Шпонкове з’єднання

Шпонкове з'єднання, що містить розміщену в подовжніх пазах вала і маточини призматичну шпонку з прилеглими до її торців протилежно похилими поверхнями на зовнішній грані, а також вгвинчені в маточину гвинти, сферичні кінці яких опираються на похилі поверхні шпонки, яке відрізняється тим, що похилі поверхні в поперечному перерізі мають ввігнуту форму і меншу, ніж шпонка, ширину. Корисна модель відноситься до машинобудування, а саме до з'єднань призматичними шпонками, і може бути використана для закріплення різноманітних деталей на валах при передачі ними крутних моментів і осьових навантажень. Відоме шпонкове з'єднання (ШЗ), яке містить розміщену в подовжніх пазах вала і маточини призматичну шпонку з гнучким кінцем [див., наприклад, патент Франції №2169618, F16D1/O6, 1973]. Недолік цього ШЗ полягає в складності конструкції, що викликано необхідністю виконання кінця шпонки гнучким. Відоме також ШЗ, яке містить розміщену в подовжніх пазах вала і маточини призматичну шпонку з прилеглими до її торців протилежно похилими поверхнями (ділянками) на зовнішній грані, які мають плоску формУ т а однакову з нею ширину, а також вгвинчені в маточину гвинти, сферичні кінці яких опираються на похилі поверхні шпонки [див., наприклад, А.с СССР №966350, F16D1/06, 1982]. Це ШЗ є найбільш близьким до корисної* моделі за технічною суттю та досягаємим ефектом і прийнято за прототип. Недолік відомого ШЗ полягає в низькій навантажувальній (по крутному моменту) здатності, оскільки похилі поверхні шпонки мають плоску форму і однакову з нею ширину, а тому, перетинаючись з боковими гранями шпонки, частково зрізають їх, що зменшує робочу поверхню шпонки. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення ШЗ, в якому шляхом зміни форми і розмірів похилих поверхонь усувається перетинання їх з боковими гранями шпонки, що збільшує робочу поверхню і приводить до зростання наван тажувальної здатності. Поставлена задача вирішується тим, що в ШЗ, яке містить розміщену в подовжніх пазах вала і маточини призматичну шпонку з прилеглими до її торців протилежно похилими поверхнями на зовнішній грані, а також вгвинчені в маточину гвинти, сферичні кінці яких опираються на похилі поверхні шпонки, згідно корисної моделі новим є те, що похилі поверхні в поперечному перерізі мають ввігнуту форму і меншу від шпонки ширину. Виконання похилих поверхонь ввігнутими в поперечному перерізі та меншою від шпонки шириною, усуває перетинання їх з боковими гранями, внаслідок чого, на відміну від прототипу, бокові грані набувають постійну по довжині шпонки висоту, що збільшує їх робочу поверхню і приводить до зростання навантажувальної здатності за умови міцності на зминання [див., наприклад, 1) Киркач Н.Ф., Баласанян Р.А., Расчет и проектирование деталей машин, 3-е изд., X.: Основа, 1991, с.190, формула 5.25; 2) Иванов М.Л., Детали машин, изд. 3-е, М., Высш. школа, 1976, с.94, 95, формула 6.6 и рис.6.4]. ШЗ зображено на Фіг. 1, загальний вигляд; на Фіг.2 - переріз А-А на Фіг. 1; на Фіг.З - вигляд зовнішньої грані шпонки. ШЗ містить розташовану в подовжніх пазах вала 1 і маточини 2 шпонку 3 з прилеглими до її торців протилежно похилими під кутом " " поверхні (скоси) 4, 5 на зовнішній грані 6, а також вгвинчені в маточину 2 гвинти 7, 8, сферичні кінці яких упираються на похилі поверхні 4, 5. Похилі поверхні 4, 5 шпонки 3, якими вона опираючись на сферичні кінці гвинтів 7, 8 сприймає осьові, наприклад, (24)17.10.2005 О) ю О) ш 9959 від косозубого зачеплення, сили S і своїми торцями передає на вал 7, в поперечному перерізі (Фіг.2) мають ввігнуту "авс" форму і ширину "В", меншу від ширини "Во" шпонки. Ввігнута форма похилих поверхонь 4, 5 і менша від шпонки їх ширина усуває їх перетинання (Фіг.З) з боковими гранями 9, 10 шпонки, що збільшує робочу поверхню бокових граней. Між зовнішньою гранню 6 шпонки 3 і верхньою гранню шпонкового пазу маточини 2 передбачений незначний зазор " ", який забезпечує вільну посадку шпонки в паз маточини по його висоті. Спряження шпонки з боковими гранями шпонкових пазів вала І маточини здійснюється без зазорів по відомим посадкам для призматичних шпонок. Працює ШЗ наступним чином. При обертанні вала 1 крутний момент Т (Фіг.2) через бокові грані шпонки 3 передається на маточину 2, внаслідок чого вона разом з валом приходить в обертовий рух. При цьому, під дією крупного моменту виникає колова сила F, максимальна величина якої обмежується питомою міцністю (допустимими напруженнями) на зминання контактуючих між собою поверхонь шпонки 3 і маточини 2 та площею їх контакту П=НхІ. Так як бокові грані 9, 10 шпонки 3, наслідок відсутності їх перетинання з похилими поверхнями 4, 5, мають постійну висоту Н по своїй довжині, замість змінної в прототипі, то їх робоча поверхня (площа П) зростає, що приводить до збільшення навантажувальної здатності. Фіг.З Фіг.2 Комп'ютерна верстка Н. Лисенко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освгти І науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601