Сборный вал передачи и способ его изготовления Советский патент 1993 года по МПК F16C3/06 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к сборным валам, в которых отдельные элементы, например зубчатые колеса, жестко закреплены на полом валу с диаметрами посадки, располагающимися уступами по меньшей мере в одном направлении.

Цель изобретения - повышение прочно- сти сборного вала передачи при знакопеременных нагрузках.

На фиг.1 изображен полый сборный вал передачи с приводными элементами; на фиг.2 - вариант крепления приводного элемента на валу: на фиг.З - разрез А-А на фиг.1.

На полом валу 1 установлены три приводных элемента в виде зубчатых колес 2-4; В то время как один конец 5 вала закрыт запрессованной заглушкой 6, выполненной из листового металла, к другому открытому концу 7 приварена массивная цапфа 8. В отношении технологии изготовления полый вал 1 состоит из наружной трубы 9, занимающей среднее положение в осевом направлении, на которой путем расширения участков трубы закреплены приводные элементы 2 и 3. На участок 9 трубы перед закреплением приводного элемента 3 насажена втулка 10, один конец которой 2 располагается под приводным элементом 3, а участок между двумя буртиками 11 и 12 служит дорожкой качения подшипника. Можно в ходе первой операции расширения трубчатой детали 9 закрепить втулку 10 по всей ее длине и затем путем расширения соответствующего участка закрепить приводной элемент 3. Однако втулку 10 и приводной элемент 3 можно закрепить на трубчатой детали 9 одновременно в результате того, что она расширяется только под приводным элементом или по всей длине втулки. В трубчатую деталь 9 вставлены две другие трубчатые детали 13 и 14 меньшего диаметра, которые имеют радиальные выступы 15 и 16 для упора торцов трубы 9. Трубчатые детали 13 и 14 путем гидравлического расширения в местах нахлеста с трубчатой деталью 9 могут быть соединены с ней

ю

с

00

О со

g

чэ

сх

силовым замыканием. Подобно тому, что имело место для втулки 10, эта технологическая операция одновременно может служить для соединения трубчатой детали 9 с приводными элементами 2 и 3 или может производиться после соединения этих деталей. В трубчатых деталях 13 и 14 выполнены продольные канавки 17 и 18, которые соединены с радиальными отверстиями 19 и 20, в одном случае проходящими через трубчатую деталь 9 и соединенными между собой цилиндрической полостью.21. Цилиндрическая полость 21 образуется в результате того, что в трубчатые детали 13 и 14 вставляется сплошная внутренняя труба 22, которая образует концы 5 и 7 вала. Эта труба уже описанным способом соединяется с силовым замыканием с трубчатыми деталями 13 и 14.

Концы 5 и 7 вала образованы короткими внутренними трубчатыми деталями 23 и 24 и перед вставкой этих внутренних труб в средние трубчатые детали 13 и 14 закладываются гильза 25 из металлического листа, которая своими концами после соединения трубчатых деталей 22 зажимается между ними и средними трубчатыми деталями. 8 этом случае гильза 25 служит для.формирования цилиндрической полости 21, На конце трубчатой детали 14 насажен приводной элемент 4 и закреплен на ней, при этом радиальный выступ 25 служит осевым упором. Соединение между внутренней трубой 22 и средней трубой 14 можно производить перед закреплением приводного элемента 4 или одновременно с этим. Для обеспечения необходимой прочности в литой приводной элемент 4 может быть залита стальная втулка 26. Внутри трубы возможны зоны расширения, обозначенные кольцами, попарно соответствующими друг другу. Внутренняя труба 22 на среднем безопорном участке расширяется таким образом, 4что она подвергается укорачиванию по сравнению с наружной трубой 9 и, таким образом, в обеих трубах остается растягивающее или сжимающее напряжение, что повышает прочность на изгиб и улучшает вибрационные свойства. На фиг. показан изоляционный материал 27, который также улучшает вибрационные свойства. Детально показана трубчатая деталь 28, на которой насажены, примыкая непосредственно к приводному элементу 29, две втулки 30 и 31, закрепленные так же, как приводной элемент. Такая конструкция предотвращает не- желательные скачки в прочности при кручении непосредственно на приводном элементе и препятствует микропроскальзыванию в этом месте.

Формула изобретения

1. Сборный вал передачи, содержащий отдельные приводные элементы, например

зубчатые колеса, жестко закрепленные на полом валу с диаметрами посадки последнего, располагающимися уступами, по меньшей мере в одном направлении, отличающийся тем, что, с целью повышения

прочности при знакопеременных нагрузках, уступы полого вала выполнены в виде кон- центрично установленных с перекрытием и контактирующих друг с другом в зоне перекрытия трубчатых деталей, жестко соединенных между собой посредством расширенных участков вала и трубчатых деталей в зоне перекрытия, приводные элементы жестко закреплены на наружной поверхности внешней трубчатой детали, в

зоне перекрытия по меньшей мере двух кон- центрично расположенных трубчатых деталей, посредством расширенных участков вала и соответствующих указанных зон трубчатых деталей, при этом вал, трубчатые

и приводные элементы выполнены из материалов с пределами текучести при растяжении увеличивающимися от вала к приводным элементам. . 2. Вал передачи по п. 1, отл и ча ю щи- и с я тем, что он снабжен втулками, жестко закрепленными на поверхности внешней трубчатой детали, расположенными в осевом направлении с обеих сторон приводного элемента и связанных с последним

посредством выступов и впадин.

3. Вал передачи по пп.1-2, отличающийся тем, что вал выполнен разрезным, а концы его имеют разный диаметр.

4. Вал передачи по пп.1-3, отличаю- щ и-й с я тем, что на внутренних поверхностях трубчатых деталей, установленных непосредственно на валу, выполнены продольные каналы для смазки, сообщающиеся с радиальными отверстиями, выпол- ненными в трубчатых деталях.

5. Вал передачи по пп. 1-4, отличающийся тем, что между валом, внешней трубчатой деталью и взаимообращенными торцами расположенных между валом и ука- занной деталью промежуточных трубчатых элементов образована цилиндрическая полость для смазки.

6. Вал передачи по пп.1-5, отличающийся тем, что полость для смазки соеди- йена с продольными смазочными каналами.

7. Вал передачи по пп.1-6, отличающийся тем, что он снабжен опорными втулками, установлен между наружной поверхностью внешней трубчатой детали и соответствующей поверхностью приводного

элемента и жестко связанными с последними.

8. Вал передачи по пп.1-7, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что полость вала заполнена пенопластом.

9. Вал передачи по пп.1-8, отличающийся тем, что приводные элементы выполнены в виде соединенных посредством литья стальных втулок и собственно литых элементов с приводными средствами, причем стальных втулки контактируют с поверхностью трубчатой детали.

10. Способ изготовления сборного вала передачи, заключающийся в изготовлении полого вала с диаметрами посадки, распо- л&гающймися уступами по меньшей мере в одном направлении, и приводных элементов, например зубчатых колес, жестком закреплении последних на полом валу, отличающийся тем, что, с целью повышения технологичности, уменьшения энергоемкости и расширения функциональных возможностей за счет возможности изготовления валов различной формы, ступени полого вала изготавливают в виде трубчатых деталей разных диаметров, размещают на валу труб- чдтые детали концентрично друг другу и с перекрытием, устанавливают на внешнюю трубчатую деталь в зоне перекрытия ее с внутренними приводные элементы и жестко

закрепляют последние на трубчатых элементах, а также элементы между собой и на валу расширением соответствующих участков последнего и расположенных оппозит- но этим участкам зон перекрытия трубчатых деталей, соответствующих участкам установки приводных элементов.

11. Способ по п. 10, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что операцию расширения осуществляют в осевом направлении последовательно от одного торца вала к другому.

12. Способ по пп.10 и11.отличаю- щ и и с я тем, что расширение осуществляют гидравлическим методом, воздействуя на герметизированный осевой участок полого вага.

1.3. Способ по пп.10-12. отличающийся тем, что изготавливают опорные втулки, подвергают их закалке и шлифовке, устанавливают между поверхностями внешней трубчатой детали и приводных элементов и жестко соединяют между собой.

14. Способ по пп. 10-13, от л ичающи и с я тем, что средние трубчатые детали устанавливают на валу с осевым зазором, жестко соединяют составляющие сборного вала, на участке между средними трубчатыми деталями осуществляют радиальную деформацию, укорачивая осевые размеры сборного вала,

Фиг.2

Использование: в машиностроении, для изготовления сборных валов с жестко закрепленными на них приводными элементами. Сущность изобретения: несколько трубчатых деталей и втулок, а также закрепленных на них приводных элементов вставляются друг в друга. Участок внутренней трубчатой детали в зоне нахлест и в зоне установки приводного элемента подвергают расширению, посредством чего жестко соединяют указанные детали. 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фш.З У9