Шпоночное соединение Российский патент 2024 года по МПК F16D9/06 

Описание изобретения

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к машиностроению, а именно к соединению типа "вал-втулка", и предназначено для передачи и восприятия крутящего момента, а также может быть применено там, где необходимо осуществлять защиту деталей от разрушений при превышении допустимого крутящего момента.

Уровень техники

Наиболее близким к заявленному изобретению является шлицевое (зубчатое) соединение – соединение вала (охватываемой поверхности) и отверстия (охватывающей поверхности) с помощью шлицев (впадин) и зубьев (выступов), осуществляемое без применения вспомогательной детали. (См. кн. Д.Н. Решетов "Детали машин", 1989 год.).

Недостатками шлицевых соединений является разрушение шлицевого соединения или всего механизма, при превышении некоторой величины допустимого крутящего момента и передаче повышенной нагрузки на рабочий механизм, а также трудоемкость и высокая стоимость ремонта при износе.

Раскрытие сущности изобретения

Техническим результатом заявленного изобретения, является создание шпоночного соединения – соединение вала (охватываемой поверхности) и отверстия (охватывающей поверхности), имеющих шлицы (впадины) и зубья (выступы), осуществляемое с применением вспомогательной детали, для передачи и восприятия крутящего момента между валом и отверстием. Форма, размер и материал вспомогательной детали выбираются исходя из конкретных возможностей соединяемых деталей и целей соединения. В качестве вспомогательной детали, в частном случае, выступает предохранительная шпонка, поэтому необходимо понимать, что указанный вариант не является исчерпывающим и ни в коей мере не ограничивает заявленных прав.

Одной из отличительных особенностей шпоночного соединения является то, что зубья охватываемой детали (вала) и зубья охватывающей поверхности детали (втулка, ступица и т.п.) расположены не напротив, а рядом и соединение с применением вспомогательной детали осуществляется, соответственно, с торцевых сторон шлицев.

В данном соединении втулка надета на вал и при этом зубья (выступы) вала и зубья (выступы) втулки обращены друг к другу своими торцами и в их совместимых шлицах (впадинах), одновременно, располагается предохранительная шпонка. Когда вращающий момент достигает предельного значения, предохранительная шпонка разрушается, не допуская передачи повышенной нагрузки на соединение и рабочий механизм, предотвращая их поломку. Для восстановления передачи крутящего момента требуется замена разрушенной предохранительной шпонки. Для увеличения срока службы зубьев вала и зубьев втулки, как более сложных и дорогих по изготовлению деталей, предохранительная шпонка имеет меньшую твердость по отношению к ним и служит в качестве сменной детали.

Заявленное изобретение проиллюстрировано следующими рисунками:

Фиг.1 - показана схема соединения с использованием предохранительной шпонки с торцевой стороны соединения, со стороны надевания втулки на вал.

Фиг.2 - показана схема соединения с использованием предохранительной шпонки вид сбоку.

Обозначения на фиг.1 и фиг.2:

1 - охватывающая деталь (втулка, ступица и т.п.);

2 - зуб (выступ) охватывающей детали;

3 – предохранительная шпонка;

4 - зуб (выступ) охватываемой детали;

5 - охватываемая деталь (вал);

6 - шлиц (впадина) охватывающей детали;

7 - шлиц (впадина) охватываемой детали.

Осуществление изобретения

Для сборки шпоночного соединения и для установки предохранительной шпонки 3 существует два основных способа, поэтому необходимо понимать, что указанные варианты не являются исчерпывающими и ни в коей мере не ограничивают заявленных прав:

1) Предохранительная шпонка 3 устанавливается в впадины 7 на валу 5, затем охватывающая деталь 1 надеваясь на вал 5 и совмещая торцы зубьев 2 охватывающей детали 1 с торцами зубьев 4 вала 5, позволяет войти предохранительной шпонке 3 в впадины 6 на охватывающей детали 1, тем самым обеспечив возможность для восприятия или передачи крутящего момента между валом 5 и охватывающей деталью 1.

2) Охватывающая деталь 1 надевается на вал 5, совмещаются торцы зубьев 2 охватывающей детали 1 с торцами зубьев 4 вала 5, затем предохранительная шпонка 3, со стороны надевания охватывающей детали 1 на вал 5, через впадины 6 охватывающей детали 1, устанавливается в совмещенные впадины 6 охватывающей детали 1 и впадины 7 вала 5, тем самым обеспечив возможность для восприятия или передачи крутящего момента между валом 5 и охватывающей деталью 1.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к соединению типа "вал-втулка". Шпоночное соединение содержит вал и втулку, при этом втулка надета на вал. Зубья вала и зубья втулки обращены друг к другу своими торцами и в их совместимых впадинах одновременно располагается шпонка, которая осуществляет передачу и восприятие крутящего момента между валом и втулкой. Шпонка может иметь меньшую твердость по отношению к зубьям вала и втулки, возможность разрушения при превышении допустимого крутящего момента и служить в качестве сменной детали. Достигается создание предохранительного соединения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Шпоночное соединение, содержащее вал и втулку, отличающееся тем, что имеются впадины и зубья на валу и в отверстии втулки, при этом втулка надета на вал, зубья вала и втулки обращены друг к другу своими торцами, в совместимых впадинах вала и втулки одновременно располагается шпонка, с помощью которой осуществляется передача и восприятие крутящего момента между валом и втулкой.

2. Шпоночное соединение по п.1, отличающееся тем, что шпонка имеет меньшую твердость по отношению к зубьям вала и втулки, имеет возможность разрушения при превышении допустимого крутящего момента, служит в качестве сменной детали.