Шлицевое соединение своими руками

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 16.09.2024

Шлицевые соединения образуются выступами на валу и соответствующими впадинами в ступице и служат для передачи крутящего момента. По форме профиля шлицевые соединения разделяются на прямоугольные (рисунок 1, а), эвольвентные (рисунок 1, б) и треугольные (рисунок 1, в).

Применяются три способа центрирования прямоугольных шлицевых соединений:
а) центрирование по наружному диаметру; оно используется в том случае, когда твердость отверстия невысокая и его можно обработать протяжкой, а вал не подвергается значительным деформациям при термической обработке;
б центрирование по внутреннему диаметру; производится при высокой твердости отверстия и значительных деформациях вала, для устранения которых требуется шлифование;
в) центрирование по ширине шлица; применяется при высокой твердости отверстия и необходимости минимальных зазоров по боковым поверхностям.
Центрирования эвольвентных и треугольных шлицевых соединений производится только по профилю шлицев с гарантированными зазорами по диаметрам впадин и выступов.
Обработка шлицев на наружных поверхностях производится методом деления или методом обкатки.
Методом деления шлицы фрезеруются на горизонтально-фрезерных станках набором фрез или фасонными фрезами. Этот метод применяется также при шлифовании шлицев на шлицешлифовальном станке (рисунок 2).

Шлицефрезерные станки, работающие по методу деления, снабжены точными делительными устройствами, которые после каждого двойного хода поворачивают деталь для обработки следующего шлица.
Методом обкатки шлицы нарезают на шлицефрезерных или зубофрезерных станках однозаходной червячной фрезой, профиль которой при обкатке с обрабатываемой деталью образует шлицы требуемой формы и размеров (рисунок 3). Методом обкатки обрабатывают прямоугольные, треугольные и эвольвентные шлицы. По сравнению с методом деления этот метод является более производительным.

Короткие шлицы на концах валов у выступов, не позволяющих использовать фрезу, обрабатывают на зубодолбежных станках специальными долбяками.
Для повышения производительности обработки шлицев на наружных поверхностях применяют шлицестрогальные, протяжные станки, а также производят накатку.
Шлифование шлицев применяют для обработки валов, которые после термической обработки имеют деформацию и высокую твердость, не позволяющую обработать шлицы фрезой.
Наиболее распространенным методом обработки шлицев на внутренних поверхностях является протягивание шлицевых отверстий комбинированными шлицевыми протяжками или набором протяжек. Комбинированной протяжкой обрабатывают внутреннюю поверхность шлицевого отверстия и шлицы. Протяжками можно обрабатывать только детали невысокой твердости, поэтому протягивание шлицев производят до термической обработки. После термической обработки производят калибрование шлицев прошивками (при твердости HRC не более 35).
У шлицевых отверстий при центрировании деталей по внутреннему диаметру вала после термической обработки шлифуют внутреннюю поверхность шлицевого отверстия.

Речь о альтернативном варианте, когда нет возможности изготовить новую деталь и в силу каких-то причин недоступна оригинальная.

На фотографиях разгруженая полуось которая "потеряла" шлицы в следствии их износа и последующего проворачивания.

За кадром осталась наплавка полуоси в месте где были шлицы, проточка фланца и полуоси под "горячую" посадку.

Начнем с момента надреза канавок на полуоси, примерно 1,5х1,5мм стараясь немного скруглить края, делаем 4 надреза:

Теперь сажаем на горячую в прессе фланец и засверливаем по разметке сверлом 3,3 мм, так-как наварка более твердая - сверление идет в основном по фланцу, получаем отверстие равное по диаметру в обе детали, некоторая погрешность - не имеет значения.

Подогреваем детали до 200 и впрессовываем вставки (кусочки от сверла) диаметром 3,4мм.:

Снимаем фаску под сварку:

Завариваем точечно - стараясь сделать не шов, а скорее электрозаклепку:

- обваривать смысла нет, удерживают детали от смещения именно впрессованые ролики.
------------------
Добавлю что операция, особенно если исключить наплавку и проточку - представляет единственную ценность - это случай полевого ремонта.
Ну или как на фото - просто в запас редкую деталь (дефендер и его знаменитые по количеству поломок полуоси).

В машиностроительном производстве (станкостроении, автотракторном производстве, сельскохозяйственном машиностроении и других отраслях) вместо шпоночных широко применяются шлицевые соединения, образуемые продольными выступами на валу и соответствующими впадинами в ступице.

Широкое применение таких соединений обусловлено их преимуществами по сравнению со шпоночными:

О шлицевые соединения дают хорошее центрирование и минимизируют проворачивание, характерное для врезных шпонок из-за разработки ими паза, что особенно отрицательно сказывается на функционировании машин, работающих с большими скоростями;

О при шлицевых соединениях увеличиваются площади поверхности соприкосновения вала с соединяемой деталью, что способствует уменьшению давления на их поверхности;

о при переменных нагрузках прочность у шлицевых валов выше, чем у валов со шпоночными соединениями.

Шлицевые соединения бывают подвижные, когда охватывающие детали могут перемещаться вдоль вала, и неподвижные (жесткие), когда охватывающие детали плотно закреплены на валу.

По форме профиля шлицевые соединения разделяются на прямобочные, эвольвентные, трапецеидальные и треугольные. Из них наиболее распространены прямобочные и эвольвентные.

Рис. 13.7. Способы центрирования шлицевых соединений: а—г — прямобочных: а — по боковым сторонам зубьев; б — по окружности выступов зубьев; в — по окружности впадин зубьев; г — фаски и скругления зубьев; д—е — эвольвентных: д — по боковым сторонам зубьев; е — по окружности зубьев

Прямобочные шлицевые соединения (с параллельными боковыми сторонами). В зависимости от способа центрирования охватывающей детали (втулки) (рис. 13.7) возможны такие варианты:

о центрирование по боковым сторонам зубьев (например, карданное сочленение в автомобилях) (рис. 13.7, а) осуществляют, если точность центрирования не имеет существенного значения и в то же время необходимо обеспечить достаточную прочность соединения;

О центрирование по одной из поверхностей зубьев (наружной или внутренней) применяют, если в механизмах (станках, автомобилях и др.) требуется осуществить кинематическую (связь деталей друг с другом) точность;

О центрирование по поверхности выступов зубьев как более экономичное (рис. 13.7, б) используют для термически необработанных отверстий и в том случае, если твердость отверстия допускает калибровку протяжкой после термической обработки;

О центрирование по поверхности впадин зубьев применяют, если калибровка отверстий невозможна (рис. 13.7, в).

При центрировании по поверхности выступов на углах зубьев вала, а также при центрировании по поверхности впадин зубьев в углах впадин отверстия делаются фаски или скруг- ления (рис. 13.7, г).

Эвольвентные шлицевые соединения по сравнению с прямо- бочными имеют следующие преимущества (рис. 13.7, д, е): более совершенную технологию изготовления шлицевого вала благодаря нарезанию шлицев червячной фрезой; возможность применения шевингования (способа точной обработки многорезцовым инструментом — шевером), шлифования зуба по методу обкатки (и др.) при обработке шлицевых валов; повышенную прочность; лучшее центрирование сопрягаемых элементов; са- моустановление шлицевых втулок на валу под нагрузкой.

Центрирование эвольвентных шлицевых соединений производят, как правило, по боковым сторонам зубьев (рис. 13.7, д). В тех случаях, когда необходима особо высокая точность вращения деталей, посаженных на шлицевой вал, применяют центрирование по наружному диаметру (рис. 13.7, е).

Треугольные шлицевые соединения, используемые для передачи небольших крутящих моментов, центрируют только по боковым поверхностям шлицев.

Перед сборкой шлицевых соединений тщательно осматривают собираемые детали и убеждаются, что на поверхности шлицев нет забоин, заусенцев, острых краев, а на торцах вала и ступицы сняты фаски. Это позволит избежать заедания соединения во время сборки. Собираемые поверхности должны быть смазаны.

Подвижные шлицевые соединения обычно имеют скользящую, ходовую или легкоходовую посадки и собираются вручную.

Неподвижные соединения имеют глухую, тугую и плотную посадки и собираются напрессовыванием охватывающей детали на вал с помощью специальных приспособлений или с подогревом охватывающей детали перед напрессовкой до 80— 120 °С. Запрещается производить сборку неподвижных шлицевых соединений ударами молотка, так как при этом возможен перекос насаживаемой детали и даже задиры на шлицах.

Неподвижные (жесткие) шлицевые соединения после сборки подвергают проверке на биение, а подвижные — на качку. Эта проверка выполняется вручную покачиванием насаженной детали относительно вала; при этом не должно ощущаться никакого качания. При сборке ответственных шлицевых соединений дополнительно проверяют на краску прилегание сопрягаемых поверхностей. В подвижных соединениях усилие перемещения деталей относительно друг друга должно быть равномерным по всей длине; не допускаются местные перекосы и заклинивание шлицев.

Инструкция с эскизами по устранению люфта в шлицевом соединении трипоида и пром.вала

Сам капеллой не владею, владеет отец. Он обратился ко мне с этой проблемой и я решил рассмотреть возможные варианты устранения проблемы. Проблема была побеждена, машинка катается, люфта по пробегу 500 км не обнаружено. Инструкция носит строго ознакомительный характер и приветствуется критика и возможные улучшения. Есть возможность 3D моделирования узлов и прочностных испытаний с полным спектром нагрузок и свойств материалов. Буду рад помочь в решении разного рода подобных проблем

Ремонт шлицевого соединения промежуточного вала и внутреннего ШРУСа мазды и ей подобных автомобилей.

Решился я попробовать попытать кардан сваркой, не получится-новый куплю, получится-денежку сэкономлю.
Сразу откручиваю на месте гайку, отогнув кернение, чтобы потом не возиться без тисков, и всего с двумя руками 🙂

в шлицевом какая то ржавая жижа-хотя летом мазал, люфтом там наверно все резинки-войлоки попостёрло наверно

зато флянцы-как новые

оттерев смазку с грязью обнаружил заводскую этикетку, зато балансировочных пластин не было вообще

закинул кардан в машину и уехал работу работать на работу :).
На работе на перекурах доразобрал кардан, поставил ведро с водой для охлаждения (масло и искать не стал:) ), и проварил 8 швов крест -накрест, варил 3-кой, с отрывом, стобы от перегрева шлицы "не поплыли", после каждого шва охлаждал и примерял шлицы на плотность сопряжения.На 7 мом шве-мотылялось, на 8 мом до половины шлицы зашли и закусились, выбил пароц несильных ударов по вилке.Думаю ладно, дома разберёмся.

Приехав домой, налил чаю, и сел разглядывть, что я там в спешке навоял :), тут до меня дошло, что при разборке шлицевого, я забыл его пометить( а опыта по разборке кардановкрестовиншлицов, у меня небыло, только снять поставить в сборе)

Вобщем чай мне пить перехотелось, и я пошёл сливать с осадка вино :)))

Послив и отлив себе, засел за книжки, поучившись-попившись, с мыслью, что утро вечера мудренее, пошёл спать:)

Утро было не слишком мудрым :).
Шлицевое ни как не хотело собираться до конца, собрать смог только после очень тщательной очистки всех шлицов и внутри и снаружи

помазюкал всё, шлицевое ходит плотно и без заеданий

Нищебродства и незатейливого экспериментаторства псто.

Прошлый год менял пружины. Поставил фобос. Машина поднялась. Кардан удлинился соответственно, по шлицевой вылез примерно на 1 см.
До всех этих дел, зимой на полном приводе, и только на скорости, ощущалась легкая, почти незаметная вибрация.
Под конец этой зимы вибрация, мелкая, зудящая уже стала довольно ощутимой на скоростях выше 50 км/ч.
Не беда, сказал я сильно матом.
Приготовив сварочный аппарат, и взяв на всякий новые крестовины, погнали к другу в цех на выходных.
Он снимал размеры багажника что-бы начать таки делать мне спальник – рундук. Я же снимал кардан передний. Ну вот! Люфт в шлицевом, просто плять неприличный.

Забегая вперед скажу – кардан передний мне попался сделанный эталонными рукожопами.
Балансирных грузов, вагон и маленькая тележка натурально сверху. Вот прям друг на друге. Шмоток сварки не обрезанный с другого конца. Так и балансировали. ППЦ.
Как выяснилось шлицевая кроме заложенной на заводе, нормальной смазки не видела.
Шприцуя щлицевую замечал что смазка выходила через неплотность заглушки со стороны вилки. Со стороны шлицов никогда.

Сейчас же, при манипуляциях с карданом заглушка выпала, вся кривая…как она так долго там держалась? Наверно приросла к тому что когда то было смазкой с завода.
Под заглушкой была пробка из бывшей смазки, грязи и воды и хз еще чего. Новая смазка на шлицы не попадала практически, а выходила прямиком из тавотницы через заглушку наружу. Почистил, забил вручную смазку свежую, а заглушку приварил нах.
Этот кардан мне уже чёт не жалко. Если что-то пойдет не так, покупается новый.

Теперь по реанимационным мероприятиям полумертвой шлицевой части.

Сварка как известно стягивает металл. Ну дык стянем шлицевую. Попробую и я этот ветхозаветный способ.
Обваривал в кардан сборе, что бы потом кувалдой не заколачивать собирая.
Проваривал по кругу, а не вдоль. Вдоль может увести и будет слегка буква зю.
Пять колец в общем. Начинал от резьбы и далее. Последний провар сделал по первому.
После каждого провара окунал в ведро с водой на пару тройку секунд.
Окончательно остывал на воздухе.
Электрод 3мм озс. Режим 140 ампер, почти резка. Тут главное не шов, а глубина локального провара и соответственно нагрева.
Стянуло, чо. Люфт пропал, ход по шлицам остался. Ход с легким усилием. Это важно, а то потом натягивать к хвостовику то еще удовольствие.
Сварочные рубцы полностью не зачищал. Снял только явные наплывы металла и выровнял на глаз на наждаке.
Поставил на место, не забыв люфты хвостовиков проверить, там всё ок. Всё без ямы кстати. Просвет то позволяет орудовать под машиной спокойно, без приступов клаустрофобии.

Попробуй в крупном автохозяйстве спросить, раньше такие карданы ремонтировали путем переваривания шлицевого соединения.

А как можно умудрится переварить шлицевые соединения?
Купить новый кардан, отрезать от него шлицевое соединение и приварить чтоли?

Я вот думаю можно-ли одеть какойнебуто сальник на это соединение. Мне кажется если защитить этот узел от грязи то ресурс его немного повысится.
Но проблема в том чего выбрать: многие советуют сальник шруса от 41 москвича но чтобы его надеть надо разбирать кардан.
Интересно можно-ли чегонибуть придумат чтобы натвщить какую-нибуть резинку через крестовины без разбора кардана.

да есть такой способ, вот только его хватает очень не на долго.. буквально на считанные дни. так что его можно отставить в сторону

Не повериш,делал так на КАМЗе,отходило год,потом продали.Поперек шлицов 5 швов Стянуло так,ответную часть еле засунули.

В транспортном средстве абсолютно каждый механизм важен. Большинство из них работает в зависимости друг от друга. Если определенный узел выходит из строя, в скором времени могут начаться серьезные проблемы со всем автомобилем. На машинах с задним приводом важная роль отводится карданной передаче, а именно его шлицевому соединению. За его работоспособностью следить нужно максимально внимательно.

Предназначение карданной передачи

Карданная передача – так называется вал, состоящий из нескольких частей, вращающихся относительно друг друга. Подобное вращение обеспечивается за счет специализированного элемента, который называется крестовиной. Задача кардана заключается в передаче вращения от силового агрегата на задний редуктор. Крутящий момент с редуктора, через полуоси, перенаправляется на колеса. Конструкция у карданов на всех транспортных средствах идентичная, разница заключается только в габаритах, а также в формах отдельных элементов. В состав описываемого механизма входят следующие комплектующие:

крестовина;
пара валов – основной и промежуточный;
опорный подшипник;
муфта эластичного типа;
соединение шлицевого типа.

Признаки неисправностей, ремонт или замена шлицевой кардана

Есть ряд моментов, указывающих на то, что со шлицевой частью не все хорошо:

Ощущаются сильные вибрации, доносящиеся непосредственно из-под транспортного средства во время движения. На холостых оборотах все будет в порядке – вал работает практически при нулевой нагрузке.
Появляется сильный люфт в области шлицевого соединения.
В области шлицов отсутствует смазывающее вещество.
От кардана исходит сильный гул, не являющийся характерным для любого транспортного средства.

Причин поломок достаточно много. Одной из основных принято считать низкое качество дорожного покрытия. На кузов машины во время движения по плохой дороге приходится большое количество вибраций. Ходовая часть не в состоянии гасить эти воздействия в полной мере. Как итог – вредная нагрузка воздействует именно на кардан и непосредственно на шлицы.

Следующая причина – грязь. Отложения попадают в шлицевую часть, чем ускоряют износ механизма. Бороться с таким явлением можно. Достаточно регулярно посещать автомойку и заказывать услугу полной мойки машины. Под большим напором воды удаляются грязь и песок.

Недостаточно смазки на соединительных элементов. В таком случае шлицы начинают работать под высокими нагрузками. Результат – выработка и возникновение люфта.

Естественный износ. Шлицы имеют свойство стираться. Это происходит после длительной эксплуатации транспортного средства. Оптимальный срок эксплуатации шлицевого соединения составляет 150-200 тысяч километров. После достижения предельного износа выполняются ремонтные работы.

Ремонт шлицевой части кардана

В карданной передаче нет элементов, которые ремонтируются. Подвесной подшипник меняется в случае износа, с крестовиной поступают также. Когда дело касается шлицевого элемента, правильно выполнять замену. Но стоимость ее дорогостоящая, и не каждый владелец машины решается на этот шаг. Умельцы, работающие на дилерских станциях технического обслуживания, нашли ряд способов, как восстановить изношенные шлицы. Среди дорогостоящих вариантов отмечают способ с напылением хрома и нарезание новых шлицов.

Для машин среднего и бюджетного классов существует вариант с расширением металла и его дальнейшим вытягиванием после остывания. Понадобится также сварочный аппарат. Специалист выполняет работы следующим образом:

Демонтируется карданная передача. Устанавливаются метки, чтобы не нарушалась балансировка. При наличии на станции технического обслуживания балансировочного стенда необходимость в установке меток отсутствует.
Разбирается кардан и выполняется его зачистка. Это необходимо для дальнейшего использования сварочного. Провариваются три шва.
После обваривания мастер проверяет наличие люфта в соединении.
Швы зачищаются (данная процедура выполняется, когда на станции нет возможности использовать балансировочный стенд).
В необходимые отверстия под давлением закачивается смазывающая жидкость.
Карданный вал собирается и устанавливается на транспортное средство.

После выполненных работ водитель должен проехать несколько километров. Если все признаки поломки исчезли, работы выполнены качественно. Если же биение, вибрации или иные признаки присутствуют, следует выбирать другой способ ремонта.

Что лучше: замена или ремонт шлицов кардана?

Замена хороша тем, что ставятся полностью новые элементы, следовательно, их эксплуатационный ресурс существенно повышается. Как уже было указано, стоимость такой услуги достаточно высокая. Придется также приобретать оригинальные запчасти. Покупка некачественных копий может только ухудшить ситуацию.

Ремонт – это выгодно в финансовом плане. Но есть вероятность, что восстановленная деталь может работать не как новая, также срок ее эксплуатации в несколько раз ниже, чем у новой детали. Каждый водитель самостоятельно определяет, какой тип ремонта подходит для его автомобиля, в зависимости от финансового состояния, а также от модели транспортного средства.

Как и где делать ремонт?

Любые работы должны выполняться исключительно на дилерской станции технического обслуживания. Здесь используется только самое современное и лучшее оборудование. В таком сервисе работают лучшие мастера, которые регулярно повышают свои навыки при работе с техникой и приспособлениями.

Читайте также: