Соединение вала со ступицей Советский патент 1988 года по МПК F16D1/06 

(Л

HV

Од 00 Ч Од

Изобретение относится к машиностроению, в частности к разъемным соединениям вала со ступицей для передачи крутящего момента. Цель изобретения - повышение надежности соединения за счет более равномерно- го распределения нагрузки по профилю сечения соединяемых элементов. Соединение имеет вал 1 и ступицу 2, контактирующие поверхности которых выполнены в виде части пространственной фигуры. Данная фигура формируется образующей окружностью, расположенной параллельно и соосно окружности такого же диаметра со стороны, обращенной к меньшему поперечному сечению, при перемещении окружности вдоль оси 1-1 с одновременным ее провсротом вокруг своей оси от i О до 90. 5 ил.

0f/&f

Изобретение относится к машино- строению, в частаости к разъемным соединениям вала со ступицей для передачи крутящего момента.

Целью изобретения является повышение надежности соединения за счет более равномерного распределения нагрузки по профилю сечения элементов.

На фиг. 1 представлено предлагаемое соединение, общий бид;на фиг,2 - контакт элементов соединения, ввд сбоку на фиг. 3 - вид А на фиг. 2i на фиг. 4 - разрез на фиг. 2; на фиг. 5 - положение обрабатывающего инструмента относительно cTynmpii. Соединение содержит вал 1 и сту пицу 2 (фиг. 1, контактирующие поверхности которых выполнены в ввде части пространственной фигуры, изображенной на фиг. 2 и; 3.

Она получается образующей окружностью 3, расположенйой на расстоянии 1 параллельно и роосно окруж- ности 4 такого же диаметра d со стороны, обращенной к меньшему поперечному сечению, при net)eMeiiieHHH окружности 4 вдоль оси I-il (оси, относи- тельно которой происходит передача крутящего момента) с одновременным е проворотом вокруг своей оси (например, II-II) от О до 90°. В соединении используется часть изображенной фигуры длиной Ij, обусловленной до- пустимыми угп& у резания для обрабатывающего инструмента при его повороте. Сеченке на длине L соответствует торцу вала.

При изменении положения окружное- ти 4 перемещается окружность 3,причем центр ее перемещавтс|я не по оси I-I а по оси Ill-Ill, касающейся оси I-I в сечении В-В (г. 2) фигуры и удаляющейся от нее с уменьшением угла наклона о окружное ти 4 до максимальной величины, равной расстоянию 1 между окружно1стями 3. и 4, При этом в любом произвольном поперечном сечении прост|ранственной фиг ры расстояние между осями I-I и Ill-Ill определяется зависимостью

1,1 1соб dn ,

где fl(n - угол наклона окружности 3,,

через центр которой сечениеf к оси I-I. Тогда в начале прЬворота (otn 90) 1 О, в конце проворота (о/п 0) 1 , . 1.

При пер мещ«1ии и провороте окружности 3 совместно с окружностью 4 размер фигуры в плоскости переме щения оси окружности 3, параллельной оси II-II, остается постоянным и равным диаметру окружности d. В плоскости перемещения другой оси образующей окружности 3 (перпендикулярной оси II-II)с небольшим допущением можно принять, что расстояние от оси Ill-Ill до точек на поверхности фигуры равно:

2

i

d 2

u . / т; Sinrfj,

- значения углов наклона плоскости окружности 4 (а следовательно, и окружности 3) к оси I-I; d - диаметр окружностей

3 и 4j

а - величины расстояний от оси Ill-Ill до соответствующих точек на поверхности фигзфы. сечения В-В (фиг. 2-), спра-

а 7 а , так как

j,-.

т.е. относительно оси Ill-Ill профиль фигуры не симметричный.

Вместе с тем, относительно оси I-I, профиль сечения будет симметричным при соблюдении равенства (фиг.2)

а.-1

а .+ 1,.

Т.е. необходимое расстояние 1 между окружностями 3 и 4 для получе- иия симметричного профиля зависит от изменения угла поворота окружности 4 на единицу перемещения по оси I-I.

Во всех сечениях фигуры (кроме сечения В-В, фиг. 2) сумма а j меньше d, т.е. соединение является профильным, за счет чего и осуществ ляется передача крутящего | сомента.

Кроме того,сумма а j- и а равна диаметру в сечении В-В и уменьшается до наименьшего значения в сечении на длине L, т.е. в плоскости перемещения оси образующей окружности, перпендикулярной оси II-II, име-

ет место коническое беззаборное соединение.

Обработка элементов соединения осуществляется режущим инструментом, закрепленным на оправке, имеющей . три степени, свободы: вращение вокруг своей оси, перемещение параллельно оси обрабатьшаемой детали (соответствующей оси I-I на фиг, 2 и 3) и проворот относительно оси (соответствующей оси I1-II), перпендикулярно пересеканицей ось детали. При этом плоскость вращения верпины резца отс тоит от оси проеорота на величину 1. Окружность, описываемая вершиной режущего инструмента, соответствует образующей окружности.

На фиг. 5 приведена схема обработки одного из элементов соединения ступицы, при оправ- кя должна обеспечивать обработку верстия на всю глубину. Обработка начинается со стороны меньшего сечения

I Обработка второго элемента - вала осуществляется аналогично с той разницей, что оправка выполнена в виде

0

кольца с резцом,, введенным вовнутрь вершиной.

Использование изобретения позволит добиться равномерного распределейия нагрузки по профилю сечения элемент тов, а следовательно, повысить надежность соединения за счет устранения неравномерного износа, возникновения дополнительных изгибающих моментов в соединении. Формула изобретения Соединение вала со ступицей с контактной поверхностью, представляющей 5 собой пространственнзгю фигуру,которая в каждом сечении, расположенном под углом к оси соединения, последовательно уменьшающимся в направлении к торцу вала, имеет форму круга одного диаметра, отличаю ще е0

5

с я тем, что, с целью повышения надежности соединения, круг, формирующий поверхность Контакта элементов, расположен на одинаковом расстоянии соосно и параллельно кругу такого же диаметра, центр которого совпадает с осью соединения со стороны меньшего поперечного сечения пространственной фигуры.

Фмг

Вид А

Фие.