Клемне з’єднання

Клемне з'єднання, що містить циліндричний вал з виїмкою на поверхні та болт, що стягує клему і має, як і вал, можливість кутового зміщення навколо власної осі, яке відрізняється тим, що виїмка виконана у вигляді плоскої лиски, площина основи якої паралельна поздовжній осі вала, а на болті ВІДПОВІДНО лисці паралельно його поздовжній осі виконано плоский зріз, край якого упритул стикається з плоскою основою лиски внаслідок провертання болта Рішення, що заявляється, належить до області машинобудування, а точніше до рознімних затискових з'єднань валів, переважно, з призматичними деталями (кронштейнами, важелями та ін ) Відомо, ЩО клемні з'єднання [див наприклад, Орлов П И «Основы конструирования», Справочно-методическое пособие в 3-книгах, кн 2, изд 2е, перер и доп , М "Машиностроение", 1977, с 314-316] містять розрізну втулку (клему), котра вільно охоплює циліндричний вал, на поверхні якого виконано радіусну півкруглу виїмку під установку болта Болт, при його затягуванні гайкою, стягує втулку на валу, чим створюють сили тертя в з'єднанні «вал-втулка», здатні забезпечити передачу осьових та колових зусиль Виїмки у валах виконують при необхідності точної кутової фіксації з'єднуваних деталей і, окрім того, з цією ж метою болти виготовляють призонними, а виїмки у валах і отвори в клемі обробляють разом Недоліками таких конструктивних рішень є низька точність кутової фіксації в першому випадку і певні технологічні труднощі виготовлення і отримання невзаємозамшяємих деталей у другому Аналогічні конструкції клемного з'єднання використовують і в автомобілебудуванні [див , наприклад, «Автомобиль ЗАЗ-1102» Руководство по эксплуатации Днепропетровск, «Сич», 1991, с 83], зокрема для передачі зусилля від рейки (вала) рульового механізму на рульові тяги через кронштейн (клему) рульових тяг, що охоплює вал і стя гується за допомогою болта, вставленого в радіусну півкруглу виїмку, виконану на поверхні вала Останній аналог є найбільш близьким за сукупністю ознак до рішення, що заявляється Недоліком такої конструкції є наявність зазору між болтом та півкруглою виїмкою на валові рульового механізму Внаслідок чого кронштейн рульових тяг при затягуванні з'єднання може зайняти будь-яке положення відносно його осі, перпендикулярної поздовжній осі вала, у межах кута ±сс, зумовлених згаданим зазором При цьому внутрішні шарніри рульових тяг займуть положення, що не відповідає проектному, згідно креслення А це негативно позначиться на узгодженні кінематики рульового приводу з кінематикою ПІДВІСКИ І на управлянні автомобілем в цілому В основу рішення поставлено завдання збільшити точність кутової фіксації клемного з'єднання шляхом забезпечення затягування болта у стані, коли останній упритул стикається з поверхнею виїмки на валові, без підвищення точності виготовлення деталей і з забезпеченням ремонтоздатності з'єднання При цьому, кронштейн і, отже, шарніри рульових тяг, займуть задане проектне положення, що є необхідною умовою для управляння автомобілем Суть технічного рішення полягає в тому, що у клемному з'єднанні, яке містить циліндричний вал з виїмкою на поверхні та болт, що стягує клему, і має, як і вал, можливість кутового зміщення навколо власної осі, виїмка виконана у вигляді плоскої лиски, площина основи котрої паралельна по 00 о CM 2408 здовжній осі вала, а на болту, ВІДПОВІДНО ЛИСЦІ, паралельно його поздовжній осі виконано плоский зріз, край якого упритул стикається з плоскою основою лиски внаслідок провертання болта На кресленнях зображено фіг 1 - клемне з'єднання в розрізі, початок провертання болта, фіг 2 - вигляд зверху на фіг 1, фіг 3 - клемне з'єднання в розрізі, болт провернуто до упора в площину лиски, фіг 4 - вигляд зверху на фіг З Клемне з'єднання містить вал 1, циліндрична поверхня якого вільно охоплена розрізною втулкою 2 Жорсткий зв'язок деталей забезпечується болтовим з'єднанням На поверхні вала 1 виконана виїмка 3 у вигляді плоскої лиски, площина "А" основи якої паралельна поздовжній осі вала А на поверхні болта 4 паралельно його поздовжній осі і ВІДПОВІДНО лисці виконано плоский зріз "В" Болт 4 установлено в отвори 5 розрізної втулки 2 і виїмку 3 на валові 1 Вал і болт мають можливість кутового зміщення навколо власних осей, для вала це кут ±а Окрім вказаного, на кресленнях (див фіг 4) показано зазор "С" між болтом і поверхнею "А" лиски вала, що існує в момент установки болта і при його провертанні до упора краю "Д" зріза болта в край "Е" площини "А" лиски, виконаної на валові, вісь "О" кронштейна та гайка 6 Розглянемо кутову фіксацію клемного з'єднання на прикладі використання його в рульовому механізмі автомобіля Циліндрична поверхня рейки (вала) 1 охоплена розрізним кронштейном (втулкою) 2, що стягується болтом 4 (див фіг 1) Фіг 1 4 Болт 4 тільки почали провертати Внаслідок наявності зазора "С " між болтом 4 і виїмкою 3 на валові 1, кронштейн повернеться на довільний кут а В точці контакта краю "Д" зріза "В" болта 4 з краєм "Е" площини лиски, виконаної на валові 1, діє сила Р=Мб/а (див фіг 1, 2), де, Р - сила, Мб - момент, що створюється внаслідок обертання болта, а - плече Сила Р провертає кронштейн відносно вала моментом Мв =Рхв, де Мв - момент, що створюється внаслідок обертання вала, в - плече При провертанні край "Д" зріза "В" болта 4 починає взаємодіяти з краєм "Е" площини "А" лиски виїмки 3 рейки (див фіг 3 4) і провертати кронштейн 2 навколо осі рейки 1 доти, поки край "Д" зріза "В" болта не ляже на площину "А" лиски без зазора по всій лінії контакта При цьому болт 4 провернеться до упора в площину "А" лиски, а вісь "О" кронштейна 2, на якій розташовані центри внутрішніх шарнірів рульових тяг, займе своє середнє положення, перпендикулярне площині "А" на рейці, що відповідає проектному Утримуючи болт 4 в такому положенні, остаточно зафіксовують кронштейн 2 відносно рейки 1 затяжкою болта 4 гайкою 6 При цьому забезпечується висока точність кутової фіксації з'єднуваних деталей, не вимагається підвищення точності їх виготовлення та зберігається ремонтоздатність з'єднання Фіг. 2 2408 о Фіг. 4 Фіг. З Комп'ютерна верстка С. Волобуєв Підписне Тираж 38 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м. Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119