Трехкулачковый самоцентрирующий токарный патрон Советский патент 1977 года по МПК B23B31/16 

1

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в металлоре кущпх станках токарного типа.

По основному авт. св. № 384631 известен трехкулачковый самоцентрирующий токарный патрон со спирально-реечным механизмом перемещения кулачков,в котором на посадочной поверхности спирального диска выполнена кольцевая выточка глубинной большой половины рабочей высоты диска, а также посадочной поверхностью корпуса патрона и цилиндрической поверхностью спирального диска, ограниченного торцом диска со стороны рабочих витков и торцом выточки, предусмотрен зазор, исключающий контакт этих поверхностей в нагруженном состоянии.

Однако при переменных нагрузках известные патроны работают недостаточно надежно в связи с тем, что в основании витков эвольвентной спирали и зубьев рейки образуются трещины, вызывающие усталостные разрушения рабочих элементов зацепления. Возникновение здесь усталостных трещин обусловлено значительной концентрацией напряжений. Величина коэффициента концентрации напрял :еНИИ зависит от радиуса закругления впадин и шага.

Целью изобретения является увеличение срока службы патрона.

Для достижения этой цели участки впадин

в спирально-реечном механизме перемещения кулачков спрофилированы по радиусу, определяемому из уравнения:

где

S,

- номинальный шаг

нарезки снирального диска;

S2 - шаг рейки кулачка; Q - сила, действующая в зацеплении;EiEz-модули упругости материала

кулачка и диска;

FI - площадь поперечного сечения кулачка;

F F,(Z)P,(Z).Z - высота рассматриваемого сйчения;Я -рабочая высота спирального

диска; (z) -площадь поперечного сечения

диска по авт. св. № 384631. На фиг. 1 представлен общий вид патрона; а фиг. 2 - узел I на фиг. 1.

В корпусе 1 патрона на ступице 2 центрируется спиральный диск 3 с выточкой 4 на посадочной поверхности 5 диска 3. Глубина выточки 4 ho определяется согласно авт. св. № 384631 ,6H, где Я - рабочая высота диска 3.

Между цилиндрической поверхностью 6 диска и посадочной поверхностью 7 ступицы 2 выполнен зазор h, величина которого может быть определена выражением ,06H.

Наличие зазора /г и выточки 4 обесиечивают равномерное распределение нагрузки между витками 8,и некоторое уменьшение коэффициента концентрации напряжений при закреплении детали 9 на внутреннюю поверхность посредством кулачков 10.

Значительное сокращение коэффициента концентрации напряжений молсет быть достигнуто закруглением впадин 11 резьбы. Об„ г ластью наивыгоднейших значении - в завиS

симости от профиля резьбы являются 0,18- 0,3.

В связи с тем, что высота витка спирали 1 0,5 5i наиболее рациональным для спиральио-реечного зацепления является профилирование гвольвентной спирали на участках перехода по радиусу, определяемому из уравнения.

Изменением формы резьбы на участках перехода эвольвентной спирали достигается суш,ественное уменьшение и выравнивание концентрации напряжений и повышение выносливости.

Формула изобретения

Трехкулачковый самоцентрируюш.ий токарный патрон по авт. св. № 384631, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы патрона, участки впадин в спирально-реечном механизме перемещения кулачков спрофилированы по радиусу, определяемому из уравнения

г 0,25 S,,

S,

S,

с к + с с ) +

Z EiFi .,

- номинальный шаг нарезки спирального диска;

52-шаг рейки кулачка; Q - сила, действующая в зацеплении спирально-реечного механизма;

- модули упругости материала

кулачка и диска;

F-:F,(,(Z}H-Z

- площадь поперечиого сечения

кулачка;

Z - высота рассматриваемого сечения;

Н - рабочая высота спирального диска;

(z) - площадь поперечного сечения диска по авт. св. N° 384631.

35 Источники информации принятые, во внимание при экспертизе:

1. Авт. св. № 384631 кл. В23 В 31/16 (прототип), 1969.

Ю