Шпоночное соединение Советский патент 1993 года по МПК F16B3/00 

1зобретение относится к машиностроению может быть использовано для передачи крутящего момента от деталей, закрепленных на валу, в механизмах, работающих в режиме резкого возрастания нагрузок, превышающих максимально допустимые.

1звестны шпоночные соединения, содержащие шпонку, вал и ступицу со шпоночными пазами. Например, шпоночное соединение вала со ступицей с помощью призматической шпонки (Орлов П.И. Основы конструирования. Справочно-методиче- ское пособие, кн. 2; изд. 3-е исп, М., 1988, С.249К255).

|аиболее близким техническим решением к изобретению является шпоночное соедчнение (патент ФРГ № 1221054,кл.47 a-l, , фиг.5) принятое за прототип, содержащее вал, ступицу, шпонку и упругий элеме нт, последний размещен в шпоночном

пазу вала и контактирует со шпонкой, установленной в совмещенных шпоночных пазах вала и ступицы.

Известное соединение позволяет благодаря размещению упругого элемента между шпоночным пазом и шпонкой амортизировать толчки и удары, демпфировать колебания и предупреждать резонанс во время пуска и остановки механизма, но не способно предохранять соединяемые детали, шпонку и весь механизм от поломок при резком возрастании нагрузок, превышающих максимально допустимые, Так как размыкания силовой цепи между валом и ступицей не происходит. Следовательно, шпоночное соединение недостаточно надежно.

Целью изобретения является повышение надёжности и нагрузочной способности шпоночного соединения при условии сохра«

Ё

VI

О GJ

СО

нения мм функций предохранительного устройства.

Указанная цель достигается тем, что шпоночное соединение, содержащее шпонку, вал, ступицу и упругий элемент, разме- щениый в шпоночном пазу вала под шпонкой, снабжено предохранительной пластиной и нажимными резьбовыми элементами, вал и ступица выполнены с соос- ными радиальными отверстиями, причем отверстия вала - резьбовые, пластина размещена между упругим элементом и дном шпоночного паза вала и контактирует с торцами нажимных элементом, а шпоночный паз ступицы и взаимодействующая с ним часть шпонки, снабжены боковыми заход- ными поверхностями, причем шпоночный паз ступицы выполнен в окружном направлении шире шпоночного паза вала.

Введение боковых заходных поверхнр- стей, выполненных в пазу ступицы и на сопряженной с ним поверхности шпонки, в результате взаимодействия которых, от действия крутящего момента, возникает сила, стремящаяся утопить шпонку в шпоночном пазу вала, и благодаря свойству резины допускать большие деформации с рассеянием на единицу объема значительного количества энергии, резиновый упругий элемент позволяет шпонке полностью перемещаться в паз вала, предохраняя тем самым самою себя и соединяемые детали от поломки, что позволяет повысить надежность шпоночного соединения.

Введение в конструкцию шпоночного соединения нажимных резьбовых элементов размещенных в валу позволяет, перемещая их через сорсные отверстия в ступице по шпоночному пазу вала, регулировать жесткость упругого элемента обеспечивая мак- симальную нагрузочную способность шпоночного соединения, при сохранении мм функции предохранительного устройства,

На фиг.1 изображено шпоночное соеди- нение деталей; на фиг,2 - сечение А-А на фиг,1.

Шпоночное соединение состоит из шпонки 1, вала 2, ступицы 3 со шпоночными пазами 4 и 5, упругого элемента 6 и устрой- ства 7 перемещения упругого элемента 6.

Шпоночный паз 5 ступицы и сопряженная с ним масть шпонки 1 снабжены боковыми заходными поверхностями а и б

соответственно, причем ширина паза 5 ступицы больше ширины паза 4 вала.

Устройство 7 перемещения упругого элемента состоит из пластины 8, предохраняющей резиновый упругий элемент 6 от повреждения, винтов9, установленных в валу 2 и отверстий 10 в ступице 3, через которые осуществляется перемещение винтов 9. В исходном положении шпонка 1 расположена одновременно в пазе 4 вала 2 и в пазе 5 ступицы 3, подпружинена упругим элементом б и передает крутящий момент от вала

2 на ступицу 3.

При перегрузке, когда крутящий момент, передаваемый шпоночным соединением, достигает определенной заранее установленной величины, ступица 3 поворачивается относительно вала 2 благодаря взаимодействию боковых заходных поверхностей а и б шпоночного паза 5 ступицы

3 и шпонки 1, при этом возникает сила, стремящаяся утопить шйонку 1 в шпоночном пазе 4 вала 2.

Как только шпонка 1 полностью переместится в паз 4 вала 2, ступица 3 соединяемой детали свободно повернется относительно вала 2, предотвратив возможность дальнейшего возрастания крутящего момента и пре- дохранив тем самым шпоночное соединение от поломки. После снятия перегрузки шпонка 1 под действием упругого элемента 6 свободно входит в паз 5 ступицы 3, для чего паз 5 выполнен более широким, чем паз 4 вала 2 и нормальная работа соединения возобновляется,

Регулировка шпоночного соединения на передачу момента определенной величины осуществляется изменением жесткости упругого элемента 6, винтами 9, через отверстия 10 в ступице 3 соединяемой детали,

Такие технические решения, как введение боковых заходных поверхностей в пазу ступицы и на сопряженной с ним поверхности шпонки, дающее возможность шпонке, в случае резкого возрастания нагрузки, полностью перемещаться в шпоночный паз ва- .ла, и размещение в валу нажимных резьбовых элементов, изменяющих жесткость упругого элемента, позволяют повысить надежность и нагрузочную способность шпоночного соединения, при

ШПОНОЧНОЕ СОЕДИНЕНИЕ Использование: в машиностроении, в частности для передачи крутящего момента от деталей, закрепленных на валу, в механизмах, работающих в режиме резкого возрастания нагрузок, превышающих максимально допустимые. Сущность изобретения: соединение снабжено предохранительной пластиной и нажимными резьбовыми элементами. Вал и ступица выполнены с соосными радиальными отверстиями, причем отверстия вала резьбовые. Пластина установлена между упругим элементом идиом шпоночного паза вала и контактирует с торцами нажимных элементов. Шпоночный паз ступицы и взаимодействующая с ним часть шпонки снабжена боковыми заходными поверхностями. Шпоночный паз ступицы выполнен в окружном направлении шире шпоночного паза вал. 2 ил.

Формула изобретения Шпоночное соединение, содержащее шпонку, вал, ступицу и упругий элемент, размещенный в шпоночном пазу вала под

шпонкой, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и нагрузочной способности, оно снабжено предохранительной пластиной и нажимными

резьбовыми элементами, вал и ступица выполнены с соосными радиальными отвер- , при этом отверстия вала резьбовые, пластина размещена между упругим элементвм и дном шпоночного паза вала и кон- 5 ном направлении тире шпоночного паза тактирует с торцами нажимных элементов, вала.

Фиг.Ј

а шпоночный паз ступицы и взаимодействующая с ним часть шпонки выполнены с боковыми заходными поверхностями, причем шпоночный паз ступицы выполнен в окруж