UA9174U

UA9174U - Slot joint

Info

Publication number: UA9174U
Application number: UAU200501116U
Authority: UA
Inventors: Oleksii Pavlovych Popov; Yehor Yevhenovych Luchenkov
Original assignee: Nat Admiral Makarov Ship Build
Priority date: 2005-02-07
Filing date: 2005-02-07
Publication date: 2005-09-15

Abstract

A slot joint consists of a shaft and a hub put on the shaft with the outer and the inner evolvent slots placed on those and being in coupling with each other. The side profiles of the outer and the inner slots are arranged as straight lines at angle of inclination.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до галузі машинобудування.The utility model refers to the field of mechanical engineering.

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 (11: Кудрявцев В.Н.,A splined connection is known, which consists of a shaft and a hub mounted on a shaft, with external and internal perpendicular splines located on them, which are engaged with each other, and which is designed to transmit torque from one part to other parts of machines and mechanisms (11: Kudryavtsev V.N.,

Державен, Ю.А., Глухарев Е.Г. Конструкции и расчет зубчатьїхх редукторов. - Л.: Машиностроение, 1971. -328 с.Derzhaven, Yu.A., Glukharev, E.G. Designs and calculation of gear reducers. - L.: Mashinostroenie, 1971. -328 p.

Недоліком вказаного шліцевого з'єднання є те, що прямобічні шліці застосовуються для зовнішніх діаметрів 70 валів лише в діапазоні від 20 до 125мм, крім того, воно характеризується недосконалістю технології виготовлення, центрування та зниженою міцністю.The disadvantage of this splined connection is that straight-sided splines are used for outer diameters of 70 shafts only in the range from 20 to 125 mm, in addition, it is characterized by imperfect manufacturing technology, centering and reduced strength.

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 З3.М., Назаров В.Л.,The closest in terms of technical essence to the proposed solution is the splined joint, accepted as a prototype, which consists of a shaft and a hub mounted on the shaft, with external and internal involute splines located on them, which are engaged with each other (2 ): Levyna Z3.M., Nazarov V.L.,

Решетов Д.Н. Повьішение долговечности шлицевьїх соединений. -М.: ЗНИМС, 1968. - 178 с.Reshetov D.N. Increasing the durability of splined joints. - M.: ZNYMS, 1968. - 178 p.

Недоліком вказаного шліцьового з'єднання є відносно складна технологія виготовлення та обмежена міцність евольвентних шліців.The disadvantage of this splined connection is the relatively complex manufacturing technology and the limited strength of the involute splines.

Задача корисної моделі -- спрощення технології виготовлення шліців та підвищення міцності шліцевого з'єднання.The task of the useful model is to simplify the spline manufacturing technology and increase the strength of the spline connection.

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 о,/-152, 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 29 бічним поверхням трапецеїдальних шліців висота зовнішніх та внутрішніх шліців й-1,85т, а при центруванні по (пе) діаметру вершин зовнішніх шліців висота внутрішніх шліців п-1,бт, де т - модуль.The solution to the problem is achieved by the fact that in a splined connection, which consists of a shaft and a hub mounted on a shaft, with external and internal involute splines located on them, which are engaged with each other, the side profiles of the external and internal splines are made in the form straight lines with an angle of inclination o,/-152, in connection with which the slots in the cross-sectional plane, which is drawn perpendicular to their generating side surfaces, are characterized by a trapezoidal cross-section, in addition, when centering the slot connection along the 29 side surfaces of the trapezoidal slots the height of the outer and inner slots is y-1.85t, and when centered on the (pe) diameter of the tops of the outer slots, the height of the inner slots is n-1.bt, where t is the module.

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 о,-152, у зв'язку з чим шліци в площині перерізу, яка проведена перпендикулярно до твірних їх бічних поверхонь, З 3о характеризуються трапецеїдальним перерізом, крім того, при центруванні шліцьового з'єднання по бічних - поверхнях трапеціїдальних шліців висота зовнішніх та внутрішніх шліців п-1,8517, а при центруванні по діаметру вершин зовнішніх шліців висота внутрішніх шліців п-1,бт. --A comparative analysis with the closest analogue shows that the claimed slotted connection differs in that the side profiles of the outer and inner slots are made in the form of straight lines with an angle of inclination of -152, in connection with which the slots in the cross-sectional plane which is carried out perpendicular to their side surfaces, C 3o are characterized by a trapezoidal cross-section, in addition, when centering the splined joint on the side surfaces of the trapezoidal splines, the height of the outer and inner splines is n-1.8517, and when centering along the diameter of the tops of the outer splines, the height internal slots n-1, bt. --

На фіг.1 зображене шліцеве з'єднання із трапецеїдальними зубами і центруванням по бічним поверхням (о) шліців, а на фіг.2 - шліцеве з'єднання із центруванням по діаметру вершин зовнішніх зубів.Fig. 1 shows a spline joint with trapezoidal teeth and centering on the side surfaces (o) of the splines, and Fig. 2 shows a spline joint with centering on the diameter of the tops of the outer teeth.

У відповідності із фіг. 1 та фіг. 2 маємо: Гор - середній радіус шліцьового з'єднання; год, Гоо - радіуси вершин зовнішніх та внутрішніх шліців; г/4, г/» - радіуси западин зовнішніх та внутрішніх шліців; го - радіус отвору вала; « с - радіальний зазор; |д - нормальний бічний зазор між шліцами; с - радіальний зазор між вершинами зовнішніх та западинами внутрішніх шліців при центруванні по діаметру вершин зовнішніх зубів; п - висота шліців; ох 7 - 70 Кут нахилу бічного профілю шліців; с4 - кутова швидкість шліцьового з'єднання, як дорівнює кутовій швидкості с двигуна.In accordance with fig. 1 and fig. 2 we have: Hor - the average radius of the splined joint; h, Goo - radii of the tops of the outer and inner slots; g/4, g/» - radii of the depressions of the external and internal slots; h - radius of the shaft opening; « c - radial gap; |d - normal lateral gap between slots; c - the radial gap between the tops of the outer and the depressions of the inner slots when centered on the diameter of the tops of the outer teeth; n - height of slots; oh 7 - 70 Angle of inclination of the side profile of the slots; c4 is the angular speed of the splined connection, which is equal to the angular speed c of the engine.

Шліцеве з'єднання складається з полого валу 1 та ступиці 2 із розташованими на них трапецеїдальними :з» відповідно зовнішніми З 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-0,25т. Між бічними поверхнями шліців існує нормальнийThe spline connection consists of a hollow shaft 1 and a hub 2 with trapezoidal splines located on them, respectively, external З and internal 4 splines, which are engaged with each other. When centering the splined joint (Fig. 1), radial clearances 5 and 6 are provided on the lateral surfaces of the splines between the peaks and depressions of the splines, the value of each of which is c-0.25t. Between the lateral surfaces of the slits there is a normal

Ге! бічний зазор 7, який дорівнює )/Ф(т)-0.1...0,2 мм.Gee! side gap 7, which is equal to )/F(t)-0.1...0.2 mm.

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/4) та вершинами внутрішніх шліців -І (радіус гог) дорівнює, як і при центруванні по бічним поверхням шліців (фіг. 1), 0,151.When centering the spline joint along the diameter of the tops of the outer teeth (Fig. 2), the radial gap is s-0.1t. The radial gap 5 between the depressions of the external slots (radius r/4) and the tops of the internal slots -I (radius gog) is equal to 0.151, as in the case of centering on the side surfaces of the slots (Fig. 1).

Шліцеве з'єднання працює наступним чином.The splined connection works as follows.

Т» При навантаженні вала 1, який поєднаний, наприклад, із двигуном, корисне навантаження у вигляді обертального моменту Т і частоти обертання п. через зовнішні шліци З 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 о.-хп4/30, де пі приймається в об/хв.T» When loading the shaft 1, which is connected, for example, to the engine, the useful load in the form of torque T and rotation frequency p. will be transmitted through the external slots З to the internal slots 4 of the hub 5, which is rigidly connected to the drive mechanism. As a result of the indicated interaction between the shaft and the hub, the angular speed of the splined joint will be equal to о.-хп4/30, where pi is taken in rpm.

Су; Якщо між шліцьовим з'єднанням і приводним механізмом немає зубчастої передачі, то кутова швидкість приводного механізму буде також дорівнювати 51. Якщо зубчаста передача присутня, то кутова швидкість приводного механізму буде дорівнювати оо, причому оо»). Вказані співвідношення між о. та оо залежать від зубчастої передачі. Якщо зубчаста передача представляє редуктор, то 5420» якщо мультиплікатор, то охо.Su; If there is no gear between the spline connection and the drive mechanism, then the angular speed of the drive mechanism will also be equal to 51. If the gear is present, then the angular speed of the drive mechanism will be equal to oo, and oo"). The specified ratios between o. and oo depend on gearing. If the gear represents a reducer, then 5420" if a multiplier, then okho.

Центрування шліцьового з'єднання по бічним поверхням шліців слід здійснювати у тих випадках, коли 60 окружна швидкість М«1Ом/с, а твердість по Брінелю НВ«е350. Якщо окружна швидкість М»1Ом/с, а твердістьCentering of the splined joint on the side surfaces of the splines should be carried out in cases where the circumferential speed of 60 is М«1Ω/s, and the Brinell hardness is НВ«e350. If the circumferential speed is M»1Ω/s, and the hardness

НВ»З50, то в цьому випадку необхідно здійснювати центрування по діаметру вершин зовнішніх шліців.НВ»Z50, then in this case it is necessary to perform centering along the diameter of the tops of the outer slots.

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 Пр шліців, яка дорівнює 1.бт, а не пр-т, яке має місце в евольвентному шліцьовому з'єднанні. бо 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.The proposed spline connection has a simple manufacturing technology, as it is made not by involute but by ordinary trapezoidal broaches. In addition, the splined joint under consideration has a working height Pr of the splines, which is equal to 1.bt, and not pr-t, which occurs in an involute splined joint. because in connection with this, the crumpling stresses on the working surfaces of trapezoidal splines, as the main criterion for the performance of splined joints, will be less than the crumpling stresses on the surfaces of involute splines by 1.6 times.

Основні розміри шліцьового з'єднання та параметри шліців визначаються, виходячи з фіг.17 та фіг.2, наступним чином:The main dimensions of the slot connection and the parameters of the slots are determined based on Fig. 17 and Fig. 2, as follows:

Гор-та/2; г 12Тор-1.051тп-(т2/2)-1,0511-1|(2/2)-1,051;Hor-ta/2; g 12Tor-1.051tp-(t2/2)-1.0511-1|(2/2)-1.051;

Гог Гор'ЄО, вп (22/20, 81; Пр-2.0,8т-1,6т;Gog Gor'EO, vp (22/20, 81; Pr-2.0.8t-1.6t;

Лот Тор 1,05т-:т|((2/2)1,05); год Гор-О,8тпті|(2/2)-0, 81; с-0,25т; с-0,1т; )н-50,1...0,2 мм.Lot Tor 1.05t-:t|((2/2)1.05); h Hor-O,8tpti|(2/2)-0, 81; s-0.25t; s-0.1t; )n-50.1...0.2 mm.

При центруванні по діаметру вершин зовнішніх зубів радіус г/2-го40.1т-ет|(2/2)0,9), де 7 - кількість шліців. Величина с-0.1т приймається за умови можливості монтажу і демонтажу шліцьового з'єднання та компенсації розцентровок осей з'єднання, які виражені через кут їх перекосу ух0.1т/(1/2)50,2т1/, застосовано до рухомого з'єднання, де І - довжина шліців.When centering on the diameter of the tops of the outer teeth, the radius is g/2-go40.1t-et|(2/2)0.9), where 7 is the number of slots. The value с-0.1t is accepted under the condition of the possibility of mounting and dismounting the splined connection and compensation for misalignment of the connection axes, which are expressed through the angle of their skew ух0.1t/(1/2)50.2t1/, applied to the movable connection , where I is the length of the slots.

Економічний ефект від впровадження технічного рішення, що пропонується, слід чекати за рахунок 75 підвищення навантажувальної здатності, спрощення технології виготовлення, а також ефективності роботи з'єднання.The economic effect of the implementation of the proposed technical solution should be expected at the expense of 75 increasing the load capacity, simplifying the manufacturing technology, as well as the efficiency of the connection.

Суспільна користь корисної моделі, що заявляється, полягає у зниженні вібрації та шуму внаслідок більш плавної роботи з'єднання (промсанітарія).The public benefit of the claimed useful model is the reduction of vibration and noise due to smoother operation of the connection (industrial sanitation).

Claims

The formula of the invention A splined joint, which consists of a shaft and a hub, which is mounted on the shaft, with external and internal involute splines located on them, which are engaged with each other, which is characterized by the fact that the side profiles of the external and internal splines are made in the form straight lines with an angle of inclination of ..152, З and in connection with which the slots in the cross-sectional plane, which is drawn perpendicular to their side surfaces, are characterized by a trapezoidal cross-section, in addition, when centering the slotted connection along the side surfaces of the trapezoidal slots the height of the outer and inner slots is n-1.8511, and when centered on the diameter - 20 tops of the outer slots, the height of the inner slots is n-1.6t, where t is the module. in "- (o)

. and? se) - -i T» 50 So 60 b5