СОЕДИНЕНИЕ ВАЛОВ Российский патент 1995 года по МПК F16D1/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для передачи вращения между соосными валами.

Известно соединение валов, содержащее соединительный элемент, установленный в осевом зазоре между взаимообращенными торцами соединяемых валов, профилированные концы которого расположены в ответных пазах, выполненных на торцовых поверхностях валов (авт. св. СССР N 337571, кл. F 16 D 1/02, 1971).

Недостатком этого соединения валов является невысокая надежность в работе.

Наиболее близким к предлагаемому является соединение валов, содержащее соединительный элемент в виде цилиндрического стержня, установленный в осевом зазоре между взаимообращенными торцами валов, профилированные концы которого расположены в ответных пазах торцовых поверхностей валов и образованы в двух взаимно перпендикулярных направлениях дугами окружностей, диаметр одной из которых равен длине стержня, а диаметр другой превышает длину стержня, причем центр тяжести стержня смещен относительно его поперечной оси симметрии (авт. св. СССР N 1423836, кл. F 16 D 7/06, 1988).

Недостаток такого соединения валов заключается в невысокой надежности в работе.

Задача изобретения повышение надежности соединения валов.

Для этого в соединении валов, содержащем соединительный элемент в виде цилиндрического стержня, установленного в осевом зазоре между взаимообращенными торцами валов, профилированные концы которого расположены в ответных пазах торцовых поверхностей валов и очерчены в двух взаимно перпендикулярных направлениях дугами окружностей, диаметр окружности в одном из направлений превышает длину стержня, первый конец стержня в другом направлении очерчен дугой окружности, диаметр которой меньше длины стержня, второй конец стержня очерчен дугой окружности, диаметр которой превышает длину стержня, при этом центр первой окружности расположен между центром тяжести стержня и центром второй окружности, смещенным относительно оси вращения валов.

На фиг.1 изображено соединение валов, общий вид с местными разрезами; на фиг.2 вид А на фиг.1 с местными разрезами; на фиг.3 схема фиксации соединительного элемента.

Соединение валов содержит расположенный в осевом зазоре между соединяемыми соосными валами 1 и 2 соединительный элемент в виде цилиндрического стержня 3. Профилированные концы стержня 3 расположены в ответных пазах торцовых поверхностей валов 1 и 2 и очерчены в плоскости фиг.1: левый конец дугой окружности, диаметр которой меньше длины стержня, с центром в точке О₂, расположенным на оси вращения валов (фиг.3); правый конец дугой окружности, диаметр которой превышает длину стержня, с центром в точке О₁, смещенным относительно оси вращения валов. Центр О₂ расположен между центром тяжести стержня 3 и центром О₁.

В плоскости фиг. 2, перпендикулярной плоскости фиг.1, профилированные концы стержня 3 очерчены дугами окружности, диаметр которой превышает длину стержня.

Устройство работает следующим образом.

После монтажа привода (не показан), выверки и закрепления узлов, несущих соединяемые валы 1 и 2, стержень 3 вводится в осевой зазор между валами в положении, показанном на фиг.1 тонкими линиями. Затем стержень 3 поворачивается в направлении по часовой стрелке, при этом центром поворота является точка О₂ (фиг.3).

При повороте стержня 3 в указанном направлении его левый профилированный конец скользит по поверхности ответного паза на торцовой поверхности вала 1 по дуге окружности с радиусом R₂, а правый конец стержня входит в ответный паз вала 2 свободно, причем полный контакт правого конца стержня с пазом вала 2 происходит в конечной фазе поворота стержня.

При работе стержень 3 стремится под воздействием вибраций, колебаний и других динамических факторов, действующих на соединение валов, повернуться относительно центра тяжести (фиг.3), который вследствие продольной осевой несимметричности стержня смещен относительно оси вращения валов 1 и 2 в том же направлении, что и точка О₁ центр окружности с радиусом R₁, дуга которой профилирует правый конец стержня. При этом левый конец стержня 3 стремится переместиться по дуге ММ с радиусом R₃, проведенным из центра тяжести, а точка К правого конца стержня или противоположная точка по дуге NN с радиусом R₃, а также проведенным из центра тяжести. Заштрихованные области на фиг.3, образованные предполагаемыми траекториями перемещения концов стержня 3 и его реальными контурами, располагаются в теле валов 1 и 2. Вследствие этого поворот стержня 3 относительно центра тяжести становится невозможным и стержень сохраняет при работе первоначально ориентированное положение.

Ввиду того что центры О₁ и О₂ окружностей не совпадают с центром тяжести стержня 3, поворот последнего относительно центра О₂ в направлении против часовой стрелки является маловероятным, а в направлении по часовой стрелке невозможным вследствие несимметричности правого конца стержня относительно оси, на которой расположен центр О₂. Это повышает надежность устройства в работе.

Показанные на фиг.3 радиусы R₃ могут быть неодинаковыми, что зависит от расстояния между точками О₁ и О₂.

Положение точки О₂ относительно точки О₁ выбирается таким образом, чтобы выполнялось следующее неравенство О₂L > O₂K. Это необходимо для обеспечения монтажа стержня 3 в осевом зазоре между валами 1 и 2.

Радиальное смещение точки О₂ относительно оси вращения валов 1 и 2 выбирается из условия 0 < Н < R, где R D/2; D диаметр стержня 3.

Надежность соединения валов повышается с увеличением расстояния между точкой О₂ и центром тяжести стержня 3, что зависит от величин радиусов R₁ и R₂, а также от положения точки О₁ относительно точки О₂.

Изобретение позволяет повысить надежность соединения валов в работе в условиях действия динамических нагрузок.

Использование: для передачи вращения между соосными валами. Сущность изобретения: в осевом зазоре между взаимообращенными торцами соединяемых соосных валов 1 и 2 установлен цилиндрический стержень 3. Профилированные концы стержня 3 расположены в ответных пазах, выполненных на торцах валов, и образованы дугами окружностей, диаметр одной из которых меньше длины стержня 3, диаметр другой превышает длину стержня. Центр последней дуги окружности смещен в радиальном направлении относительно продольной оси симметрии стержня 3. В перпендикулярном относительно указанного направления концы стержня 3 образованы дугами окружности, диаметр которой превышает длину стержня. При работе в условиях действия вибраций и колебаний самопроизвольный выход стержня 3 из зацепления с валами 1 и 2 исключается за счет смещения центров дуг профилирующих окружностей относительно центра тяжести. 3 ил.

СОЕДИНЕНИЕ ВАЛОВ, содержащее соединительный элемент в виде цилиндрического стержня, установленного в осевом зазоре между взаимообращенными торцами валов, профилированные концы которого расположены в ответных пазах торцевых поверхностей валов и очерчены в двух взаимно перпендикулярных направлениях дугами окружностей, диаметр окружности в одном из направлений превышает длину стержня, отличающееся тем, что первый конец стержня в другом направлении очерчен дугой окружности, диаметр которой меньше длины стержня, второй конец стержня очерчен дугой окружности, диаметр которой превышает длину стержня, при этом центр первой окружности расположен между центром тяжести стержня и центром второй окружности, смещенным относительно оси вращения валов.