h9:

D-8×36×40H7/h7×7F10/h9

To же, при  центрировании по боковым сторонам:

b-8×36×40H12/a11×7D9/f8

Пример условного обозна­чения втулки того же соединения при центрировании по внутреннему диа­метру:

d-8×36Н7×40Н12×7Н9.

То же, вала:

d-8×36f7×40a11×7f9.

Рекомендации по контролю прямобочных шлицевых соединений.

1. Шлицевые соединения контролируют комплексными калибрами, при этом по­элементный контроль осуществляют непроходными калибрами или измерительными приборами.

В спорных случаях контроль комплекс­ным калибром является главным.

2. При использовании комплексных ка­либров отверстие считают годным, если комплексный
калибр-пробка проходит, а диаметры и ширина паза не выходят за установленные
верхние пределы; вал счи­тают годным, если комплексный калибр-кольцо проходит,
а диаметры и толщина зуба не выходят за установленные нижние пределы.

16. Поля допусков шлицевых валов и втулок для
образования посадок при центрировании по внутреннему диаметру

Примечания:

1. Поля допусков F10 и Н11 применяются только для закаленных нешлифованных втулок.

2. Поле допуска h9 применяется при чистовом фрезеровании незакаленных шлицевых валов.

17. Поля допусков шлицевых валов и втулок для
образования посадок при центрировании по наружному диаметру

Примечания:

1. Поля допусков Н10 и Н11 применяются только для закаленных втулок, не подлежа­щих
дополнительной обработке.

2. Поле допуска h9 применяется при чистовом фрезеровании незакаленных шлицевых валов.

18. Поля допусков шлицевых валов и втулок для
образования посадок при центрировании по боковым сторонам шлицев

Примечание. Рекомендуется применять поле допуска е9 для незакаленных валов.

19. Поля допусков нецентрирующих диаметров

Допуски симметричности боковых сторон шлицев в диаметральном выражении по отношению к оси симметрии центрирующего элемента должны соответствовать указанным ниже.

20. Центрирование по внутреннему диаметру по ГОСТ
1139-80

Посадки центрирующего диаметра

21. Центрирование пo наружному диаметру пo ГОСТ
1139-80

Посадки центрирующего диаметра

Посадки пo боковым сторонам шлицев b

22. Центрирование по боковым сторонам шлицев

Посадка пo боковым сторонам шлицев

Шлицевые эвольвентные соединения с углом профиля 30°

Стандарт распространяется на шлицевые соединения с эвольвентным профилем зубьев, расположенных параллельно оси соединения, с углом профиля 30° и уста­навливает исходный контур, форму зубьев, номинальные диаметры, модули и числа зубьев, номинальные размеры и измеряемые величины при центрировании по бо­ковым поверхностям зубьев, а также допус­ки и посадки.

Стандарт не распространяется на специ­альные шлице вые соединения, которые отличаются от регламентируемых номи­нальными размерами и видом центрирова­ния.

На поверхности вершин зубьев вала, полученных методом накатки, допускаются углубления.

23. Исходный контур, форма зубьев и зависимости для определения их размеров

Центрирование но наружному диаметру

Центрирование по боковым поверхностям зубьев при плоской форме дна впадины

Центрирование по боковым поверхностям зубьев при закругленной форме дна впадины

Примечания:

1. Предельные значения радиального биения венца F_rпо табл. 28.

2. Допускается применять сочетания профилей зубьев с различной формой дна впадины.

3. Допускается применять центрирование по внутреннему диаметру.

Выбор значений параметров шлицевых соединений H_fи h_fв зависимости от вида применяемого инструмента:

1. Номинальный (исходный) диаметр шлицевого эвольвентного соединения D по стандарту, как правило, должен быть равен номинальному диаметру отверстия шарикоподшипника.

2. Значения диаметра окружности впа­дин втулки D_fи диаметра окружности впадин вала d_fявляются номинальными при высоте ножки зуба H_f= h_f = 0,55m.

3. Диаметр окружности впадины втулки при обработке универсальным инструмен­том увеличивается по сравнению с номи­нальным значением на величину, равную 0,2m, т.е.

H_f = 0,65m.

4. Диаметр окружности впадин вала при обработке универсальным инструментом уменьшается по сравнению с номинальным значением на величину, равную 0,1m (при обработке червячной фрезой), и на величи­ну, равную 0,2m(при обработке долбяком). В этом случае высота ножки зуба вала при­нимается соответственно равной h_f= 0,6mи h_f = 0,65m.

ГОСТ 6033-80 устанавливает номи­нальные диаметры, модули, числа зубьев и измеряемые величины: номинальные раз­меры по роликам и длины обшей нормали (рис 20, 21, 22)

Рис. 20. Размер между роликами

Рис. 21. Длина общей нормали

Рис. 22. Длина общей нормали

Треугольные зубчатые
соединения

Треугольные
зубчатые соединения (рис. 24) применяют главным образом для не­подвижного
соединения деталей при пере­даче небольших вращающих моментов, чтобы избежать
прессовых посадок, а также при тонкостенных втулках.

На рис. 20
обозначено:

β —
угол зуба и впадины отверстия;

D_в
— наружный диаметр вала;

d_a
— внутренний диаметр отверстия;

d_в
— диаметр впадины вала;

D_a
— диаметр впадины отверстия.

Основные
параметры соединений: число зубьев 20—70; модуль 0,2—1,5мм; угол впадин вала
90; 72 и 60°. Центрирование только по боковым сторонам зубьев.

Наряду с
цилиндрическими соедине­ниями применяют и конические (см. рис. 24). Обычно
конусность 1:16, угол ук­лона впадины 1°37′; размеры зубьев уста­навливают по
большому основанию конуса (сечение А—А).

Соединения
впадин зуба на валу 90° с числом зубьев 36 и 48 и номинальными диаметрами от 5
до 75мм принимают по табл. 33, допуски — по табл. 34. Формулы для определения
параметров треугольных соединений приведены в табл. 35.

Выбор
размеров, допусков и посадок. Номинальные размеры М_в и М_а
выбира­ют по табл. 36 в зависимости от принятого номинального диаметра, равного
наружно­му диаметру вала.

На чертежах
отверстия и вала указывают число зубьев z , угол 90° (см. рис. 24), угол
β, диаметр начальной окружности d.

Рис. 24

33. Основные размеры треугольных соединений, мм

¹ Теоретические диаметры по вершинам
указывают на чертеже: наружный D₁ только на от­верстии, внутренний D₂
— на валу.

34. Допуски для треугольныхсоединений

*Допуски
даны для посадки Н9/h8.

Кроме того,
на чертеже отверстия зада­ют наружный диаметр по вершинам D₁,
диаметр впадин D_a с надписью «минимум» и внутренний диаметр d_a,
а на чертеже вала — внутренний диаметр по вершинам D₂, наружный
диаметр D_в и диаметр впа­дин d_в с надписью «максимум».

Допуски
выбирают по табл. 34. В зави­симости от назначения соединения прини­мают
нормальную или пониженную точ­ность. Последняя предназначена преиму­щественно
для грубых соединений с отвер­стием, имеющим разрез и стяжку, а также для
грубых конических соединений. Допус­ки на диаметры начальной окружности да­ны
для скользящей посадки с зазорами от нуля до суммы допусков на диаметры от­верстия
и вала.

Допуск на
толщину зуба отверстия ра­вен допуску на диаметр начальной окруж­ности (так как
угол равен 90º). Допуск на толщину зуба вследствие того, что угол β
равен 80 или 82,5°, на несколько тысячных миллиметра точнее, чем допуск на
диаметр начальной окружности, и практически мо­жет считаться также равным
допуску на диаметр начальной окружности. Таким об­разом, допуски на диаметр
начальной ок­ружности дают полное представление о характере посадки по толщине
зуба и боко­вым зазорам.

При
необходимости назначения другой посадки следует применять систему отвер­стия, чтобы
сохранить неизменным допуск на отверстие. Характер посадки должен быть отражен
отклонениями на диаметр начальной окружности вала, которые могут быть даны в
два минуса для посадки с га­рантированным зазором, в два плюса или один плюс
для посадок с натягами и зазо­рами.

При выборе
посадок для вала рекомен­дуется придерживаться посадок, приведен­ных в табл.
37.

Для
конических валов рекомендуются переходные посадки (т.е. вал с более пол­ным
зубом).

Допуски на
диаметр начальной окруж­ности включают: собственно допуск на диаметр начальной
окружности, отклоне­ние шага и отклонение угла профиля.

Допуски на
внутренний диаметр отвер­стия d_aи наружный диаметр вала D_в
для нормальной точности даны по 8-9 квалитету ГОСТ 25347-82, а для пониженной
по 9-10 квалитету.

Диаметр
проволочек для измерения зубьев и номинальные размеры между про­волочками для
отверстия и по проволочкам для вала выбирают из табл. 35. Все диамет­ры
проволочек берут по ГОСТ 2475-88 для измерения резьб. Номинальные размеры между
проволочками и по проволочкам определены по табл. 35 и дают соединение без
зазора.

На чертеже
должны быть указаны: диа­метры проволочек и номинальный размер между
проволочками для отверстия и по проволочкам для вала, на чертеже делают
надпись: «Отклонения по диаметру началь­ной окружности».

При
увеличении d’_в следует вычитать К_в из М_в (см.
D_т в табл. 36); при увели­чении d_а‘ следует складывать К_а
с М_а(см. D_n в табл. 36).

Допуски на
размеры М_в и М_а (см. рис. 24) те же, что на диаметр
начальной окружности.

Размеры М_в
и М_а на чертежах долж­ны быть снабжены надписью: «Отклонения по
диаметру начальной окружности».

35. Номинальные размеры между проволочками и по
проволочкам, мм

Формулы для определения
элементов треугольных соединений

Основной
расчетной величиной явля­ется диаметр начальной окружности d, который делит
пополам теоретическую высоту зубьев по вершинам профиля.

Теоретические
диаметры по верши­нам профиля — наружный D₁ и внутрен­ний D₂
— служат для вычисления разме­ров по проволочкам для вала и отверстия и
размеров режущего и мерительного инструмента.

Размеры по
проволочкам, подсчитан­ные по этим диаметрам, дают в соедине­нии вала и
отверстия нулевой зазор.

Диаметры d_в‘
и dа’ по ГОСТ 2475- 88. Размеры М_в, М_а дают соединение
отверстия и вала без зазора.

Для вала
допустимая зона касания проволочек ±0,05 относительно диамет­ра начальной
окружности (см. D_n в табл. 36).

36. Формулы для определения параметров треугольных
соединений

37. Посадки вала

Размеры, мм

38. Проволочки и ролики для измерения резьб и шлицев
(по ГОСТ 2475-88)

Стандарт распространяется
на проволочки и ролики для измерения среднего диаметра на­ружной резьбы, а
также измерения толщины зубьев и ширины впадин шлицевых валов и втулок с
эвольвентным профилем.

Проволочки и
ролики изготавливаются трех типов: I — проволочки гладкие; II — проволочки
ступенчатые; III — ролики. Проволочки и ролики для измерения среднего диаметра
наружной резьбы следует изготовлять двух классов точности: 0 и 1; для измерения
шлицевых эвольвентных соединений — класса точности 1.

Пример
условного обозначения гладких проволочек диаметром d_D0 = 0,101мм класса точности 0:

Проволочки 1-0,101 кл. О ГОСТ 2475-88

Пример
условного обозначения ступенчатых проволочек диамет­ром d_D0 = 2,095мм класса точности
I:

Проволочки II-2,095 кл. 1 ГОСТ 2475-88

Пример
условного обозначения роликов диаметром d_D0 = 5,207мм клас­са точности
0:

Ролики III-5,207 кл. 0 ГОСТ 2475-88

Номинальные диаметры проволочек и роликов d_D0
для измерения среднего диаметра наружной резьбы в зависимости от шага

Размеры, мм

Примечание. А — рабочая поверхность проволочки
типа I должна располагаться по­середине проволочки на длине L₁.

Примечание. Для трапецеидальной и упорной резьб
значения d_Dmin не приводят, так как проволочки и ролики этих
размеров будут располагаться ниже наружного диаметра контролируемого профиля.

Номинальные диаметры проволочек d_D0 для
измерения параметров шлицевых соединений с эвольвентным профилем

Номинальные диаметры d_D0, мм

Длины проволочек L и рабочей поверхности L₁

Размеры, мм

Примечание. Длину проволочек, предназначенных
для применения с приспособлени­ем для установки на прибор, не устанавливают.

39. Предельные отклонения диаметров проволочек и
роликов в зависимости от классов точности 0 и 1 (по ГОСТ 2475-88)

Примечание. Отклонения формы рабочей
поверхности проволочки и ролика (любое отклонение от круглости или профи­ля
продольного сечения) должны находиться в пределах допуска на диаметр.

Критерием
предельного состояния явля­ется несоответствие требованиям табл. 39.

Технические
требования. Проволочки
и ролики следует изготовлять размерами:

от 0,045 до
0,346мм для типа I,

» 0,115 »
4,980мм » » II,

» 5,176 »
35,00мм » » III.

Конструкция
проволочек должна обес­печивать возможность их применения с приспособлениями
для подвешивания или установки на приборе.

Примечание. Приспособление для подвешивания
проволочек на приборе должно иметь отверстие для подвешивания диаметром не
менее 2,5мм и обеспечивать расстояние от центра этого отверстия до середины
длины проволочки не менее 55мм.

Проволочки и
ролики следует изготов­лять из углеродистой стали У10А, У12А по ГОСТ 1435-90;
из хромистой стали X – по ГОСТ 5950—73; из подшипниковой стали ШХ15 — по ГОСТ
801-78.

Допускается
изготовлять проволочки и ролики из быстрорежущей стали.

Рабочие
поверхности проволочек и ро­ликов диаметром d_D0 ≥ 0,866мм
должны иметь хромовое либо другое износостойкое покрытие.

Нерабочие
поверхности проволочек и роликов без износостойкого покрытия должны быть
подвергнуты антикоррозион­ной обработке.

Твердость
рабочих поверхностей прово­лочек и роликов из углеродистой и хроми­стой сталей
— не ниже 59HRCэ; из быстро­режущей стали — не ниже 63HRСэ.

Допускается
проволочки типа I изготов­лять с твердостью не ниже 51HRCэ.

Проволочки и
ролики для измерения среднего диаметра наружной резьбы следу­ет изготовлять
двух классов точности: 0 и 1. Проволочки и ролики для измерения пара­метров
шлицевых эвольвентных соедине­ний — класса точности 1.

Параметр
шероховатости Ra по ГОСТ 2789—73 рабочих поверхностей проволочек и роликов — не
более 0,04мкм.

На рабочих
поверхностях проволочек и роликов не должно быть дефектов, ухудшающих их
эксплуатационные качест­ва.

Проволочки и
ролики следует выпускать комплектами, состоящими:

из 3 шт.
одного типа с равными номи­нальными диаметрами — для измерения среднего
диаметра наружных резьб;

из 2 шт.
одного типа с равными номи­нальными диаметрами — для измерения параметров шлицевых
соединений.

Проволочки и
ролики следует подвер­гать старению и размагничиванию.

Полный
установленный ресурс прово­лочек и роликов — не менее 2000 измере­ний.

Расчет на прочность

Боковые поверхности зубьев шлицевого соединения работают на смятие, а основа­ние их — на изгиб и срез.

Рис. 25

Для применяемых соотношений эле­ментов шлицевых соединений основным является расчет на смятие:

где Т_mах — наибольший допустимый вращающий момент, передаваемый соединением, Н·м;

φ = (0,7…0,8) — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузок по рабочим поверхностям зубьев; обычно принимают φ=0,75;

F — площадь всех боковых поверхностей зубьев с одной стороны на 1мм длины, мм²/мм;

для прямобочных (прямоугольных) зубьев;

здесь z — число зубьев; D_в — наружный диаметр зубьев вала, мм; d_a— диаметр от­верстия шлицевой втулки, мм; f- размер фаски, мм; r — радиус закругления, мм; F = 0,8mzдля эвольвентных зубьев; m- модуль, мм;

F = (D_в — d_a)/2 для треугольных зубьев;

l — рабочая длина зуба, мм;

r_ср = (D_в + d_a)/4 для прямобочных (прямоугольных) зубьев;

r_ср = 0,5d_aдля эвольвентных и треуголь­ных зубьев;

[σ_см] — допускаемое напряжение на смятие, МПа (табл. 40).

40. Допускаемые напряжения на смятие боковых поверхностей зубьев шлицевых соединений

a — тяжелые условия эксплуатации: нагрузка знакопеременная с ударами в обоих направлени­ях; вибрации большой частоты и амплитуды; условия смазки (для подвижных соединений) плохие; небольшая твердость деталей соединения; невысокая точность соосности ступицы и вала, б — средние условия эксплуатации; в — легкие условия эксплуатации.

Рис. 26. Номограмма для определения параметров зубчатых (шлицевых) эвольвентных соединений

Испытание на скручивание вала с пря­моугольными зубьями и плоским дном впадины показывает, что его прочность эквивалентна прочности гладкого вала, диаметр которого несколько меньше внут­реннего диаметра шлицевого вала.

Практически шлицевый вал рассчиты­вают на прочность так же, как гладкий вал, диаметр которого равен внутреннему диа­метру шлицевого вала.

Для определения допускаемого вра­щающего момента по заданным параметрам или для определения параметров по задан­ному вращающему моменту в зубчатых (шлицевых) эвольвентных неподвижных соединениях для расчетов можно пользо­ваться номограммой (рис. 26).

Расчетная формула к номограмме:

где φ=0,75 — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения сил по рабочим поверхностям зубьев;

z — число зубьев;

F= 0,8m; r_ср = 0,5mz.

Допускаемые напряжения смятия [σ_см]:

50,0МПа для поверхности с твердостью 240…300НВ; 120,0МПа для поверхности с твердостью ≥50HRC.

Условные изображения зубчатых валов, отверстий и их соединений. Окружности и образующие поверхностей выступов зубьев вала и отверстия показывают сплошными основными линиями.

Окружности и образующие поверхно­стей впадин на изображениях зубчатого вала и отверстия показывают сплошными тонкими линиями (рис. 27), при этом сплошная тонкая линия поверхности впа­дин на проекции вала на плоскость, парал­лельную его оси, должна пересекать линию границы фаски (см. рис. 29, 30)

Образующие поверхности впадин на продольных разрезах вала и отверстия по­казывают сплошными основными линиями (см. рис. 27, 31, 32).

На проекции вала и отверстия на плос­кость, перпендикулярную его оси, а также в поперечных разрезах и сечениях окружно­сти впадин показывают сплошными тонки­ми линиями (см. рис. 31, 32).

Делительные окружности и образующие делительных поверхностей на изображени­ях деталей зубчатых соединений показыва­ют штрихпунктирной тонкой линией (см. рис. 29, 32).

Границу зубчатой поверхности вала, а также границу между зубьями полного профиля и сбегом показывают сплошной линией (см. рис. 27, 30).

На изображениях, полученных проеци­рованием на плоскость, перпендикулярную оси зубчатого вала и отверстия, изображают профиль одного зуба и двух впадин.

Допускается изображать большее число зубьев и впадин.

На этих изображениях фаски на конце зубчатого вала и в отверстии не показыва­ют.

Если секущая плоскость проходит через ось зубчатого вала и отверстия, то на разре­зах и сечениях валов зубья условно совме­щают с плоскостью чертежа и показывают нерассеченными (см. рис. 27), а на разрезах и сечениях отверстий впадин зубья условно совмещают с плоскостью чертежа (см. рис. 32).

При изображении зубчатого вала или отверстия в разрезе или сечении линии штриховки проводят:

в продольных разрезах и сечениях — до линий впадин (см. рис. 27, 31, 32);

в поперечных разрезах и сечениях — до линий выступов (см. рис. 27, 32).

Если секущая плоскость проходит через ось зубчатого соединения, то при его изо­бражении на разрезе покапывают только ту часть поверхности выступов отверстия, ко­торая не закрыта валом (рис. 33).

Рис.27

Рис.28

Рис.29

Рис.30

Рис.31

Рис. 32

Рис. 33

Рис. 34

Радиальный зазор между зубьями и впа­динами вала и отверстия не показывают (рис. 34).

Правила выполнения чертежей зубчатых валов и отверстий. Чертежи деталей зубча­тых соединений должны быть выполнены в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД и настоящими дополнениями.

На изображениях зубчатых валов, полу­ченных проецированием на плоскость, па­раллельную оси, указывают длину зубьев полного профиля l₁ до сбега (см. рис. 27).

Допускается дополнительно указывать полную длину зубьев или наибольший ра­диус инструмента R, или длину сбега l₂ (см. рис. 28-30).

На чертеже детали стандартизованного зубчатого соединения указывают в техниче­ских требованиях или на полке линии-выноски условное обозначение вала или отверстия по соответствующему стандарту.