Безрезьбовое соединение Советский патент 1990 года по МПК F16B1/00 F16D1/06 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в соединениях ступицы с валом на его консольной части, воспринимающих рабочие однонаправленные крутящие мо- менты без реверсирования и осевые усилия, направленные от конца вала, особенно при необходимости быстро- съемности в труднодоступных местах и компактности.Целью изобретения является повышение надежности, несущей способности и эксплуатационных свойств безрезьбовых соединений.

На фиг. 1 изображены соединяемые детали; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - поводковая ступень соединения.

Устройство содержит вал 1 и ступицу 2. Вал 1 имеет центрирующий ко- нус 3 и поводок-штифт 4. Ступица 2 шеет коническое центрирующие отверстие 5 и эксцентрическое поводковое отверстие б, поверхностью которого является однополостной гиперболоид,,

Ступица 2 своим центрирующим конусным отверстием 5 и эксцентричным поводковым отверстием 6 соответственно входит до упора на центрирующий конус 3 и поводок-штифт 4. Ступица поворачивается на угол В в направлении, противоположном направлению рабочего вращения до запирания соединения (совмещение т. 05 с т. 0).

Крутящий момент на ступицу передается штифтом, который одновременно стремится плотнее соединить центрирующую ступень соединения за счет определенного сочетания разницы наи

большего D и наименьшего Dt диаметров поводкового отверстия, деленного

/DZ-DI,

пополам (), его эксцентриситета

(е2) и величины их перекрытия (Д) . Должно соблюдаться условие D2-D,

+ Д е,

где

для сталей с

2 -2

пределом прочности 56 43-47 кг/мм2 находится в пределах 1,5-2 мм при рабочих крутящих моментах Мкр 10 - 18 кгм.

Соединение должно удовлетворять следующим условиям.

Условие соединяемости: проекция выступающей части штифта на торец установочного конуса должна вписываться в пределы окружности торца установочного конуса диаметром D3, т.е.

D3,

2 л (e2cos й+ Н tgoi ) ..

oL

где Н - высота выступающей части штифта;

ei - угол наклона штифта к торцу установочной ступени;

d - диаметр выступающей части штифта;

В - угол поворота ступицы до совмещения центра отверстия поводковой ступени (02) и точки, лежащей на диаметре поводковой ступени (0);

а - расстояние между диаметральной плоскостью установочной ступени и плоскостью, совпадающей с осью штифта, и соответственно проекция наименьшего диаметра отверстия поводковой ступени охватывающей детали D. должна вписываться в пределы окружности наименьшего отверстия установочной ступени D,

J5 j т.е. -у- + EJ. - 2

Условие запирания соединения: со- четание угла Ж наклона штифта (поз.4) и размера а с углом В, координирующего положение центра основания штифта (т. 0, фиг. 1 и 2) с соответствующей ответной поверхностью, охватывающей детали, должно обеспечивать большую условную конусность установочной ступени, т.е.

D2 - D,

НЖ

У

где К - конусность установочной ступени. Условие прочности и надежности соединения: должно обеспечивается определенное сочетание разницы наибольшего и наименьшего диаметров поводкового отверстия, деленного пополам

,Dg - D, ч, .

(, ), его эксцентриситета (,ez)

и величины их перекрытия Д , где А«1,5-2 мм.

В - D,

+ Д 4 е,,

при этом наименьший диаметр отверстия поводковой ступени охватывающей детали D должен удовлетворять следующему соотношению:35

,

а размер а и величины эксцентриситетов е( и е2 находятся в зависимости

ег е cos 13 + а2 ,

где е 1 - величина эксцентриситета между центром основания штифта (04) и центром установочной ступени (0, ).

Разъединение ступицы с валом производится поворотом ступицы на угол 1В до совмещения т. Ог с т. 03 с помощью лысок 7 под ключ в направлении рабочего вращения относительно вала с упором в торец шейки вала 8 (фиг.1)

Соединение компактно, не сложно по конструкции, относительно нетрудоемко в изготовлении. Поводковое от- верстие можно получить обкаткой пальцевой фрезой диаметром,равным диаметру штифта, или в условиях серийного или массового производства расточить

О

5

0 5

0

5

0

5

0

фасонным резцом по профилю, который легко рассчитать. Центровка осуществляется по коническим поверхностям, обеспечивающим беззазорное соединение с высокой точностью центрирования. Стопорение поводком-штифтом с указанными параметрами обеспечивает плавную затяжку при нагружении крутящим моментом, эффективное демпфирование динамических нагрузок и вибраций в трансмиссиях вращательного движения и надежность соединения.

Наиболее эффективно применение соединения при креплении фрез с твердосплавными зубьями и обработке в труднодоступных местах сложных у крупных изделий из труднообрабатываемых материалов, например, титанового сплава или при креплении сменных зубчатых колес в труднодоступных местах.

Формула изобретения

Безрезьбовое соединение, содержа- шее охватываемую деталь с выполненными на ней эксцентрично расположенными конической установочной и поводковой ступенями, на которых установлена охватывающая деталь с ответной поверхностью соответствующего профиля, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, несущей способности и эксплуатационных - свойств при упрощении конструкции, поводковая ступень охватываемой детали выполнена в виде цилиндрического штифта, расположенного под углом к торцу установочной ступени в плоскости, параллельной диаметральной плоскости указанной ступени эксцентрично к ее оси, а отверстие поводковой ступени охватывающей детали выполнено в виде однополостного гиперболоида, при этом параметры соединения находятся между собой в следующих зависимостях:

е еЈ + а2 ;

DS 2л| аг + (e cosfi+H/tgui)2 + + d/2 sinci;

+ -nb

D2 - i к;

HJ 2H

D2 - DI

+ &Ј&,,

2 ° 2i где К - конусность установочной ступени;

D, - наименьший диаметр отверстия поводковой ступени охватывающей детали;

DЈ - наибольший диаметр отверстия поводковой ступени охватывающей детали;

D3 - диаметр торца установочной

ступени охватываемой детали;

а - расстояние между диаметральной плоскостью установочной ступени и плоскостью, совпадающей с осью штифта;

d - диаметр штифта;

Н - высота выступающей части i штифта;

с/ - угол наклона штифта к торцу установочной ступени;

е - величина эксцентриситета меж15394038

ду центром основания штифта (0$.) и центром установочной ступени (0, );

е2 - величина эксцентриситета между центром отверстия поводковой ступени охватывающей детали (Оа) и центром установочной ступени (0 ); В - угол поворота ступицы до совмещения центра отверстия поводковой ступени (Og) и точки, лежащей на диаметре поводковой ступени (03); Д - величина перекрытия е и

/Ра Р ч

)} определяемая контактной прочностью материала деталей соединения.

10

15

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в соединениях ступицы с валом на его консольной части, воспринимающих рабочие однонаправленные крутящие моменты без реверсирования и осевые усилия, направленные от конца вала, особенно при необходимости быстросъемности в труднодоступных местах и компактности. Цель изобретения - повышение надежности, несущей способности и эксплуатационных свойств безрезьбовых соединений. Поводковая ступень охватываемой детали 2 выполнена в виде цилиндрического штифта 4, расположенного под углом к торцу установочной ступени 3 и эксцентрично к ее оси так, что диаметральные плоскости ступеней параллельны между собой. Ответная поверхность охватывающей детали выполнена в виде эксцентричного отверстия 6, поверхностью которого является однополостной гиперболоид. При этом параметры соединения находятся между собой в следующих зависимостях: E²=E^2.COS²β+A²,D₃≥2√A²+(L₂COSβ+H/TGΑ)²+D/2SINΑ,D₁≥HCTGΑ+D/SINΑ,(D₂-D₁)/2H*98К,(D₂-D₁)/2+Δ≤е₂, где К - конустность установочной детали

D₁ - наименьший диаметр отверстия поводковой ступени охватывающей детали

D₂ - наибольший диаметр отверстия поводковой ступени охватывающей детали

D₃ - диаметр торца установочной ступени охватываемой детали

D - диаметр штифта

H - высота выступающей части штифта

α - угол наклона штифта к торцу установочной ступени

E₁ - величина эксцентриситета между центром основания штифта и центром установочной ступени, E₂ - величина эксцентриситета между центром отверстия поводковой ступени охватывающей детали и центром установочной детали

β - угол по

пай

Bpowf f

. 2

Однопо/юстнои гиперболоид

2Г2,-1 / а1 в1 с1

W.z)

Гипербола

о2 сг

Фиг.д