Шпоночное соединение втулки с валом Советский патент 1981 года по МПК F16B3/00 

I

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано для крепления деталей машины.

Известно шпоночное соединение втулки с валом, содержащее шпонку, установленную в пазу вала, и имеющую цилиндрический хвостовик с установленным на нем полым винтом, закрепленным во втулке резьбой винта и контргайкой 1.

Недостатком данного шпоночного соединения является то, что цилиндрический хвостовик сочленяется с полым винтом с зазорами и требуется крепить шпоночное соединение двумя деталями: полым винтом и контргайкой.

Известно также шпоночное соединение, содержащее шпонку, установленную в пазу вала и имеюшую конусный хвостовик с установленным на нем и закрепленным во втулке полым винтом 2.

Однако указанное шпоночное соединение имеет следующий недостаток.

Для того чтобы конусное соединение было самостопорящим, угол конусности должен быть очень малым, а именно 0,5oi arctgf, где f - коэффициент трения поверхности конуса хвостовика по полому винту. А так

как для большинства сталей f 0,1, то угол . Поэтому, если выбрать небольшой угол конусности для получения самостопорящего шпоночного соединения, то, вопервых, увеличивается плечо изгиба хвостовика и соответственно ухудшается его прочность, во-вторых, составляющая усилия, вдавливающая щпонку внутрь паза, будет очень небольшой, и, наоборот, больщой будет составляющая усилия, сдавливающая хвостовик и полую гайку, что усложняет процесс сборки.

10

Если же увеличить угол конусности в шпоночном соединении настолько, чтобы было легко шпонку вдавливать внутрь паза вала, то прочность хвостовика увеличится, но соединение уже ие будет самостопоря,j щим, и полая гайка будет самоотвинчиваться.

Цель изобретения - повыщение надежности стопорения соединения.

Поставленная цель достигается тем, что в шпоночном соединении втулки с валом, 20 содержащем полую щпонку, установленную в пазу вала и имеющую конусный хвостовик с установленным на нем и закрепленным во втулке полым винтом, на щпонке

со стороны конусного хвостовика выполнена цилиндрическая разрезная поверхность, сопряженная с внутренней поверхностью полого винта.

На фиг. 1 показан общий вид шпоночного соединения; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.

Шпоночное соединение состоит из шпонки 1 с конусным хвостовиком 2, установленной в пазу 3 вала 4. На хвостовике 2 установлен полый винт 5, который с помощью резьбы закреплен во втулке 6. Хвостовик имеет упругую цилиндрическую поверхность 7, которая сопрягается с цилиндрической поверхностью 8 полого винта 5. Упругость поверхности 7 достигается за счет наличия вырезов 9.

В качестве примера на чертежах показана шпона, выполненная в виде правильной усеченной пирамиды и снабженная заостренными ребрами 10 на боковых гранях пирамиды, установленная в кольцевом пазу 3 трапециевидной формы, что является наиболее рациональным решением. Однако шпонка и паз могут иметь иную форму, а паз может быть также и осевым. Для облегчения разборки шпоночного соединения в шпонке предусмотрено резьбовое отверстие 11.

При завинчивании полого винта 5 последний давит на конусную часть хвостовика 2, имеющую большой угол конусности благодаря чему шпонка 1 легко вдавливается внутрь паза 3 на валу 4. При этом дополнительная цилиндрическая поверхность 7 хвостовика силой упругости прижимается к сопрягаемой поверхности 8 полого винта 5 и надежно фиксирует соединение от самоотвинчивания.

Как видно из фиг. 1, соединение становится очень прочным, так как наиболее слабое звено-хвостовик имеет утолщенную

конусную часть 2, которая на небольшом плече передает всю нагрузку от шпонки 1 к полому винту 5. При этом более слабая часть 7 хвостовика в передаче нагрузок участия не принимает. В результате становится возможным передача высоких нагрузок шпоночным соединениям, имеющим меньшие диаметральные осевые габариты. Технико-экономическая эффективность достигается за счет повышения прочности шпоночного соединения, более надежного

его крепления и снижения габаритов.

Формула изобретения

Шпоночное соединение втулки с валом, содержащее полую шпонку, установленную в пазу вала и имеющую конусный хвостовик с установленным на нем и закрепленным во втулке полым винтом, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности стопорения, на шпонке со стороны ее хвостовика выполнена цилиндрическая разрезная поверхность, сопряженная с внутренней поверхностью полого винта.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 238960, кл. F 16 В 3/00, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР № 596750, кл. F 16 D 1/08, 1978 (прототип) .

Фиг. 2

Фиг.