ШТИФТОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ Российский патент 2000 года по МПК F16B19/02 F16B21/00 F16B21/12 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к штифтовым соединениям вала и колеса.

Известно штифтовое соединение, содержащее концентрично расположенные охватывающую и охватываемую детали с совмещенными диаметральными отверстиями, в которых установлен штифт, средство для удержания последнего от выделения, выполненное в виде охватывающего штифт кольца, и средство осевой фиксации кольца в зоне расположения оси штифта, выполненное в виде проволочной петли с замкнутыми между собой концами, установленной с возможностью охвата участка кольца в зоне расположения отверстия под штифт и расположенной в плоскости перпендикулярной плоскости кольца, при этом диаметр проволоки петли превышает величину технологического зазора между наружной поверхностью охватывающей детали и внутренней поверхностью кольца, а длина штифта определяется из следующего соотношения:
L=D-d,
где L - длина штифта;
D - наружный диаметр охватывающей детали;
d - диаметр проволоки петли.

(А. с. N 1427092, F 16 B 21/16, заявл. 26.03.87 г., опубл. 30.09.88 г., бюл. N 36).

Штифтовое соединение осуществляется следующим образом. Охватываемая деталь вставляется в отверстие охватывающей детали до совмещения отверстий, в которые вставляется штифт. Далее надвигается кольцо и фиксируется в осевом направлении посредством охвата участка кольца над отверстием проволочной петлей с последующим скручиванием концов петли между собой. Петля может быть установлена со стороны обоих концов штифта.

Недостатком такого штифтового соединения является сложность осуществления, обусловленная необходимостью просовывать проволоку в зазор между кольцом, охватываемой деталью и торцом штифта, то есть для реализации такого соединения необходим свободный доступ к месту соединения.

Наиболее близким к заявляемому прототипом является разъемное соединение, содержащее размещенное на валу колесо, штифт, установленный в диаметральном отверстии вала и в торцевых пазах ступицы колеса, и фиксирующее средство, охватывающее ступицу колеса, выполненное в виде втулки, закрепленной на торце колеса и выполненной с внутренними радиальными выступами, размещенными в торцевых пазах ступицы колеса. (А. с. N 1199996, F 16 B 21/00, заявл. 05.07.84 г., опубл. 23.12.85 г., бюл. N 47).

Штифтовое соединение осуществляется следующим образом. Колесо закреплено на валу с помощью штифта, установленного в диаметральном отверстии вала и в торцевых пазах ступицы колеса. На наружную поверхность ступицы колеса установлена втулка, выполненная с резьбовыми гнездами на ее торце, обращенном к колесу, и с радиальными выступам, размещенными в торцевых пазах ступицы колеса. Втулка закреплена с помощью винтов на колесе. При завинчивании винтов втулка подтягивается к колесу, при этом ее радиальные выступы, войдя в торцевые пазы ступицы колеса, взаимодействуют с концами штифта, находящимися в этих пазах. Втулка обеспечивает фиксацию штифта в радиальном и осевом направлениях.

Недостатком такого штифтового соединения является сложность его конструкции, а следовательно, и высокая стоимость, обусловленная наличием резьбовых гнезд и радиальных внутренних выступов на втулке, а также винтов, с помощью которых втулка крепится на колесе и обеспечивается жесткое зажатие штифта. Кроме того, для реализации такого соединения необходим свободный доступ с торца колеса к месту завинчивания винтов.

Заявленное штифтовое соединение обеспечивает крепление колеса на валу жесткого зажатия штифта.

Поставленная цель достигается тем, что в штифтовое соединение, содержащее размещенное на валу колесо, имеющее торцевые пазы в ступице, и штифт, установленный в диаметральном отверстии вала, дополнительно введена выемка на боковой поверхности колеса, сопряженная с торцевыми пазами в ступице, размеры которой соответствуют размерам штифта, причем штифт задвинут в выемку на боковой поверхности колеса, а колесо зафиксировано в этом положении относительно штифта дополнительным осевым стопорным элементом.

Сущность изобретения заключается в установке штифта, при сборке штифтового соединения, в выемке на боковой поверхности колеса, открытой только с одной осевой стороны, с последующей дополнительной фиксацией колеса в осевом направлении, исключающей выход штифта из этой выемки в процессе работы.

Наличие указанной совокупности признаков заявленного изобретения обеспечивает надежное крепление колеса на валу как в радиальном, так и осевом направлениях без жесткого зажатия штифта.

На фиг. 1 показано заявленное штифтовое соединение.

На фиг. 2 показан разрез А-А заявленного штифтового соединения.

На фиг. 3 показан разрез Б-Б заявленного штифтового соединения.

Штифтовое соединение осуществляется следующим образом, фиг. 1. Колесо 1 устанавливается на вал 2, при этом выемка 3 на боковой поверхности 4 колеса 1 обращена к диаметральному отверстию 5 в вале 2. Штифт 6 устанавливается в диаметральное отверстие 5 вала 2. Затем колесо 1 надвигается на штифт 6, при этом штифт 6 проходит через пазы 7 в ступице 8 колеса 1 и заходит в выемку 3 на боковой поверхности 4 колеса 1, размеры которой соответствуют размерам штифта 6. В канавку 9 на валу 2, которая открывается после надвижения колеса 1 на штифт 6, устанавливается быстросъемная упорна шайба 10. Таким образом штифт 6, упираясь в боковые стенки 11, 12 и 13 выемки 3, фиг. 1, 2, ограничивает перемещение колеса 1 в радиальном и одном осевом направлении, а быстросъемная упорная шайба 10 ограничивает перемещение колеса 1 в другом осевом направлении. При этом торцевые стенки 14 и 15 выемки 3 удерживают штифт 6 от выпадения из диаметрального отверстия 5 вала 2.

Для исключения вращения быстросъемной упорной шайбы 10 относительно вала 2, что может приводить к ее износу и выпадению из канавки 9, на боковой поверхности 16 ступицы 17 колеса 1 со стороны установки быстросъемной упорной шайбы 10 может быть сделан выступ 18, фиг. 1, 3, размеры которого обеспечивают вхождение его в разрез быстросъемной упорной шайбы 10. Высота h выступа 18 должна быть больше осевого люфта быстросъемной упорной шайбы 10 относительно колеса 1. В этом случае выступ 18 будет удерживать быстросъемную упорную шайбу 10 от проворачивания относительно колеса 1 и, соответственно, относительно вала 2. На практике, при выполнении быстросъемной упорной шайбы 10 и канавки 9, например, по ГОСТ 11648-75, высота выступа 18 может быть задана, например, равной толщине быстросъемной упорной шайбы 10.

Штифт 6 может вставляться в диаметральное отверстие 5 вала 2 и непосредственно через пазы 7 в ступице 8 колеса 1. Для свободного прохождения штифта ширина пазов 7 в ступице 8 колеса 1 может быть сделана больше диаметра штифта 6. При необходимости, например для повышения жесткости ступицы, пазы 7 могут быть выполнены глухими, то есть без выхода на торцевую поверхность ступицы 8. В этом случае длина пазов 7 должна превышать диаметр штифта 6.

При необходимости ширина выемки 3 может быть согласована с диаметром штифта 6 так, чтобы штифт 6 выходил в выемку 3 с небольшим натягом. Это исключает радиальный люфт в штифтовом соединении нежелательный, например, при реверсивном вращении вала 2.

Если у колеса 1 отсутствует ступица 8, то в этом случае паз 7 отсутствует, однако этот случай можно рассматривать как совмещение паза 7 непосредственно с выемкой 3 на боковой поверхности 4 колеса 1. Если у колеса 1 отсутствует ступица 17, то в этом случае выступ 18, исключающий проворачивание быстросъемной упорной шайбы 10 относительно вала 2, располагается непосредственно на боковой поверхности колеса 1 со стороны установки быстросъемной упорной шайбы 10.

Технико-экономический эффект от использования заявленного штифтового соединения заключается в возможности крепления колеса, в частности зубчатого, на гладком валу в корпусе, ограничивающем доступ к штифтовому соединению, например, только с радиального направления. При этом штифт может быть легко вставлен в отверстие вала, без запрессовки, например рукой. Это значительно облегчает сборку и разборку предложенного штифтового соединения без ограничения их числа. При этом не требуется такой высокой точности изготовления диаметрального отверстия в вале и диаметра штифта как это необходимо при запрессовке штифта. Это снижает стоимость изготовления деталей и, соответственно, всего штифтового соединения. Увеличение длины штифта в пределах боковой поверхности зубчатого колеса обеспечивает повышение механической прочности предложенного штифтового соединения за счет снижения давления в месте контакта штифта с боковыми стенками колеса. Особенно это важно при изготовлении колес из пластмассы, причем в этом случае выемка на боковой поверхности колеса изготавливается непосредственно при литье самого колеса.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к штифтовым соединениям вала и колеса. Штифтовое соединение содержит размещенное на валу колесо, имеющее торцевые пазы в ступице и выемку на боковой поверхности колеса, размеры которой соответствуют размерам штифта, и штифт, установленный в диаметральном отверстии вала и выемке на боковой поверхности колеса. Колесо зафиксировано относительно штифта дополнительным осевым стопорным элементом, который может быть выполнен в виде быстросъемной упорной шайбы, установленной в канавке на валу со стороны колеса, противоположной установке штифта. В результате обеспечивается крепление колеса на валу без жесткого зажатия штифта. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Штифтовое соединение, содержащее размещенное на валу колесо и штифт, установленный в диаметральном отверстии вала, отличающееся тем, что в него дополнительно введена выемка на боковой поверхности колеса, размеры которой соответствуют размерам штифта, причем штифт расположен в выемке на боковой поверхности колеса, а колесо зафиксировано в этом положении относительно штифта штифта дополнительным осевым стопорным элементом. 2. Штифтовое соединение по п.1, отличающееся тем, что дополнительный осевой стопорный элемент выполнен в виде быстросъемной упорной шайбы, установленной в канавке на валу со стороны колеса, противоположной установке штифта. 3. Штифтовое соединение по п.2, отличающееся тем, что на торцевой поверхности колеса со стороны установки быстросъемной упорной шайбы выполнен выступ, заходящий в разрез быстросъемной упорной шайбы, высота которого превышает осевой люфт штифтового соединения. 4. Штифтовое соединение по п.1, отличающееся тем, что колесо имеет ступицу с торцевыми пазами, которые сопряжены с выемкой на боковой поверхности колеса.