EA036872B1 - Friction connection of drive shaft and pulley - Google Patents

Friction connection of drive shaft and pulley Download PDF

Info

Publication number
EA036872B1
EA036872B1 EA201900495A EA201900495A EA036872B1 EA 036872 B1 EA036872 B1 EA 036872B1 EA 201900495 A EA201900495 A EA 201900495A EA 201900495 A EA201900495 A EA 201900495A EA 036872 B1 EA036872 B1 EA 036872B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
pulley
spring
drive shaft
shaft
connection
Prior art date
Application number
EA201900495A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201900495A1 (en
Inventor
Анатолий Тимофеевич Лебедев
Виктор Всеволодович Очинский
Роман Владимирович Павлюк
Николай Александрович Марьин
Павел Анатольевич Лебедев
Антон Викторович Захарин
Рамиль Рашидович Искендеров
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет"
Publication of EA201900495A1 publication Critical patent/EA201900495A1/en
Publication of EA036872B1 publication Critical patent/EA036872B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H13/00Gearing for conveying rotary motion with constant gear ratio by friction between rotary members

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pulleys (AREA)

Abstract

The invention relates to machine building, in particular to connection of mutually rotating parts. Frictional connection of a drive shaft with a pulley includes a bushing in the form of a compressed cylindrical spring with a zero distance between coils, the spring arranged between surfaces of the shaft and the pulley opening, a thrust washer, a dish washer and a nut.

Description

Уровень техникиState of the art

Известно фрикционное соединение совместно вращающихся приводного вала и шкива с помощью цилиндрической втулки, имеющей внутреннее осевое цилиндрическое отверстие, позволяющее надеть этот элемент на приводной вал с натягом и таким же образом закрепить шкив (см., например, книгу Д.Н. Решетова Детали машин, стр. 81 и далее М.: Машиностроение, 1989 г.). К недостаткам такого соединения можно отнести технологическую сложность его исполнения.It is known the frictional connection of a jointly rotating drive shaft and a pulley using a cylindrical bushing having an internal axial cylindrical hole that allows this element to be put on the drive shaft with an interference fit and in the same way to fix the pulley (see, for example, the book by D.N. Reshetov Machine Details, p. 81 and further M .: Mechanical Engineering, 1989). The disadvantages of such a connection include the technological complexity of its implementation.

Известно фрикционное соединение в виде полого цилиндра и помещенной в нем крыльчатки с зернистым или порошкообразным веществом между лопастями, причем лопасти выполнены поворотными в одну сторону от радиального положения на осях, параллельных оси цилиндра, для возможности работы соединения лишь при вращении в одну сторону (см. авт.св. SU 25138 МПК F16D 37/00, 1932 г.). Недостатком такого соединения является низкая надежность при кратковременных перегрузках крутящего момента из-за потери несущей способности соединения.A friction joint is known in the form of a hollow cylinder and an impeller placed in it with a granular or powdery substance between the blades, and the blades are made rotatable in one direction from the radial position on axes parallel to the axis of the cylinder, so that the connection can work only when rotating in one direction (see. ed.St SU 25138 IPC F16D 37/00, 1932). The disadvantage of such a connection is low reliability in case of short-term torque overloads due to the loss of the bearing capacity of the connection.

Известно фрикционное соединение приводного вала со шкивом, включающее коническую втулку, разрезанную по направляющей с внутренним осевым цилиндрическим отверстием позволяющим надеть этот элемент на приводной вал и с наружной конусной стенкой, на которую надевается шкив с фиксирующими её положение крепёжными болтами. См., например, (http://www.skf.com/portal/skf ru/home/products?maincatalogue=l&lang=ru&newlink=1162), или сайт motionproducts.ru>upload/iblock/fad/....pdf. Для размещения конической втулки между поверхностями приводного вала и отверстия шкива необходимо выполнение отверстия шкива соответствующей втулке конической формы, что усложняет его изготовление.Known friction connection of a drive shaft with a pulley, including a tapered bushing cut along a guide with an internal axial cylindrical hole allowing this element to be put on the drive shaft and with an outer tapered wall on which the pulley is put on with fixing bolts fixing its position. See, for example, (http://www.skf.com/portal/skf ru / home / products? Maincatalogue = l & lang = ru & newlink = 1162), or motionproducts.ru> upload / iblock / fad / .... pdf. To place the tapered bushing between the surfaces of the drive shaft and the pulley bore, it is necessary to make the bore of the pulley corresponding to the tapered bushing, which complicates its manufacture.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Технический результат, который может быть, достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к повышению эффективности соединения вала со шкивом.The technical result that can be achieved with the help of the present invention is reduced to increasing the efficiency of connecting the shaft to the pulley.

Технический результат достигается с помощью фрикционного соединения приводного вала со шкивом, включающее втулку, выполненную в виде сжатой цилиндрической пружины с нулевым расстоянием между витками, размещённую между поверхностями вала и отверстия шкива, упорную шайбу, тарельчатую шайбу и гайку, причем длина пружины превышает длину контакта вала и шкива в интервале 0,25-0,5 толщины витка, причем внутренний диаметр пружины равен диаметру приводного вала, а внешний - равен диаметру отверстия шкива.The technical result is achieved using a frictional connection of the drive shaft with a pulley, including a bushing made in the form of a compressed cylindrical spring with a zero distance between the turns, placed between the surfaces of the shaft and the pulley hole, a thrust washer, a washer and a nut, and the length of the spring exceeds the length of the shaft contact and a pulley in the range of 0.25-0.5 of the coil thickness, the inner diameter of the spring being equal to the diameter of the drive shaft, and the outer one equal to the diameter of the pulley bore.

Фрикционное соединение приводного вала со шкивом, работает, как известно, за счёт сил трения, организуемых между поверхностью вала и поверхностью отверстия надетого на него шкива. Обычно между этими двумя поверхностями устанавливается промежуточный элемент - втулка и силы трения организуются между поверхностями втулки, вала и шкива. В предполагаемом изобретении в качестве такого промежуточного элемента предлагается использовать цилиндрическую пружину с нулевым расстоянием между витками. Внутренний диаметр пружины равен диаметру приводного вала, а внешний диаметр пружины - равен диаметру отверстия шкива. Пружину можно закрутить на вал до упора и снаружи закрутить на неё шкив до того же упора.The frictional connection of the drive shaft with the pulley works, as is known, due to the frictional forces organized between the surface of the shaft and the surface of the hole of the pulley put on it. Usually, an intermediate element is installed between these two surfaces - the bushing and friction forces are organized between the surfaces of the bushing, shaft and pulley. In the proposed invention, it is proposed to use a coil spring with zero distance between the turns as such an intermediate element. The inner diameter of the spring is equal to the diameter of the drive shaft, and the outer diameter of the spring is equal to the diameter of the pulley bore. The spring can be screwed onto the shaft until it stops and the pulley can be screwed onto it from the outside until the same stop.

При этом длина пружины должна быть несколько больше длины участка вала, взаимодействующего со шкивом. Продольное сжатие пружины приводит к исключению зазоров между витками и возникновению силового контакта между витками пружины по спиральной линии их соприкосновения. При этом в витках пружины возникают контактные напряжения местного сжатия, что приводит к деформации поперечного сечения витков, когда первоначально круглое поперечное сечение витка за счёт сил сжатия стремится трансформироваться в эллиптическое сечение. Таким образом, появляется давление витков пружины с одной стороны на приводной вал, а с другой - на поверхность отверстия в шкиве, что и приводит к возникновению сил трения. Таким образом, чем больше будет сжатие пружины, тем больше будет деформация поперечных сечений витков пружины и, соответственно, будут увеличиваться силы трения, соединяющие в единую систему приводной вал и шкив. Продольное сжатие пружины может быть осуществлено через тарельчатую шайбу путём закручивания гайки на приводной оси или иным образом. Следует ещё заметить, что установка пружины должна быть согласована с направлением вращения вала, имея в виду направление закручивания витков пружины, так, чтобы при вращении вала происходило инерционное закручивание пружины, что будет повышать величину контактных напряжений и соответственно силы трения. С учётом возможных несовершенств в изготовлении пружины, полагаем, что длина пружины должна превышать длину контакта интервале 0,25-0,5 толщины витка.In this case, the length of the spring should be slightly greater than the length of the shaft section interacting with the pulley. Longitudinal compression of the spring leads to the elimination of gaps between the coils and the occurrence of force contact between the coils of the spring along the spiral line of their contact. In this case, contact stresses of local compression arise in the coils of the spring, which leads to deformation of the cross section of the coils, when the initially circular cross section of the coil tends to transform into an elliptical section due to the compression forces. Thus, the pressure of the spring coils appears on the one hand on the drive shaft, and on the other, on the surface of the hole in the pulley, which leads to the appearance of friction forces. Thus, the greater the compression of the spring, the greater the deformation of the cross-sections of the spring coils and, accordingly, the increase in friction forces connecting the drive shaft and the pulley into a single system. Longitudinal compression of the spring can be done through the Belleville washer by tightening the nut on the drive axle or otherwise. It should also be noted that the installation of the spring must be consistent with the direction of rotation of the shaft, meaning the direction of twisting of the coils of the spring, so that when the shaft rotates, inertial twisting of the spring occurs, which will increase the magnitude of contact stresses and, accordingly, the friction force. Taking into account possible imperfections in the manufacture of the spring, we believe that the length of the spring should exceed the contact length in the interval 0.25-0.5 of the coil thickness.

Возникающая при этом величина фрикционного крутящего момента может быть определена эмпирически в результате испытаний или теоретически решением контактной задачи теории упругости с учётом физико-механических свойств используемых конструкционных материалов.The resulting value of the frictional torque can be determined empirically as a result of tests or theoretically by solving the contact problem of the theory of elasticity, taking into account the physical and mechanical properties of the structural materials used.

Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings

На фиг. 1 представлена схема фрикционного соединения.FIG. 1 shows a diagram of a frictional connection.

На фиг. 2 представлена схема деформации сечения втулки.FIG. 2 shows a diagram of the deformation of the section of the sleeve.

- 1 036872- 1 036872

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Фрикционное соединение приводного вала 1 со шкивом 2, включает втулку 3, выполненную в виде сжатой цилиндрической пружины с нулевым расстоянием между витками, размещённую между поверхностями вала 1 и отверстия шкива 2 с нулевым зазором, упорную шайбу 4, тарельчатую шайбу 5 и гайку 6.The frictional connection of the drive shaft 1 with the pulley 2 includes a sleeve 3, made in the form of a compressed cylindrical spring with a zero distance between the turns, located between the surfaces of the shaft 1 and the hole of the pulley 2 with zero clearance, a thrust washer 4, a washer 5 and a nut 6.

Соединение осуществляется следующим образом. На приводной вал 1 устанавливается упорная шайба 4 и надевается (накручивается) втулка 3, длина которой превышает длину контакта вала и шкива в интервале 0,25-0,5 толщины витка, причем внутренний диаметр пружины равен диаметру приводного вала 1, а внешний равен диаметру отверстия шкива 2. На втулку 3 аналогичным образом устанавливается шкив 2 и тарельчатая шайба 5. Закручиванием гайки 6 тарировочным гаечным ключом происходит сжатие втулки 3 и деформация первоначально круглого поперечного сечения витка 7 к эллиптической форме 8, сопровождающаяся давлением витков на сопрягаемые поверхности с возникновением требуемых сил трения, обеспечивающих совместное вращение вала 1 и шкива 2. Необходимая величина крутящего момента при сжатии гайкой 6 втулки 3 может быть определена эмпирически. Для инерционного закручивания установка втулки 3 согласуется с направлением вращения вала, то есть направления закручивания втулки, выполненной в виде сжатой цилиндрической пружины с нулевым расстоянием между витками, и вращение вала должны быть противоположны.The connection is carried out as follows. A thrust washer 4 is installed on the drive shaft 1 and a sleeve 3 is put on (screwed on), the length of which exceeds the length of the contact between the shaft and the pulley in the range 0.25-0.5 of the coil thickness, and the inner diameter of the spring is equal to the diameter of the drive shaft 1, and the outer one is equal to the diameter pulley holes 2. Pulley 2 and Belleville washer are installed in the same way on sleeve 3. By tightening nut 6 with a torque wrench, sleeve 3 is compressed and the initially circular cross-section of the loop 7 is deformed to an elliptical shape 8, accompanied by pressure of the loops on the mating surfaces with the appearance of the required forces friction, ensuring the joint rotation of the shaft 1 and the pulley 2. The required amount of torque when compressed by the nut 6 of the sleeve 3 can be determined empirically. For inertial twisting, the installation of the sleeve 3 is consistent with the direction of rotation of the shaft, that is, the direction of twisting of the sleeve made in the form of a compressed cylindrical spring with a zero distance between the turns, and the rotation of the shaft must be opposite.

Предлагаемое изобретение по сравнению с другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:The proposed invention in comparison with other known technical solutions has the following advantages:

повышает эффективность соединения вала со шкивом;increases the efficiency of connecting the shaft to the pulley;

обеспечивает возможность быстрой разборки соединения.provides the ability to quickly disassemble the connection.

Claims (1)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM Фрикционное соединение приводного вала со шкивом, включающее втулку, выполненную в виде сжатой цилиндрической пружины с нулевым расстоянием между витками, размещённую между поверхностями вала и отверстия шкива, упорную шайбу, тарельчатую шайбу и гайку, отличающееся тем, что длина пружины превышает длину контакта вала и шкива в интервале 0,25-0,5 толщины витка, причем внутренний диаметр пружины равен диаметру приводного вала, а внешний равен диаметру отверстия шкива.Frictional connection of the drive shaft with a pulley, including a bushing made in the form of a compressed cylindrical spring with a zero distance between the turns, placed between the surfaces of the shaft and the pulley hole, a thrust washer, a washer and a nut, characterized in that the length of the spring exceeds the length of the contact between the shaft and the pulley in the range of 0.25-0.5 of the coil thickness, the inner diameter of the spring being equal to the diameter of the drive shaft, and the outer one being equal to the diameter of the pulley bore.
EA201900495A 2019-03-20 2019-10-24 Friction connection of drive shaft and pulley EA036872B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019107990A RU2713754C1 (en) 2019-03-20 2019-03-20 Friction connection of drive shaft and pulley

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201900495A1 EA201900495A1 (en) 2020-09-30
EA036872B1 true EA036872B1 (en) 2020-12-30

Family

ID=69625457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201900495A EA036872B1 (en) 2019-03-20 2019-10-24 Friction connection of drive shaft and pulley

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA036872B1 (en)
RU (1) RU2713754C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4332572A (en) * 1978-08-21 1982-06-01 Carlson Paul R Remotely manually controllable belt drive clutch
US4824281A (en) * 1987-02-24 1989-04-25 Tsubakimoto Chain Co. Device for connecting a wheel-like body to a shaft
US5967919A (en) * 1997-10-03 1999-10-19 The Gates Corporation Belt tensioner
RU2443918C1 (en) * 2008-01-31 2012-02-27 ДЗЕ ГЕЙТС КОРПОРЕЙШН (э Делавэр Ю.Эс.Эй. Корпорейшн) Damping insulator
WO2012061936A1 (en) * 2010-11-14 2012-05-18 Litens Automotive Partnership Decoupler with tuned damping and methods associated therewith

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4332572A (en) * 1978-08-21 1982-06-01 Carlson Paul R Remotely manually controllable belt drive clutch
US4824281A (en) * 1987-02-24 1989-04-25 Tsubakimoto Chain Co. Device for connecting a wheel-like body to a shaft
US5967919A (en) * 1997-10-03 1999-10-19 The Gates Corporation Belt tensioner
RU2443918C1 (en) * 2008-01-31 2012-02-27 ДЗЕ ГЕЙТС КОРПОРЕЙШН (э Делавэр Ю.Эс.Эй. Корпорейшн) Damping insulator
WO2012061936A1 (en) * 2010-11-14 2012-05-18 Litens Automotive Partnership Decoupler with tuned damping and methods associated therewith

Also Published As

Publication number Publication date
RU2713754C1 (en) 2020-02-07
EA201900495A1 (en) 2020-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2667366C1 (en) Safety device for the motor shaft transmission device
KR20130108516A (en) Isolation pulley with overrunning and vibration damping capabilities
JPH0783237A (en) Bearing mechanism of shaft
US8628267B2 (en) Actuating mechanism
EA036872B1 (en) Friction connection of drive shaft and pulley
US8998732B2 (en) Device for damping vibrations in a drive train
US9285055B2 (en) Self lock mechanism for valve actuator
US20100087263A1 (en) Splined couplings
US20210364036A1 (en) Method and system for dynamically adjusting bearing support stiffness and damping
US10760351B2 (en) Coupling mechanism for driveshaft transmission assembly
RU2718039C2 (en) Conveyor roll assembly, torque and support transmission device and conveyor roll assembly method used in high-temperature medium
JP2021519890A (en) Metal seal assembly for sealing between rotating shaft and fixed frame
EP1592897A1 (en) Spring clutch
RU2627758C1 (en) Support-pressing unit of face shaft seal
US9772024B2 (en) Method of making a pinion for being assembled on a turbine axis of an internal combustion engine
CN111322319B (en) Ultra-high speed film disc coupling
CN213511765U (en) Hollow type transition coupling
CN211474628U (en) Fastener with strong fastening performance
UA114916C2 (en) TORTE EASY CLUTCH
RU1774117C (en) Device for sealing pipe with unions
RU179809U1 (en) Key connection
US10746253B2 (en) Vibration damping device for an elongated member
GB2596697A (en) Flywheel systems and related methods
CN2209141Y (en) Reverse stopper capable of equalizing reverse stop moment
CN111927894A (en) Hollow type transition coupling