Разъемное соединение Советский патент 1990 года по МПК F16B3/00 B23P11/02 

§

(Л

Изобретение относится к машиностроению, в частности к бесшпоночной передаче крутящего момента в соединениях вала с охватывающей деталью, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности. Разъемное соединение содержит вал с упорным буртом и выполненными на последнем лысками. Ступица, установленная на указанном валу, имеет торцовый паз, образованный двумя жестко соединенными между собой частями, имеющими различный коэффициент линейного расширения. Часть с большим коэффициентом линейного расширения контактирует с лысками вала. Лыски выполнены наклонными к оси соединения. 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для бесшпоночной передачи крутящего момента в соединениях вала с охватывающей деталью в различных отраслях народного хозяйства.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности.

На фиг. 1 изображено разъемное соединение, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема расчета выполнения соединения; на фиг. 4 - то же, биметаллический элемент, вид сбоку.

Устройство состоит из вала 1 с буртом 2, на поверхности которого выполнены две лыски 3, расположенные одна против другой, причем лыски выполнены с уклонами от ступицы 4, на торцовой поверхности которой выполнен паз 5, ответный лыскам.

Таким образом, в обычных условиях соединение ступицы с валом осуществиться не может, так как заходная часть ступицы меньше начального размера лысок. Для осуществления соединения фиксирующая часть ступицы выполнена в виде биметаллической

пары, причем материал 6, который контактирует с лысками, имеет коэффициент линейного расширения больше, чем основной металл ступицы. Соединение же этих материалов может осуществляться пайкой, сваркой, ступица может быть получена методами порошковой металлургии, что обеспечивает спекание различных материалов.

Соединение работает следующим образом.

Нагрев ступицы приводит к деформации биметаллической пары, т. е. паз ступицы расширяется (на фиг. 1 изображено штрих- пунктирной линией).

После соединения вала со ступицей, при котором лыски проходят в паз, ступица охлаждается и стенки паза сжимаются и прижимаются к лыскам.

Направление уклонов лысок и стенок паза обеспечивает осевую фиксацию ступицы относительно вала. Передача вращения происходит вследствие того, что вал входит своим буртом с лысками в паз ступицы.

сл

о

4ь Јъ

СП

Для разъединения соединение достаточно нагреть, при этом биметаллические пары изогнутся, освобождая тем самым лыски.

Пример. В качестве материала 7 выбрана сталь (коэффициент линейного расширения , град.1, материал 8 - дюралюминий (коэффициент линейного расширения , град.1, а расчетной формулой является формула вида:

I2 Да-1 -ДУ,

где h

вертикального смеще-величинания;

-длина биметаллического элемента;

-толщина биметаллического элемента;

А К - температура нагрева,

/ S

Да(Х2-аь

Для примерного расчета: ,9Х XIО 6 град.1; мм; мм; ДУ

200°С; ,9Х1(Г6Х17Г X 200

10

2,18 мм.

По разложению сил (фиг. 1) Fnp(Fi-F) При малых углах (до 6°) з1гф численно ра„ М а

вен tgp. По закону Гука

to с

i;u / -увеличение длины при удлинении; /о - начальная длина; о -- напряжения, возникающие при деформации;Е - модуль Юнга;

FiF

О2 тг-;

J |00

Д/| а,.7Х10-6Х200 0,00234; Д/2 а2ХДУ 22,6ХЮ-6Х200 0,00452;

.

to

При расчетах биметаллических элементов используется Епр (модуль Юнга приве- денный), который рхвен:

Ј.-Ј2

Ј7+

где Е - модуль Юнга для стали (2,0-2,1) X

ХЮ6 кгс/см2;

ЕЧ - модуль Юнга для дюралюминия 0,7ЫО6 кгс/см2.

0,00234

- Пр

F

100

127-6,8-105 2,03-103 кгс;

15

.206.6,8.,3.10

кгс;

,з2,18

Fnp (6,3-2,03) - 103 ,0 кгс.

20 При наличии двух биметаллических элементов осевое усилие равно

5

0

5

OCI

еЬ

2-Г па

2-93

8532 кгс.

tgp-10 2 0,0218

Формула изобретения

Разъемное соединение, содержащее вал с лысками и охватывающую вал ступицу, выполненную с ответным лыскам торцовым пазом, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, лыски выполнены наклонными к оси соединения, паз образован выполненными из двух жестко соединенных между собой частей торцовыми выступами, а указанные части имеют различный коэффициент линейного расширения, причем часть выступа с большим коэффициентом линейного расширения расположена со стороны, обращенной к соответствующей лыске вала.

8

.

Фиг А