ШПОНКА Российский патент 2003 года по МПК F16B3/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в соединениях типа вал-ступица и других, работающих в условиях динамического нагружения.

Известны специальные шпонки (см. кн. Орлов П.Н. Основы конструирования. Кн. 2. - М.: Машиностроение, 1988. - 544 с., рис. 577, с.261) разных поперечных сечений, которые обладают очень большой жесткостью, и крутящий момент от вала к ступице или наоборот передается ими мгновенно, а это отрицательно сказывается на долговечности деталей соединения и привода в целом.

Известны шпонки по ГОСТ 23360-78, наиболее близкие по своей технической сущности к предлагаемой, выполненные с плоскими или округленными торцами в одной плоскости, но они обладают большой жесткостью и крутящий момент от вала к установленным на нем деталям и наоборот передается этими шпонками мгновенно, а это отрицательно сказывается на долговечности деталей соединения и привода в целом в условиях динамического нагружения.

Особенно плохо такое соединение работает при передаче реверсивного крутящего момента. Соединение такой шпонкой представляет собой жесткое защемление, и вал в нем быстро выходит из строя из-за усталостных напряжений, которые возникают у его приступичной части.

Задача изобретения - уменьшение жесткости шпонки.

Технический результат достигается тем, что шпонка с плоскими или округленными в одной плоскости торцами выполнена составной из более двух отдельных частей и соединительной планки, сопряженные поверхности отдельных частей выполнены наклонными так, что при образовании шпонки в сопряжениях между отдельными частями образованы угловые зазоры, в каждой отдельной части выполнен паз по линии симметрии перпендикулярно к поперечному сечению шпонки для установки упомянутой соединительной планки, причем соединительная планка выполнена составной из продольных пластин в виде равнопрочной балки так, что к середине длины шпонки имеет самое большое поперечное сечение, а к краям имеет наименьшее поперечное сечение, соответственно упомянутый паз у средних отдельных частей большей ширины, а к краям - меньшей ширины.

На фиг. 1 изображена шпонка, общий вид; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг. 3 - форма шпонки при ее нагружении; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.2; на фиг.6 - сечение Г-Г на фиг.2.

Шпонка состоит из более двух отдельных частей, например 1, 2, 3, 4, 5, 6, и соединительной планки, состоящей из продольных пластин 7, 8 и 9. Длины пластин 7, 8 и 9 разные, а толщины равные, так что при сборке образована составная соединительная планка равной прочности, для установки соединительной планки выполнены пазы разной ширины, например наибольшие - в частях 3, 4, меньшие - в частях 2, 5 и наименьшие - в частях 1, 6. Торцевые грани 10 отдельных частей 1, 2, 3, 4, 5, 6 выполнены наклонными. Между отдельными частями 1, 2, 3, 4, 5, 6 образованы угловые зазоры 11. Внешние размеры составной шпонки b, h, l соответствуют ГОСТу 23360-78.

Шпонка работает следующим образом. При передаче крутящего момента вал закручивается на определенный угол, который распространяется до приступичной части соединения. Далее в подступичной части соединения со стороны приложения крутящего момента отдельные части, например 6, 5, 4, вместе с пластинами 7, 8, 9 соединительной планки смещаются на угол α и позволяют распространение угла закручивания вала в подступичную часть соединения. Так как соединительная планка выполнена равнопрочной, то пластины частей соединительной планки 7, 8, 9 деформируются одинаково, из-за этого увеличивается долговечность соединительной планки при циклическом нагружении, а из-за распространения угла закручивания вала в подступичной части соединения уменьшается концентрация напряжений в валу. В этой части соединения гасится часть нагрузки и она более мягко передается ступице, что исключено в шпоночном соединении вала и ступицы жесткой сплошной шпонкой, где нагрузка от вала к ступице передается мгновенно, без уменьшения.

Таким образом, предложенная шпонка имеет меньшую жесткость, позволяет смягчить нагрузки, передаваемые от вала к ступице или наоборот, и тем самым повышает долговечность деталей соединения и привода в целом.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в соединениях типа вал-ступица и других, работающих в условиях динамического нагружения. Шпонка с плоскими или округленными в одной плоскости торцами выполнена составной из более двух отдельных частей и соединительной планки. Сопряженные поверхности отдельных частей выполнены наклонными так, что при образовании шпонки в сопряжениях между отдельными частями образованы угловые зазоры. В каждой отдельной части выполнен паз по линии симметрии перпендикулярно к поперечному сечению шпонки для установки упомянутой соединительной планки. Соединительная планка выполнена составной из продольных пластин в виде равнопрочной балки так, что к середине длины шпонки имеет самое большое поперечное сечение, а к краям имеет наименьшее поперечное сечение, соответственно упомянутый паз у средних отдельных частей большей ширины, а к краям - меньшей ширины. В результате уменьшается жесткость шпонки. 6 ил.

Шпонка с плоскими или округленными в одной плоскости торцами, отличающаяся тем, что выполнена составной из более двух отдельных частей и соединительной планки, сопряженные поверхности отдельных частей выполнены наклонными так, что при образовании шпонки в сопряжениях между отдельными частями образованы угловые зазоры, в каждой отдельной части выполнен паз по линии симметрии перпендикулярно к поперечному сечению шпонки для установки упомянутой соединительной планки, причем соединительная планка выполнена составной из продольных пластин в виде равнопрочной балки так, что к середине длины шпонки имеет самое большое поперечное сечение, а к краям имеет наименьшее поперечное сечение, соответственно упомянутый паз у средних отдельных частей большей ширины, а к краям - меньшей ширины.