Бесшпоночное соединение

(51)5 Е ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ торс ко-тех нолоный институтению и подгот тво ССС 6, 1988.(71) Гомельский конструкческий и эксперименталтехническому перевооружке производстваР 2) Д.Т.Здоровенко(54) БЕСШПОНОЧНОЕ СОЕДИНЕНИЕ (57) Использование: для передачи крутящего момента. Сущность изобретения; бесшпоночное соединение содержит ступенчатый вал 1 с двумя резьбовыми участками 2 и 3. На одном из них установлена ступица 6, снабженная внутренней цилиндрической резьбовой поверхностью 7, На втором установлена резьбовая втулка 4. Ступица 6 и резьбовая втулка 4 зафиксированы от взаимного проворота резьбовыми элементами 8. 2 з и, ф лы. 5 ил,Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для бесшпоночной передачи крутящего момента всоединениях вала с охватывающей детальюв различных отраслях народного хозяйства, 5в частности для соединения тонкостенныхдеталей,Известно бесшпоночное соединение,содержащее ступенчатый вал круглого сечения с двумя резьбовыми участками, один из 10которых выполнен на цилиндрическом концевом участке вала меньшего диаметра,втулку, навинченную на этот участок, ступицу, охватывающую конический участок вала,расположенный между цилиндрическими 15участками вала большего и меньшего диаметра, причем втулка жестко соединена соступицей от углового перемещения резьбовым элементом, ввинченным в резьбовоеотверстие ступицы, а второй резьбовый участок выполнен на цилиндрическом участкевала большего диаметра и имеет направление резьбы, противоположное первомурезьбовому участку, устройство снабженодополнительной резьбовой втулкой, установленной на резьбовом цилиндрическомучастке вала большего диаметра, вал в зонеперехода от конического участка к цилиндрическому участку большего диаметра выполнен с конической фаской, а в ступице 30выполнена заходная фаска, ответная упомянутой конической фаске, причем во втулкахвыполнены безрезьбовые сквозные отверстия, соосные отверстию в ступице, которые также выполнены сквозными, 35резьбовый элемент выполнен с дополнительным гладким хвостовиком меньшего диаметра, установленным в соосномотверстии одной из втулок.Недостатком известного соединения 40является то, что оно обладает повышенными сложностью и материалоемкостью,Цель изобретения - упрощение конструкции, уменьшение материалоемкости иповышение дол говечности. 45Предложенное бесшпоночное соединение позволяет передавать крутящий моментв обоих направлениях, при этом упрощается его конструкция и уменьшается материалоемкость за счет того, что в его сборной 50. ступице отсутствует одна резьбовая втулка,упрощаются резьбовые элементы и их установка в ступице, упрощается также конструкция вала, кроме того, уменьшаетсятолщина стенок резьбовой втулки, ступицы 55и диаметр вала на величину уклона конусной поверхности.Указанная цель достигается тем, чторезьбовые участки вала большего и меньшего диаметров сопряжены между собой конической фаской, ступица выполнена с внутренней цилиндрической резьбовой поверхностью и установлена на одном из участков вала; при этом охватывающая деталь и ступица контактируют взаимообращенными торцами на участке вала меньшего диаметра с полным профилем резьбы, на наружной поверхности охватывающей детали выполнена резьба, направление которой совпадает с резьбой на ее внутренней поверхности, на торце ступицы, обращенной к охватывающей детали, выполнена кольцевая расточка с резьбой на ее поверхности, причем резьба расточки соответствует резьбе детали, а резьбовые элементы установлены между двумя концентричными резьбовыми поверхностями, под головками резьбовых элементов и между взаимообращенными торцами ступицы и охватывающей детали размещены упругие элементы,На фиг.1 изображено бесшпоночное соединение, продольный разрез; на фиг,2-5 - варианты исполнения бесшпоночного соединения,Бесшпоночное соединение содержит ступенчатый вал 1 круглого сечения с резьбовым участком 2, выполненным на цилиндрическом участке вала большего диаметра, и с резьбовым участком 3, выполненным на цилиндрическом участке вала меньшего диаметра. Направление резьбы, выполненной на резьбовом участке 3, противоположное направлению резьбы, выполненной на резьбовом участке 2, Соединение содержит охватывающую деталь в виде резьбовой втулки 4, навинченной на резьбовый участок 3 (фиг,1) или содержит охватывающую деталь в виде резьбовой втулки 5, навинченной на резьбовый участок 2 (фиг.2). Ступица б снабжена внутренней цилиндрической резьбовой поверхностью 7, которой она навинчена на резьбовый участок 2 вала 1 (фиг.1) или навинчена на резьбовый участок 3 (фиг.2). Ступица б жестко соединена от углового перемещения с резьбовой втулкой 4 или с резьбовой втулкой 5 резьбовыми элементами 8, ввинченными в тело ступицы или же в тело втулки, в зависимости от удобства монтажа и эксплуатации, Резьбовые участки 2 и 3 вала 1 соединены между собой конической фаской 9. Стыковка ступицы б с втулкой 4 или 5 взаимообращенными торцами осуществлена на резьбовом участке 3 с резьбой полного профиля, а недорез упомянутой резьбы, примыкающий к конической фаске 9, концентрично расположен внутри ступицы б или втулки 5, установленных на резьбовом участке 2 вала 1.На фиг,3 изображено соединение, в котором в соосных отверстиях 10 и 11 ступицы5 10 20 25 30 35 40 45 5055 6 и резьбовой втулки установлены штифты 12, причем штифты 12 установлены в отверстиях 10 с натягом, а в отверстиях 11 - с радиальным зазором, Отверстия 10 изготовлены в ступице 6, а отверстия 11 - в резьбовой втулке, как изображено на фиг.З, В зависимости от удобства обслуживания и сборки отверстие 10 может быть изготовлено в резьбовой втулке, а отверстие 11 - в ступице. Сборная ступица ограничена с обоих открытых торцов упорными кольцами 13, 14, установленными на резьбовых участках 2 иЗвала 1,В соединении, изображенном на фиг,4, внутренняя поверхность ступицы 15 снабжена цилиндрическим резьбовым участком 16 и цилиндрическим резьбовым участком 17, причем они сопряжены между собой ступенчато (фиг.4) или могут быть одинакового диаметра, если высота конической фаски 9 равна толщине стенки резьбовой втулки 18 (не показано). Резьбовый участок 16 ступицы 15 охватывает резьбовый участок 2 вала 1, при этом резьбовая втулка охватывает резьбовый участок 3 вала 1 (фиг.4), а если резьбовый участок 16 ступицы 15 охватывает резьбовый участок 3 вала 1, то резьбовая втулка охватывает резьбовый участок 2 вала 1 (не показано), Резьбовый участок 17 ступицы 15 охватывает резьбовый участок 19 втулки 18, изготовленный на ее наружной поверхности. Резьба, изготовленная на наружной поверхности втулки 18, имеет одинаковое направление с резьбой, изготовленной на ее внутренней поверхности и резьбовых участках 3 и 17 вала 1 и ступицы 15, Втулка 18 зафиксирована от углового перемещения относительно ступицы 15 при помощи винтов 20 или иным известным способом. При необходимости она может быть установлена жестко относительно вала 1 и незафиксированной относительно ступицы 15,На фиг.5 изображено соединение, в котором между ступицей 6 и втулкой 4 установлены упругие элементы 21. а под головки резьбовых элементов 8 установлены упругие элементы 22, Упругие элементы 21 и 22 могут быть изготовлены в виде витых или тарельчатых пружин или в виде колец из упругого материала, или иной известной конструкции, От отворачивания резьбовые элементы 8 зафиксированы в теле ступицы 6 при помощи винтов (не показано) или за счет изготовления резьбы с натягом и т.д,Соединение работает следующим образом.При вращении ведущего вала 1 в ту или иную сторону ступица 6 с резьбовой втулкой проворачивается относительно вала. в результате в резьбовых соединениях выбираются зазоры, и так как ступица 6 и втулка 4 (5) упираются друг в друга своими торцами или их движению препятствуют резьбовые элементы 8, то они расклиниваются на валу и начинают передавать крутящий момент, При увеличении крутящего момента происходит упругая деформация резьбы и остальных элементов соединения, в результате чего снижаютсяударные нагрузки на механизмы.При вращении ступицы 6 передача крутящего момента происходит аналогично,Соединение, изображенное на фиг.З, передает полный крутящий момент в однусторону, когда при расклинивании ступица 6 и резьбовая втулка упираются друг в друга, и передает ограниченный крутящий момент, когда при расклинивании ступица 6 и резьбовая втулка расходятся и своими открытыми торцами упираются в упорные кольца 13 и 14. Величина передаваемого момента в этом случае определяется конструктивными возможностями колец 13 и 14.Соединение, изображенное на фиг.4,передает крутящий момент аналогично соединениям, изображенным на фиг,1 и 2, за исключением того, что при расклинивании на валу 1 резьбовой втулки 18 резьбового участка 16 ступицы 15 возникающее усилиерастягивает или сжимает ступицу 15.При передаче крутящего момента соединением, изображенным на фиг,5, его упругие элементы 21 воспринимают на себя расклинивающее усилие при движении ступицы 6 и резьбовой втулки 4 навстречу друг другу и сжимаются. А упругие элементы 22 воспринимают на себя расклинивающее усилие при расхождении ступицы 6 и резь- бовой втулки 4, Упругие элементы 21 и 22воспринимают расклинивающее усилие частично, если ступица и втулка доходят до упора, а крутящий момент увеличивается,Формул а изобретения 1. Бесшпоночное соединение, содержащее вал с двумя цилиндрическими противоположного направления резьбовыми участками большего и меньшего диаметров,охватывающую деталь и ступицу, зафиксированные от взаимного углового перемещения резьбовыми элементами, размещенными в совмещенных резьбовых отверстиях детали и ступицы, причем охватывающая деталь установлена на соответствующем участке вала, отл и ч а ю ще ес ятем, что, с целью упрощения конструкции и уменьшения материалоемкости, резьбовые участки вала большего и меньшего диаметров сопряженымежду собой конической фаской, ступица выполнена с внутренней1739110 Щ/ектор Т.Пали Составитель Д.ЗдоровенкоТехред М.Моргентал едактор В.Дан акаэ 1990 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж. Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужго Гагарина, 10 цилиндрической резьбовой поверхностью и установлена на одном из участков вала, при этом охватывающая деталь и ступица контактируют взаимообращенными торцами на участке вала меньшего диаметра с полным профилем резьбы,2. Соединение по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что на наружной поверхности охватывающей детали выполнена резьба, направление которой совпадает с.резьбой на ее внутренней поверхности, на торце ступицы, обращенной к охватывающей детали,выполнена кольцевая расточка с резьбой на ее поверхности, резьба расточки соответствует резьбе охватывающей детали, а резьбовые элементы установлены между двумя 5 концентричными резьбовыми поверхностями.3. Соединение по п,1, отл и ч а ю ще ес я тем, что,с целью повышения долговечности, под головками резьбовых элементов и 10 между взаимообращен ными торцами ступицы и охватывающей детали размещены упругие элементы,