Сплайн (механический)
Шлиц – это гребень или зуб [1] [2] [3] на ведущем валу , совпадающем с пазом ответной детали и передающем на нее крутящий момент , сохраняя между ними угловое соответствие.
Например, шестерня, установленная на валу, может использовать охватываемую шлицевую часть вала, которая соответствует внутренней шлицевой шестерне. На соседних изображениях в разделе ниже показан входной вал трансмиссии с охватываемыми шлицами и диск сцепления с ответными внутренними шлицами в центральной ступице, где гладкий кончик оси будет опираться на направляющий подшипник в маховике (не изображен). Альтернативой шлицам являются шпоночные пазы и шпонки , хотя шлицы обеспечивают более длительный усталостный срок службы и могут выдерживать значительно большие крутящие моменты для своего размера. [2]
Типы
[ редактировать ]Существует несколько типов сплайнов: [2]
- Параллельный шпоночный шлиец
- где стороны равноотстоящих друг от друга канавок параллельны в обоих направлениях, радиальном и осевом.
- Эвольвентный сплайн
- где стороны равноотстоящих друг от друга канавок эвольвентные , как у эвольвентной передачи , но не такой высоты. Кривые увеличивают прочность за счет уменьшения концентрации напряжений .
- Венценосные сплайны
- где стороны равноотстоящих друг от друга канавок обычно эвольвентные, но охватываемые зубы модифицированы, чтобы обеспечить несоосность.
- Зубцы
- где стороны равноотстоящих друг от друга канавок образуют букву «V». Они используются на валах малого диаметра.
- Спиральные шлицы
- где равноотстоящие друг от друга канавки образуют спираль вокруг вала. Стороны могут быть параллельными или эвольвентными. Это может либо минимизировать концентрацию напряжений в неподвижном соединении при высокой нагрузке, либо обеспечить вращательное и линейное движение между деталями.
- Шаровые шлицы
- где канавки внутренней и внешней частей выполнены в виде линейных дорожек, заполненных шарикоподшипниками, что обеспечивает свободное линейное движение даже при высоком крутящем моменте. Чтобы обеспечить более длинный ход, внешний шлиец может включать в себя каналы для рециркуляции шариков, таким образом крутящий момент может передаваться от длинного вала при движении вверх или вниз по длине.
Деталь шлицевого соединения
Шлиц на конце первичного вала механической коробки передач
Диск сцепления со шлицевой ступицей для зацепления с изображенным входным валом
Приводной вал со шлицем в центре и универсальными шарнирами на концах для передачи крутящего момента и вращения, а также для изменения длины.
Шлицы на полуоси стороне ШРУС
Соответствующие шлицы велосипедной кассеты и втулки, главный шлиец виден вверху.
Использование
[ редактировать ]В приводных валах транспортных средств и коробках отбора мощности используются шлицы для передачи крутящего момента и вращения, а также возможность изменения длины. Шлицы повсеместно используются в аэрокосмической отрасли из-за более высокой надежности и усталостной долговечности шлицев по сравнению с валами со шпонками.
Шлицы используются в нескольких местах велосипедов . Шлицевые соединения шатуна и вала каретки включают ISIS Drive , Truvativ GXP и Howitzer от Shimano , Octalink и многие другие, большинство из которых являются запатентованными. Некоторые шатуны оснащены модульными крестовинами, в которых крутящий момент передается через шлицы. Кассеты соединяются со втулкой через шлицевую канавку, одна из канавок которой шире остальных, что обеспечивает фиксированную ориентацию. В интерфейсы крепления дисковых тормозов со шлицами входит Centerlock от Shimano.
Авиационные двигатели могут иметь шлицы, на которых крепится воздушный винт . Может быть главная шлица, которая шире остальных, так что пропеллер может двигаться только в одном направлении для поддержания динамического баланса . Такое расположение обычно встречается в более крупных двигателях, тогда как в двигателях меньшего размера вместо этого обычно используются резьбовые крепления.
Производство
[ редактировать ]Существует два взаимодополняющих типа сплайна: внутренний и внешний. Внешние шлицы могут быть проточены , профилированы (например, на зубодолбежном станке), фрезерованы , зубофрезерны , прокатаны , шлифованы или экструдированы . Доступно меньше методов изготовления внутренних шлицов из-за ограничений доступности. Методы включают перечисленные выше, за исключением зубофрезерования (без доступа). Зачастую при внутренних шлицах шлицевая часть детали может не иметь сквозного отверстия, что исключает применение метода тянущей/толкающей протяжки или метода выдавливания. Кроме того, если деталь небольшая, может быть сложно установить фрезерный или шлифовальный инструмент в область обработки шлицов.
Чтобы предотвратить концентрацию напряжений, концы шлицев имеют фаски (в отличие от резких вертикальных концов). Такая концентрация напряжений является основной причиной отказа плохо спроектированных шлицев. [ нужна ссылка ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Теория» . Западный Мичиган Сплайн, Инк . Проверено 6 июля 2010 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Дэн Сегер (январь 2005 г.). «Внутренние сплайны» . Журнал Gear Solutions . Проверено 6 июля 2010 г.
Вал с внешними шлицами сопрягается с внутренним шлицем, который имеет прорези или промежутки, образованные на обратной стороне зубьев вала.
- ^ Оксфордский словарь английского языка (второе изд.). Издательство Оксфордского университета. 1989.
1966 GW MICHALEC Precision Gearing vii. 324 Обычно эвольвентные внутренние и внешние зубья неэвольвентные шлицы сопрягаются, но подходят и . 1979 Справочник по промышленному крепежу. I.318 Различают две основные формы шлицев — прямосторонние шлицы , числом которых может быть 4, 6, 10 или до 16 , равномерно распределенных по окружности вала, и зубчатые шлицы , имеющие форму соседних треугольных зубьев. .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Роберт Рич Робинс (декабрь 2008 г.). «Оценка зацепления зубьев эвольвентных шлицевых муфт» . Университет Бригама Янга . Проверено 8 июля 2010 г.