Соединение схватывающей и охватываемой деталей с помощью штифта Советский патент 1977 года по МПК F16D1/04 

1

Изобретение относится к области общего маплиностроения.

Известно соединение охватывающей и охватываемой деталей с помощью разрезной шпонки, расположенной в отверстии, выполиенном в плоскости разъема деталей.

Однако такое выполнение соединения недостаточно снижает концентрацию напряжений в указанной зоне из-за малой демпфирующей способности.

Известно соединение охватывающей и охватываемой деталей с помощью осевых штифтов.

Такое соединение по своей технической сущности и достигаемому результату наиболее близко к описываемому изобретению.

Недостатком данного соединения является то, что по длине соединения, составляющей 1/3 общей длины, со стороны подвода крутящего момента возникают высокие концентрации напряжений, приводящие к появлению усталостных трещин.

Целью изобретения является увеличение срока службы соединения путем снижения концентрации напряжений.

Указанная цель достигается тем, что штифт имеет коническую нолость, расположенную со стороны подвода крутящего момента к охватываемой детали, а поверхность отверстия па длине, равной глубине конической полости

штифта, образована перемещением одного конца прямой образующей по окружности, диаметр которой равен диаметру штифта, а другого - по эллипсу, малая ось которого равна диаметру штифта, а большая ось расположена в плоскости, проходящей через ось вращения деталей.

На фпг. 1 изображено прессово-штифтовое соединение в разрезе; на фиг. 2 - то же в ненагруженном состоянии соединения, впд сбоку; на фиг. 3 - то же в нагруженном состоянии соединення, вид сбоку.

Охватываемая деталь 1, к которой подведен крутящий момент K с двух сторон (фиг. 1), в средней утолщенной части соединена с охватывающей деталью 2 по плотной посадке и запрессованным сквозным штифтом 3 по линии разъема деталей.

Штифт может быть как коническим, так и цилиндрическим. Охватывающая деталь 2 нередает крутящий момент двойной величины, т. е. 2Мк.

Поскольку к соединению подведен момент с двух сторон, штифт 3 имеет в обоих торцах (с двух сторон) конические (или цилиндрические) полости А, образующие стенки пониженной переменной л есткости, прпчем наименьшая их толщина находится у торцовых новерхностей штифта.

В том случае, если к соеднненшо момент

будет подведен только с одной стороны, то штифт должен быть выполнен с одной конической полостью А, глубиной равной 2L, причем полость должна быть обращена в сторону подвода момента.

Поверхность отверстия под штифт на длине, равной глубине L конической (илн цилиндрической) полости штифта, образована перемеш,ением одного конца прямой образующей по окружности, диаметр которой равен диаметру штифта 3, а другого - по эллипсу, малая ось которого равна диаметру штифта 3, а большая ось расположена в нлоскости, проходящей через ось вращения деталей 1 и 2.

Когда соединение не передает момент, оно имеет вид, изображенный на фиг. 2.

При передаче момента поверхности сопряжения деталей 1 и 2 микроперемещаются (относительный сдвиг в районе полостей А с переменным углом, затухающим в глубине соединения), сжимают тонкие стенки штифта 3 в двух противоположных точках по разъему соединения, в результате чего стенки, сопротивляясь принимают форму отверстия, как показано на фиг. 3.

Торцы штифта 3 своим сопротивлением при принятии формы эллипса не в состоянии лередать полный момент, поэтому вступают в работу глубинные сечения щтифта, имеющие более толстые стенки, но сжимаются они уже на меньшую величину но принципу постепенного затухания смещения в районе дна полостей.

Соединение в районе дна полостей практически микроперемещения не имеет и является запасом прочности соединения.

Таким образом, благодаря применению данной конструкции соединения высокие концентраторы напряжения, возникающие по краям соединения, понижаются за счет их перераспределения в глубь сопряжения, вступает в

работу большая площадь штифтового соединения и тем самым увеличивается его долговечность.

Формула изобретения

Соединение охватывающей и охватываемой деталей с помощью штифта, расположенного в отверстии, выполненном в плоскости разъема деталей, отличающееся тем, что, с целью увеличения срока соединения путем снижения концентрации напрял ений, штифт имеет коническую полость, расположенную со стороны подвода крутящего момента к охватываемой детали, а поверхность отверстия на длине, равной глубине конической полости штифта, образована перемещением одного конца прямой образующей по окружности, диаметр которой равен диаметру штифта, а другого - по эллипсу, малая ось которого равна диаметру штифта, а большая ось расположена в плоскости, лроходяшей через ось вращения деталей.