Шпоночное соединение плоских деталей Советский патент 1988 года по МПК F16B3/00 

сл

оо ч ел

00

Изобретение относится к области станкостроения, в частности к приспособлениям для металлорежущих станков.

Цель изобретения увеличение надежности за счет повьшения точности и жесткости шпоночного соединения.

На фиг. 1 представлено шпоночное соединение, общий вид на фиг. 2 - то же, рабочее состояние; на фиг. 3 и 4 - схемы действующих сил.

Шпоночное соединение содержит шпонку 1 и разжимные элементы 2 и 3, причем шпонка выполнена разрезной с плоскостью разъема в диагональной плоскости.

Разжимные элементы установлены в зазорах, образуемых гранями шпонки и дном шпоночных пазов, причем гео- метрические параметры шпонки и шпоночных пазов связаны зависимостью

RCcos o - f sinoi, cos об ) . Ъ 2F(sin2o6 + f sinot-cosei.)

где a - ширина шпоночных пазов; b - высота шпонки; F - вертикальная сила, действующая на верхнюю полушпонку; R - составляющая сдвигающего уси- ЛИЯ, уравновешиваемая силами, приложенными к верхней полушпонке;

i - коэффициент трения; . «i - угол между плоскостью разъема шпонки и ее верхней или нижней гранью.

Разжимные элементы могут быть выполнены из упругого материала, например полиуретана, или в виде пластин- чатой или цилиндрической пружины и Др.

При закрытии стыка сила Р раскладывается на три составляющие. Две силы N,, прижимающие йерхнюю деталь к нижней по плоскости о , и силу F давления на верхнюю полушпонку (фиг,2). При этом происходит смещение полушпонок в горизонтальном направлении (на величину t t) и тем самым ликвидируется зазор между вертикальными стенками шпоночного паза (фиг.З) Деталь А под действием внешней силы Q стремится перемещаться по плоскости относительно детали Б. Этому перемещению препятствуют силы трения (F и F ), возникающие в плоскостях 5 и d, а также сила нормального давления нижней полушпонки N (фиг.4).

Силу Q представим в виде двух составляющих, из которых сила R уравновешивается силами, приложенными к верхней полушпойке, вторая сила (Q-R) уравновешивается силой трения в плоскости 8 .

Рассматривая в условиях предлагаемой конструкции значение силы F, необходимое для удержания верхней детали А от горизонтального смещения под действием силы Q при условии, что сила (Q - R) уравновешивается силой трения FTO, получаем искомую зависимость (1),

Формула (О устанавливает зависимость между геометрическими параметрами шпоночных пазов шпонки и силами R и F . Так как внешняя сила R известна (или ее легко определить), то при конструктивно выбранных геометрических параметрах шпонки можно рассчитать силовые и геометрические параметры разжимного элемента.

Применение устройства позволит повысить точность и жесткость соединения деталей, а также позволит использовать его для сборки деталей с изношенными пазами без снижения эксплуатационных свойств соединения. Это в свою очередь дает возможность применить п овьш1енные в 1,2-1,3 раза режимы резания, в сравнении с из- ,вестнымИ, и тем самым расширить область применения переналаживаемой оснастки и распространить ее на обработку деталей в серийном и крупносерийном производстве.

Применение шпонки по предлагаемому конструктивному решению позволяет также повысить точность обработки в компоновках приспособлений на 1-2 квалитета, что расширяет технологические возможности переналаживаемой оснастки и расширяет область ее применения на обработку высокоточных деталей.

Формула изобретения

Шпоночное соединение плоских деталей, содержащее установленную в пазах соединяемых деталей призматическую прямоугольную шпонку и разжимные упругие элементы, отличающееся тем, что, с целью увеличения надежности за счет повышения точности и жесткости соединения, шпонка вьшолнена разрезной с плоскостью разъема в диагональной плоскости.

разжимные элементы установлены в зазорах между гранями шпонки и дном шпоночных пазов, а геометрические параметры шпонки и шпоночных пазов находятся в следующей зависимости:

R( - cos об) b 2F( + fsinot- cosoi.)

где a - ширина шпоночных пазов; b - высота шпонки;

вертикальная сила, действующая на верхнюю полушпонку

составляющая сдвигающего усилия, уравновешиваемая силами, приложенными к верхней полушпонке ;

коэффициент трения,угол между плоскостью разъема шпонки и ее верхней (или нижней) гранью.

Изобретение относится к станкостроению, в частности к приспособлениям для металлорежущих станков. Целью изобретения является увеличение надежности соединения за счет повьшения точности и жесткости шпоночного соединения. Для этого шпонка (Ш) 1 выполнена разрезной с плокостью разъема в диагональной плоскости. Разжимные элементы 2 и 3 установлены в зазорах, образуемых гранями Ш 1 и дном шпоночных пазов. При этом высота Ш 1 и ширина шпоночных пазов находятся в определенной зависимости. Выполнение соединения позволяет увеличить его надежность вследствие обеспечения полной выборки зазоров в соединении в направлении действия сдвигающих усилий при одновременном увеличении площади контакта поверхностей элементов, воспринимающих указанные усилия. 4 ил. (О

сриг2

Фи.