ЭКСЦЕНТРИКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ Российский патент 1995 года по МПК F16B2/18 

Изобретение относится к соединениям деталей машин, у которых часть одного элемента входит в отверстие другого элемента, в частности, путем соединения с натягом.

Известно безрезьбовое соединение, принятое за прототип, содержащее охватываемую деталь, с выполненным на ней эксцентрично расположенными установочной и поводковой ступенями, на которых установлена охватывающая деталь с ответной посадочной поверхностью аналогичного рельефа, ступени охватывающей детали выполнены коническими, причем поводковая ступень выполнена по отношению к установочной ступени с обратной конусностью, величина которой больше, причем наибольший диаметр поводковой ступени охватываемой детали, наименьший диаметр ответного конического участка охватывающей детали и величина эксцентриситета находятся в следующей зависимости
D - 2e < d < D, где d - наибольший диаметр поводковой ступени охватываемой детали;
D - наибольший диаметр конического поводкового участка охватывающей детали;
е - величина эксцентриситета между осями и установочной и поводковой ступенями.

Следовательно данное соединение повышает точность центрирования, надежность соединения и улучшает эксплуатационные свойства путем создания натяга в соединении минуя резьбовое соединение. Однако выполнение поводковой ступени с обратной конусностью по отношению к установочной ступени ведет к снижению надежности соединения в связи с повышенными касательными напряжениями от поперечной силы в уменьшенном сечении.

Цель изобретения - повышение надежности соединения.

Поставленная цель достигается тем, что эксцентриковое соединение, содержащее охватываемую деталь с эксцентрично расположенными друг относительно друга центрирующим и поводковым участками, выполненными конусными, охватывающую деталь, профиль внутренней поверхности которой аналогичен профилю охватываемой детали, согласно изобретению конусность центрирующего и поводкового участков охватываемой детали имеют одно направление и одинаковый угол.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое эксцентриковое соединение отличается тем, что конусность центрирующего и поводкового участков охватываемой детали имеют одно направление и одинаковый угол. Таким образом заявляемое эксцентриковое соединение соответствует критерию "новизна". Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области не позволили выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

Сущность изобретения заключается в следующем. Воспринимаемое полностью окружное усилие охватывающей поверхности охватываемой, соосно валу за счет усилий стягивания по прилегающим их конусным поверхностям, снижает радиальное биение венца, например шестерни.

На чертеже изображено эксцентриковое соединение, разрез.

Эксцентриковое соединение содержит охватываемую деталь 1 с эксцентрично расположенными друг относительно друга центрирующим 2 и поводковым 3 участками, выполненными конусными и охватывающей детали 4, профиль внутренней поверхности которой аналогичен профилю охватываемой детали 1. Детали 1, 4 стянуты одна относительно другой по крепежной резьбе 5 гайкой 6 через шайбу 7, при этом конусность центрирующего 2, поводкового 3 участков имеют одно направление и одинаковый угол конусности α. Предлагаемое эксцентриковое соединение изготавливается например токарной обработкой. При этом, если это охватываемая деталь 1, заготовку устанавливают в патрон и без эксцентриситета ведут проточку центрирующего 2 участка с заданным углом конусности α и продолжая до окончания поводкового участка 3 ведут проточку и нарезку резьбы 5, устанавливают кулачками четырех кулачкового патрона заданный эксцентриситет l и ведут проточку поводкового участка с ранее заданным углом конусности α. Охватывающая деталь 4 с профилем внутренней поверхности аналогичной профилю охватываемой детали 1 изготавливается так: в детали 4 засверливается центральное отверстие для прохода резьбового конца 5; в четырехкулачковом патроне с деталью 4 устанавливается заданный эксцентриситет l; ведут расточку отверстия, равного диаметру меньшего основания под поводковый участок с заданным углом конусности α; деталь 4 устанавливают с эксцентриситетом равным нулю и ведут расточку центрирующего участка 2 с заданной конусностью α.

Эксцентриковое соединение работает следующим образом.

На охватываемую деталь 1 (вал) насаживают охватывающую деталь 4. Производят их стягивание резьбовым соединением 5, 6 по конусным поверхностям, центрирующего 2 и поводкового 3 участков. Прикладывается крутящий момент к детали 1 или к детали 4, при этом на конусных поверхностях центрирующего и поводкового участков возникает окружное усилие Р равное отношению крутящего момента, или одно и тоже моменту трения, на половину диаметра Д центрирующего участка 2. Соответственно на поводковом участке 3 также возникает окружное усилие равное по величине первому. Величина силы трения на конических поверхностях должна превышать окружное усилие, равное произведению нормального давления на коэффициент трения. Поэтому зная силу нормального давления определим суммарное осевое усилие, воспринимаемое резьбовым соединением, как произведение силы нормального давления на синус угла наклона конусной поверхности. В сечении сопряжения поводкового участка с центрирующим возникают касательные напряжения, равные отношению окружности усилия на площадь сечения вала в месте сопряжения. На самих конических поверхностях возникают напряжения смятия. Поэтому при поверхностной термической обработке и расчетной ширине центрирующего и поводкового участков обеспечивается надежная работа соединения. Выполнение сопряжения поверхностей центрирующего и поводкового участков с одним заданным углом конусности позволяет снизить трудоемкость изготовления на 30%, величину радиального биения охватывающей детали, перекоса их.

Использование: в общем машиностроении для соединения деталей типа вал-втулка. Сущность изобретения: наружная поверхность охватываемой детали выполнена с эксцентрично расположенными друг относительно друга центрирующим и подводковым участками, которые выполнены конусными. Конусность центрирующего и поводкового участков охватываемой детали имеют одно направление и одинаковый угол. Профиль внутренней поверхности охватывающей детали аналогичен профилю поверхности охватываемой детали. 1 ил.

ЭКСЦЕНТРИКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ, содержащее охватываемую деталь с эксцентрично расположенными друг относительно друга центрирующим и поводковым участками, выполненными конусными, охватывающую деталь, профиль внутренней поверхности которой аналогичен профилю схватываемой детали, отличающееся тем, что конусность центрирующего и поводкового участков охватываемой детали имеют одно направление и одинаковый угол.