Безшпонкове з’єднання

Реферат: Безшпонкове з'єднання містить ступінчастий вал з маточиною, на меншому діаметрі якого виконана різь, в просторі між якими встановлено три втулки - дві крайні з яких металеві і між ними з - пружно-пластичного матеріалу і кріпильний елемент (гайка) на різьбовому діаметрі вала. Кріпильний елемент по зовнішньому периметру в тангенціальному напрямку кінематично сполучений з шайбою, а остання - жорстко з маточиною. Напрямок нахилу різьби співпадає з напрямком обертання вала в разі передачі навантаження від маточини на вал і - протилежний в разі передачі навантаження від вала на маточину в нереверсивному приводі. UA 71113 U (12) UA 71113 U UA 71113 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі машинобудування, зокрема до з'єднань деталей машин типу вал-маточина, що може знайти застосування в з'єднаннях деталей машин, що працюють при динамічних навантаженнях, що змінюються в широкому діапазоні нереверсивних приводів. Відомо безшпонкове з'єднання деталей (Решетов Д.М. Деталі машин. М.: Машинобудування. 1989. - С. 123, рис. 7.34 Аналог), що містить вал, маточину, в просторі між якими встановлені дзеркально протилежні дві пари конічних кілець, які стягнені між собою за допомогою кріпильного елемента. Основний недолік цього технічного рішення полягає в тому, що в процесі експлуатації цього з'єднання, внаслідок релаксації всіх деталей цього пристрою, тиск по поверхнях, що сполучаються, слабшає, і працездатність не забезпечується тривало. Найбільш близьким за технологічною суттю до пропонованого технічного рішення є безшпонкове з'єднання (Наукові праці УСГА. Підвищення працездатності деталей сільськогосподарських машин. К.: УСГА, 1971. Вип. 51. - С. 9. рис. 3, а), що містить ступінчастий вал, на кінцевій частині якого встановлено маточину, в просторі між якими знаходяться втулки: центруюча металева, з пружного пластичного матеріалу і друга центруюча, стискувані в осьовому напрямку гайкою, встановленою на різьбовій поверхні кінцевої ступінчастої частини вала. Основний недолік цього технічного рішення - невисока працездатність цього безшпонкового з'єднання, внаслідок послаблення радіального тиску пружно-пластичної втулки на вал і маточину внаслідок релаксації усіх деталей з'єднання, що стискаються. Технічна задача корисної моделі - розробка конструкції безшпонкового з'єднання, що забезпечує створення необхідного тиску пружно-пластичною втулкою на вал і маточину для передачі передаваного нереверсивного навантаження впродовж усього терміну експлуатації. Технічний результат - підвищення працездатності безшпонкового з'єднання деталей типу вал-маточина в нереверсивних приводах машин. Технічна задача і технічний результат в безшпонковому з'єднанні, який містить ступінчастий вал, на меншому діаметрі якого знаходиться маточина, в просторі між якими встановлені дві центруючи втулки, між якими розміщується втулка із пружного пластичного матеріалу, стискувані кріпильним елементом - гайкою, яка знаходиться на кінцевій різьбовій ділянці вала з меншим діаметром. Новим в розглянутій конструкції безшпонкового з'єднання є жорсткий кінематичний зв'язок в тангенціальному напрямку кріпильного елемента з маточиною і, при цьому, у разі передачі навантаження з вала на маточину напрямок різьби на валу протилежний його обертанню, а при передачі навантаження з маточини на вал напрямок різьби на ньому співпадає з його напрямком обертання. Зазначені ознаки необхідні і достатні для здійснення корисної моделі і досягнення технічного результату. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляються, та технічним результатом полягає в наступному: у разі недостатнього тиску втулки з пружно-пластичного матеріалу на вал і маточину, при передачі навантаження, по цих поверхнях створюються недостатні сили тертя. У цьому випадку маточина, незначно провернувшись відносно осі вала разом з кріпильними елементом (гайкою), додатково стискає пружно-пластичну втулку, створює необхідний тиск по поверхнях тертя вала і маточини. На кресленні представлений ескіз безшпонкового з'єднання деталей типу вал-маточина в осьовому перерізі. Безшпонкове з'єднання містить ступінчастий вал 1, на меншому діаметрі якого знаходиться маточина 2, в просторі між якими встановлено дві центруючи втулки 3 і 4, між якими розміщена втулка 5 з пружно-пластичного матеріалу, що стискається кріпильним елементом (гайкою) 6, яка нагвинчена на різьбовій частині меншого діаметра вала. Кріпильний елемент 6 по зовнішній поверхні в тангенціальному напрямку охоплює і кінематично сполучений з шайбою 7, яка жорстко зв'язана з маточиною 2. Напрямок різьби на валу вибирається у бік обертання вала, якщо навантаження передається від маточини на вал і убік протилежно обертанню вала, якщо навантаження передається від вала на маточину. Працює це безшпонкове з'єднання наступним чином. Після складання безшпонкового з'єднання кріпильний елемент 6 загвинчується величиною крутного моменту, що створює нормальний тиск по контактуючих поверхнях пружно-пластичної втулки вала й маточини, внаслідок її пружно-пластичної деформації. Нормальними тисками по контактуючим поверхням вала і маточини забезпечується створення сил тертя при передачі навантаження між валом і маточиною. Після загвинчування кріпильного елемента на його зовнішню поверхню одягається шайба 7 з фігурним отвором, що копіює зовнішній периметр кріпильного елемента і потім ця шайба кінематично жорстко з'єднується з маточиною, наприклад за допомогою гвинта 8. 1 UA 71113 U 5 При роботі цього безшпонкового з'єднання в процесі експлуатації внаслідок релаксації деталей безшпонкового з'єднання, тиск на вал і маточину слабшає з боку пружно-пластичної втулки і, в зв'язку з недостатністю сил тертя для передачі навантаження, маточина провертається відносно осі вала разом з кріпленням елемента, відновлюючи необхідний тиск по контактним поверхням. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Безшпонкове з'єднання, що містить ступінчастий вал з маточиною, на меншому діаметрі якого виконана різь, в просторі між якими встановлені три втулки - дві крайні з яких металеві, що центрують, і між ними - з пружно-пластичного матеріалу і кріпильний елемент (гайка) на різьбовому діаметрі вала, яке відрізняється тим, що в ньому кріпильний елемент по зовнішньому периметру в тангенціальному напрямку кінематично сполучений з шайбою, а остання - жорстко з маточиною і, при цьому, напрямок нахилу різьби співпадає з напрямком обертання вала в разі передачі навантаження від маточини на вал, і - протилежний у разі передачі навантаження від вала на маточину в нереверсивному приводі. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2