Шарнирное соединение

) АХ ИЕ ИЗОБРЕТЕН СПИ К ПАТЕ а,7 ГЕД д - 32 Р Н Ь (1 - 1,22 д1 ва 2 Р 14 Ь(1 - 22 риа(54) ШАРНИ(57) Испольстроения. С ное соедине палец и по м но нирский стаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Степин П,А, Сопротивление мателов. М.: Высшая школа, 1988, с. 132-13 1=НОЕ СОЕДИНЕНИЕ ование: для общего маш щность.изобретения: шар ние содеркит цилиндриче еньшей мере пару втулок,Изобретение относится к общему машиностроению,Известно шарнирное соединение палец-втулка с постоянным сечением профиля пальца (1),Однако известное соединение имеет следующие недостатки. При нагружении этого шарнирного соединения внешней силой палец получает угловое перемещение в пределах зазора между втулками, При этом касание пальца с внутренней втулкой происходит по дуге полуокружности, причем с увеличением нагрузки площадь контакта увеличивается незначительно. С внешней втулкой линейный контакт происходит только при ненагруженном состоянии шарнирного соединения; с увеличением нагрузки(515 Е 16 С 11/06 11/О новленных на нем, В средней части пальцамежду втулками выполнена кольцевая проточка, при этом диаметр средней части определяется из формулы: где О - диаметр пальца под вт ку. мм; Е - модуль упругости первого ряда, Па;с) - зазор между втулкой и,пальцем, мм; Р - внешняя сила нагружения, Н; Н - длина проточки, мм; 11 - длина контактной площадки втулки с пальцем, мм. При использовании изобретения отпадает необходимость в поверхностном упрочнении деталей, 2 ил. У) площадь контакта увеличивается и при определенной нагрузке и податливости пальца контакт может происходить по всей длине внешней втулки, Зона действия контактнь 1 х давлений на внутреннюю поверхность внешней втулки сосредотачивается у ее внутреннего торца и палец работает на срез, Ввиду того, что поверхность внешней втулки и пальца длительно находятся в напряхсенном неподвижном контакте, а также контактная площадь их незначительна, происходит диффузия материалов этих деталей, холодная сварка их, т. е. заклиниваи ие всего шарнирного соединения.Происшедшее заклинивание пальца и втулки приводит к тому, что после разгружения шарнирного соединения, палец, стре 177152210 где б - диаметр пальца под втулку, мм;Е- модуль упругости первого рода, Па;д - зазор между втулкой и пальцем, мм;Р - внешняя сила нагружения, Н;Н - длина проточки, мм;Ь - длина контактной площадки втулкис пальцем, мм,На фиг, 2 представлена схема нагружения ступенчатого пальца 1, приведенного кбелке с. постоянным сечением, при распределении удельного давления по всей длиневтулок 2 (фиг. 1), причем меньшее сечениебалки приведено к большему.Работает предложенное соединениеследующим образом,При нагружении шарнирного соединения палец-втулка контакт между втулками 2(Фиг. 1) и пальцем 1 происходит по площадке, причем, с увеличением нагрузки площадь контакта постепенно увеличивается,Для уменьшения удельного давления наконтактной площадке увеличивается площадь контакта по вссй длине втулок 2. Распределение удельного давления поплощади контакта ь диаметрзльном сечзнии принимается по закону косинусоиды, восевом направлении - по закону треугольника, Так как втулки 2 по сравнению с пальцем 1 имеют большую жесткость, изгибомвтулок 2 пренебрегаем.При постоянной длине втулок 2 и пальца1 высота силового треугольника зависит отдиаметра сечения пальца 1 и величины нагруэочной силы Р, Изменяя жесткость пальцасоздаем такую конструкцию его, в/когорои распределение удельного давления происходит по всей длине втулок 2, аследовательно уменьшаются напряжения в.,0 опасных сечениях за счет приближения точкиприложения равнодействующей распределенной нагрузки (фиг, 2) к опасным сечениям, В этом случае оно достигаетмаксимального значения в сечениях А - А иБ - Б фиг. 1), где и происходит заклиниваниевтулок 2 с пальцем 1. Увеличивая гибкостьпальца 1 изменением в средней части пальца 1 на длину Н диаметра пальца 1, мы темсамым устраняем возможность зэ линива; ия шарнирного соедине ия, Если все же"2 РН Ь(1-2 - ) где б - диаметр пальца под втулку, мм;Е - модуль упругости первого ряда, Па;д- зазор 1 ежду втулкой и пальцем, мм.;Р - внешняя сила нагружения, Н;Н - длина проточки, мм;Ь - длина конта .тной площадки втулкис пальцем, мм,Иными словами, поставленная цель достигается изменением жесткости пальца, что 4приводит к уменьшению удельного давления на контактной площадке втулки и распределения давления по всей длине втулкии соответственно уменьшения напряженияв опасных сечениях, Сопоставительный анализ заявляемого шарнирного соединения спрототипом показывает, что устранение заклинивания происходит не эа счет упрочнения поверхности пальца или втулк 1.различными сложными и дорогостоящимитехнологическими методами, а за счет увеличения просчитанной величины гибкостипальца,Предложенное техническое решениеобеспечивает получение нового качества Бпальца, что свидетельствует о соответствиикритерию "существенные отличия".На фиг, 1 представлено предлагаемоешарнирное соединение, Предлагаемоешарнирное соединение состоит из пальца мясь возвратиться у свое первоначальное недеформированное состояние, сдвигает втулку и срезает сварочный шов, соединяющий эту втулку с щекой. Это приводит к полной непригодности соединения для дальнейшей эксплуатации. Для предотвращения заклинивания упрочняют поверхность пальца наклепом, токами высокой частоты и т. пно эти дорогостоящие технологические методы полностью не устраняют возможность заклинивания шарнирного соединения, Это приводит к резкому уменьшению надежности машины или механизма и необходимости демонтажа всего шарнирного соединения и замены его новым,Целью изобретения является повышение надежности шарнирного соединения палец-втулка.Поставленная цель достигается тем, что в шарнирном соединении палец-втулка, состоящая из пальца и минимум пары втулок, палец в средней части имеет проточку, диаметр которой определяется по следующей формуле: 9,7 ТЕд - 32 Р Н Ь (1 - 1.2 - 11+н 1, пары втулок 2 и пары втулок 3, Палец 1имеет в средней части проточку 4, диаметркоторой определяется по формуле: 9 КЕ 3 д - 32 Р Н Ь (1 - 12 - ) 32 Р Н Ь(1 - 2 - )орректор Н.Ревская ж Подписноекомитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С ССР Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Т твенно 113035Заказ 3756 ВНИИПИ Госуд одственно-иэдательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 прихват пальца 1 с втулками 2 произойдет (диффузия, коррозионный прихват), то палец 1 за счет своей увеличенной гибкости отсоединится от втулок 2, не разрушая при этом сварочный шов втулок 2. т, е, шарнирное,соединение вернется в свое первоначальное рабочее состояние. Необходимость в каком-либо поверхностном упрочнении отпадает. что значительно удешевляет и упрощает технологию изготовления соединения,Формула изобретения Шарнирное соединение, содержащее цилиндрический палец и по меньшей мере пару втулок, установленных на нем, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности соединений, палец выполнен с кольцевой проточкой в средней части межач- 4 установленными на нем втулками, при этомдиаметр 01 средней части определяется изследующего соотношения: где д - диаметр пальца под втулку, мм;Е - модуль упругости первого рода, Па: д- зазор между втулкой и пальцем, мм; Р - внешняя сила нагружения, Н: Н - длина проточки. мм;й - длина контактной площадки втулки с пальцем, мм.