Бесшпоночное соединение Советский патент 1992 года по МПК F16D1/06 

(Л

С

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в других отраслях народного хозяйства для бесшпоночной передачи крутящего момента в соединениях вала с охватывающей деталью, для соединения тонкостенных деталей. Цель изобретения - упрощение конструкции, облегчение монтажа-демонтажа соединения, Охватывающая деталь и ступица выполнены как одно целое. На цилиндрическом участке меньшего диаметра выполнена кольцевая канавка, где размещен запорный элемент в виде упругого упорного кольца. Направление резьбы участка большего диаметра вала соответствует направлению вращения ведущей ступицы и обратно направлению вращения ведущего вала. Коническая и цилиндрическая поверхности отверстия ступицы сопряжены ступенчато. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для бесшпоночной передачи крутящего момента в соединениях вала с охватывающей деталью, для соединения тонкостенных деталей.

Известно бесшпоночное соединение, содержащее ступенчатый вал круглого сечения с двумя резьбовыми участками, один из которых выполнен на цилиндрическом концевом участке вала меньшего диаметра, втулку, навинченную на этот участок, ступицу, охватывающую конический участок вала, расположенный между цилиндрическими участками вала большего и меньшего диаметра, причем втулка жестко соединена со ступицей от углового перемещения резьбовым элементом, ввинченным в резьбовое отверстие ступицы, а второй резьбовой участок выполнен на цилиндрическом участке вала большего диаметра и имеет направле- резьбы, противоположное первому

резьбовому участку, устройство снабжено дополнительной резьбовой втулкой, установленной на резьбовом цилиндрическом участке вала большего диаметра с конической фаской, а в ступице выполнена заход- ная фаска, ответная упомянутой конической фаске. Во втулках выполнены безрезьбовые сквозные отверстия, соосные отверстию в ступице, которые также выполнены сквозными, резьбовой элемент выполнен с дополнительным гладким хвостовиком меньшего диаметра, установленным в соос- ном отверстии одной из втулок.

Недостатком известного соединения является то, что при его применении в механизмах машин с односторонней передачей крутящего момента оно имеет сложную конструкцию, так как часть его элементов воспринимает на себя нагрузку при вращении вала в одну сторону, а часть элементов воспринимает нагрузку при его вращении в

И ю о ел о

противоположную сторону, Кроме того, сложно производить монтаж и демонтаж соединения.

Целью изобретения является упрощение конструкции при односторонней передаче момента и облегчение монтажа-демонтажа соединения,

Предлагаемое соединение позволяет упростить конструкцию ступицы и соединения в целом. Монолитная ступица работает лучше, чем в известном соединении. Уменьшается длина соединения, упрощается монтаж и демонтаж соединения.

Цель достигается тем, что ступица выполнена за одно целое с охватывающей деталью, направление резьбы участка большего диаметра вала соответствует направлению вращения ведущей ступицы и обратно направлению вращения ведущего вала, цилиндрический участок меньшего диаметра выполнен с кольцевой канавкой, в которой размещен запорный элемент, выполненный в виде упругого упорного кольца. Последнее установлено с зазором относительно торца ступицы, а коническая фаска ступицы образована кольцевой канавкой, выполненной на сопряжении поверхностей ее отверстия. Кроме того, вал выполнен с дополнительным цилиндрическим участком между конической фаской и конической его поверхностью. Коническая и цилиндрическая поверхности отверстия ступицы сопряжены между собой ступенчато.

На фиг.1 изображено бесшпоночное соединение, продольный разрез; на фиг.2 - вид А на фиг.1: на фиг.З и 4 - бесшпоночное соединение, варианты исполнения.

Бесшпоночное соединение содержит ступенчатый вал 1 круглого сечения с резьбовым участком 2, выполненным на цилиндрическом участке 3 большего диаметра. Ступица 4 охватывает конический участок 5 вала 1, расположенный между его цилиндрическим участком 3 большего диаметра и цилиндрическим участком 6 меньшего диаметра, В зоне перехода от конического участка 5 к цилиндрическому участку 3 вал 1 снабжен конической фаской 7. а ступица 4 выполнена с фаской 8, ответной конической фаске 7 вала 1. Резьбовой участок 2 вала 1 выполнен с правой резьбой 9 в соединении, в котором ведущий вал 1 вращается против часовой стрелки (левостороннее вращение) или в соединении, где ведущая ступица 4 вращается по часовой стрелке (правостороннее вращениеХ на фиг.2 показано сплошными стрелками). Резьбовой участок 2 вала 1 выполнен с левой резьбой 10 (фиг.З) в соединении, в котором ведущий вал 1 вращается по часовой стрелке или в соединении, где ведущая ступица 4 вращается против часовой стрелки (на фиг.2 показано пунктирными стрелками). Цилиндрический участок 6 меньшего

диаметра вала 1 снабжен канавкой 11, в которой установлено упорное кольцо 12. Кольцо 12 установлено с гарантированным зазором 13 относительно торца ступицы 4,

0 которая плотно установлена на валу, т.е. без зазора между коническим участком 5 вала 1 и коническим участком 14 ступицы 4. Ступица 4 снабжена дополнительным цилиндрическим резьбовым участком 15, охваты5 вающим резьбовой участок 2 вала 1, причем ответная фаска 8 ступицы 4 является конструктивным элементом канавки 16, изготовленной на переходе от цилиндрического резьбового участка 15 втулки к ее кониче0 скому участку 14.

На фиг.З изображено соединение, в котором вал 1 снабжен дополнительным цилиндрическим участком 17, расположенным между его коническим участком 5 и кониче5 ской фаской 7, а конический 14 и цилиндрический резьбовой 15 участки ступицы 4 непосредственно сопряжены между собой по линии 18.

В соединении, изображенным на фиг.4,

0 конический участок 14 и цилиндрический резьбовой участок 15 сопряжены между собой ступенчато при помощи кольцевой поверхности 19, которая изготовлена перпендикулярно к цилиндрической резьбовой по5 верхности 15. Кроме того, на торце конического участка 5 вала 1 установлена упорная шайба 20 с гарантированным зазором 21 относительно торца ступицы 4, беззазорно установленной на коническом участке 5 вала 1.

0 Соединение работает следующим образом,

При вращении ведущего вала 1 против часовой стрелки или при вращении ведущей ступицы по часовой стрелке (по стрелке А на

5 фиг,1) правая резьба 9 вала 1 взаимодействует с ответной резьбой резьбового участка 15 ступицы, в результате чего ступица 4 перемещается в осевом направлении от торца вала 1 и напрессовывается своим кониче0 ским участком 14 на конический участок 5 вала 1, Чем больше передаваемый момент, тем плотнее напрессовывается втулка на конический участок вала 1. При вращении ведущего вала 1 по часовой стрелке или при

5 вращении ведущей ступицы против часовой стрелки (по стрелке А на фиг.1) левая резьба 10 вала 1 взаимодействует с ответной резьбой резьбового участка 15 ступицы 4, в результате чего ступица 4 перемещается в осевом направлении от торца вала 1 и напрессовывается своим коническим участком 14 на конический участок 5 вала 1. Таким образом, данное соединение способно передавать односторонний крутящий момент в одном из выбранных направлений при ведущем вале или ведущей ступице, что требуется во множестве машин и механизмов.

От самопроизвольного сворачивания ступицы с вала предохраняет упорное коль- цо 12 (фиг.1 и 3) или упорная шайба 20 (фиг.1). Гарантированный зазор между упорным кольцом и упорной шайбой позволяет ступице 4 свободно совершать в допустимых пределах проворот относительно вала 1 при изменении величины крутящего момента и остановках, что позволяет уменьшить динамические нагрузки на соединение.

Формула изобретения

элемент, причем конический участок вала сопряжен с участком большего диаметра конической фаской, а отверстие ступицы имеет ответную коническую фаску, отличающееся тем, что с целью упрощения конструкции при односторонней передаче момента и облегчения монтажа-демонтажа соединения, ступица выполнена за одно целое с охватывающей деталью, направление резьбы участка большего диаметра вала соответствует направлению вращения ведущей ступицы и обратно направлению вращения ведущего вала, цилиндрический участок меньшего диаметра выполнен с кольцевой канавкой, в которой размещен запорный элемент, выполненный в виде упругого упорного кольца, при этом последнее установлено с зазором относительно торца ступицы, а коническая фаска ступицы образована кольцевой канавкой, выполненной на сопряжении поверхностей ее отверстия.

13

8

16 Риг. 1

ю

Фиг.З

(риг. 2

21

23

Риг.Ц