RU190482U1

RU190482U1 - Device for mounting the hub on the shaft

Info

Publication number: RU190482U1
Application number: RU2019101657U
Authority: RU
Inventors: Михаил Олегович Арбузов; Алексей Яковлевич Некрасов; Александр Николаевич Соболев
Priority date: 2019-01-22
Filing date: 2019-01-22
Publication date: 2019-07-02

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к соединениям вал - ступица и предназначена для простого и надежного крепления различных деталей на валу с возможностью мобильной регулировки их осевого и углового положений. Устройство для крепления ступицы на валу содержит две одинаковые втулки из упругого материала с конической наружной и цилиндрической внутренней поверхностями, имеющие пазы с обоих торцов поочередно и равномерно по окружности расположенное четное количество отверстий под винты и размещаемые в двух конических встречно-направленных отверстиях внутренней поверхности ступицы, между которыми выполнен цилиндрический участок, формируемый совместно с расточкой первого конического отверстия в ступице и служащий для базирования детали после ее поворота с целью обработки второго конического отверстия с другого торца ступицы для достижения высокой степени соосности двух посадочных конических отверстий ступицы, а также для размещения в нем при монтаже устройства цилиндрического кольца с удвоенным по сравнению с количеством винтов в каждой из втулок количеством резьбовых отверстий под винты, предназначенных для стягивания между собой обеих втулок внутри ступицы путем завинчивания винтов с обоих наружных торцов втулок в резьбовые отверстия кольца и создания на наружных и внутренних поверхностях втулок сил трения, необходимых для передачи заданного крутящего момента с вала на ступицу (или наоборот). 3 ил.The invention relates to mechanical engineering, in particular, to shaft-hub connections and is designed for simple and reliable fastening of various parts to the shaft with the possibility of mobile adjustment of their axial and angular positions. The device for mounting the hub on the shaft contains two identical sleeves of elastic material with a conical outer and cylindrical inner surfaces, having grooves with both ends alternately and evenly around the circumference located an even number of screw holes and placed in two conical opposite-directed holes of the inner surface of the hub, between which there is a cylindrical section formed together with the boring of the first conical hole in the hub and serving for the basing of the part after its rotation with the aim of processing the second conical hole from the other end of the hub to achieve a high degree of alignment of the two landing tapered holes of the hub, as well as to accommodate in it when mounting a cylindrical ring with twice the number of screws in each of the sleeves number of screw holes designed to tighten between the two sleeves inside the hub by screwing the screws from both outer ends of the sleeves into the threaded holes of the ring and creating on the outer and morning bushings surfaces frictional forces required to transmit a predetermined torque from the shaft to the hub (or vice versa). 3 il.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к соединениям вал - ступица, и предназначена для простого и надежного крепления зубчатых колес, шкивов, звездочек, рычагов и аналогичных деталей на валах с возможностью мобильной регулировки их осевого и углового положения.The invention relates to mechanical engineering, in particular, shaft-hub connections, and is designed for simple and reliable mounting of gear wheels, pulleys, sprockets, levers and similar parts on shafts with the possibility of mobile adjustment of their axial and angular position.

Из уровня техники известно соединение вала со ступицей биконическими наружными и внутренними кольцами, разжимаемыми путем сведения с помощью винтов двух промежуточных колец, установленных с двух сторон в кольцевые пазы между биконическими кольцами (Орлов П.И. Основы конструирования. М.: Машиностроение, 1988, кн. 2, с. 304, рис. 638).In the prior art, it is known to connect a shaft with a hub of biconical outer and inner rings, which can be unclamped by mixing two intermediate rings mounted on both sides into annular grooves between biconical rings (Orlov PI Bases of Design. M .: Mashinostroenie, 1988, book 2, p. 304, Fig. 638).

Недостатком этого соединения является центрирование по четырем поверхностям, а также неравномерность распределения контактных давлений по их длине.The disadvantage of this compound is the centering on four surfaces, as well as the uneven distribution of contact pressures along their length.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является выбранное в качестве прототипа устройство для крепления ступицы на валу с помощью двух одинаковых втулок с конической наружной и цилиндрической внутренней поверхностями, изготовленных из упругого материала и противоположно относительно пересечения конических участков размещенных в зазоре между валом и ступицей, со средством их осевого перемещения, выполненного в виде четного количества винтов, размещенных в соответствующих отверстиях, равномерно по окружности сформированных в каждой из упомянутых втулок чередующимися так, что одни из них выполнены резьбовыми под резьбу винта, а другие - с зазором под стержень винта, между которыми поочередно с обоих торцов втулки выполнены пазы, отстоящие от близлежащих отверстий под винты на одинаковое расстояние (Патент РФ на полезную модель №177902, от 15.03.2018 г.).The closest in technical essence to the proposed utility model is selected as a prototype device for mounting the hub on the shaft using two identical sleeves with a conical outer and cylindrical inner surfaces made of elastic material and opposite to the intersection of conical sections placed in the gap between the shaft and the hub , with a means of their axial movement, made in the form of an even number of screws placed in the corresponding holes, evenly the arms formed in each of the said sleeves are alternating so that one of them is threaded for the screw thread and the other with a gap for the screw stem, between which the grooves are alternately spaced from both ends of the sleeve and spaced from the adjacent screw holes (Patent RF for the utility model No. 177902, dated 03/15/2018).

Недостатком известного устройства для крепления ступицы на валу, в том числе технической проблемой, является низкая степень соосности двух посадочных встречно направленных конических отверстий в ступице, формируемых в процессе их обработки при двух установках детали с различных ее торцов, а также усложняющая конструкцию втулок необходимость выполнения в них резьбовых отверстий под винты, служащие средством осевого перемещения втулок.A disadvantage of the known device for mounting the hub on the shaft, including the technical problem, is the low degree of coaxiality of the two landing oppositely directed conical holes in the hub, formed during their processing with two installations of parts from its different ends, as well as complicating the design of the sleeves They have threaded holes for the screws, which serve as a means of axial movement of the sleeves.

В основу заявленной полезной модели был положен технический результат - расширение эксплуатационных возможностей устройства для крепления ступицы на валу путем повышения степени соосности двух посадочных конических отверстий в ступице и, следовательно, улучшения условий контакта рабочих поверхностей втулок, ступицы и вала, увеличения за счет этого нагрузочной способности устройства для крепления ступицы на валу и повышения точности расположения детали на валу, а также упрощение конструкции втулок, исключающее необходимость выполнения во втулках резьбовых отверстий под винты.The basis of the claimed utility model was the technical result - expanding the operational capabilities of the device for mounting the hub on the shaft by increasing the degree of alignment of the two conical bore holes in the hub and, consequently, improving the contact conditions of the working surfaces of the bushings, hub and shaft, increasing due to this load capacity devices for mounting the hub on the shaft and improving the accuracy of the location of the part on the shaft, as well as simplifying the design of the sleeves, eliminating the need to tions in the sleeves threaded screw holes.

Технический результат достигается тем, что устройство для крепления ступицы на валу, содержащее изготовленные из упругого материала две одинаковые втулки с конической наружной и цилиндрической внутренней поверхностями, устанавливаемые навстречу друг другу в зазоре между валом и ступицей, имеющей внутреннюю поверхность в виде двух встречно-направленных конических участков, и средство осевого перемещения втулок, выполненное в виде четного количества винтов, размещенных в соответствующих отверстиях, равномерно по окружности сформированных в каждой из упомянутых втулок с зазором под стержень винта, между которыми поочередно с обоих торцов втулки выполнены пазы, отстоящие от близлежащих отверстий под винты на одинаковое расстояние, и снабженное цилиндрическим кольцом, имеющим удвоенное по сравнению с количеством винтов в каждой из втулок количество равномерно расположенных по окружности резьбовых отверстий под винты и размещаемым в цилиндрическом участке, выполняемом между двумя встречно-направленными коническими участками ступицы.The technical result is achieved by the device for mounting the hub on the shaft, containing two identical sleeves made of elastic material with a conical outer and cylindrical inner surfaces, mounted opposite to each other in the gap between the shaft and the hub, having an inner surface in the form of two opposite-directed conical plots, and the means of axial movement of the sleeves, made in the form of an even number of screws placed in the corresponding holes, uniformly around the circumference of the data in each of the above-mentioned sleeves with a gap under the screw shaft, between which the grooves are alternately arranged at both ends of the sleeves, spaced equally spaced from the screw holes, and provided with a cylindrical ring having twice the number of screws in each of the sleeves located around the circumference of the screw holes for the screws and placed in a cylindrical section, performed between two opposing conical sections of the hub.

Полезная модель поясняется графическими изображениями.The utility model is illustrated with graphic images.

На фиг. 1 изображен вид с торца ступицы на устройство для крепления ступицы на валу.FIG. 1 shows the end view of the hub on the device for mounting the hub on the shaft.

На фиг. 2 изображен разрез А-А на фиг. 1.FIG. 2 shows section A-A in FIG. one.

На фиг. 3 изображена втулка в изометрии.FIG. 3 shows the sleeve in isometry.

Устройство для крепления ступицы на валу содержит изготовленные из упругого материала две одинаковые втулки 1 (см. фиг. 2) с конической наружной 2 и цилиндрической внутренней 3 (см. фиг. 3) поверхностями, устанавливаемые навстречу друг другу в зазоре между валом 4 (см. фиг. 2) и ступицей 5, имеющей внутреннюю поверхность в виде двух встречно направленных конических участков 6, и средство осевого перемещения втулок 1, выполненное в виде четного количества винтов 7, размещенных в соответствующих отверстиях 8 (см. фиг. 3), равномерно по окружности сформированных в каждой из упомянутых втулок 1 с зазором под стержень 9 (см. фиг. 2) винта 7, между которыми поочередно с обоих торцов 10 и 11 (см. фиг. 3) втулки 1 выполнены пазы 12 и 13, отстоящие от близлежащих отверстий 8 под винты 7 на одинаковое расстояние. Устройство снабжено цилиндрическим кольцом 14 (см. фиг. 2), имеющим удвоенное по сравнению с количеством винтов 7 в каждой из втулок 1 количество равномерно расположенных по окружности резьбовых отверстий под винты 7 и размещаемым в цилиндрическом участке 15, выполняемом между двумя встречно-направленными коническими участками 6 ступицы 5.The device for mounting the hub on the shaft contains two identical sleeves 1 (see Fig. 2) made of elastic material with a conical outer 2 and cylindrical inner 3 (see Fig. 3) surfaces mounted opposite to each other in the gap between the shaft 4 (see Fig. 2) and the hub 5, having an internal surface in the form of two oppositely directed conical sections 6, and a means of axial movement of the sleeves 1, made in the form of an even number of screws 7, placed in the corresponding holes 8 (see Fig. 3), uniformly circumferentially shaped Ovens in each of the above-mentioned sleeves 1 with a gap under the rod 9 (see Fig. 2) of the screw 7, between which alternately from both ends 10 and 11 (see Fig. 3) the sleeves 1 are made grooves 12 and 13, spaced from nearby holes 8 under the screws 7 at the same distance. The device is equipped with a cylindrical ring 14 (see Fig. 2) having doubled compared with the number of screws 7 in each of the sleeves 1 the number of screw holes 7 evenly spaced around the circumference and placed in the cylindrical section 15 running between two opposite-directed conical sections 6 of the hub 5.

Указанный цилиндрический участок 15 внутренней поверхности ступицы 5, формируемый совместно с расточкой первого конического участка 6 ступицы 5, служит для базирования детали после ее поворота для обработки второго конического участка 6 с другого торца с целью повышения степени соосности двух посадочных конических отверстий 6 в ступице 5, что обеспечивает улучшение условий контакта рабочих поверхностей 2 и 3 втулок 1 с рабочими поверхностями 6 ступицы 5 и рабочей поверхностью 16 вала 4, увеличение за счет этого нагрузочной способности устройства для крепления ступицы на валу и повышение точности расположения детали на валу 4.Said cylindrical section 15 of the inner surface of the hub 5, which is formed together with the bore of the first conical section 6 of the hub 5, serves to base the part after turning it to process the second conical section 6 from the other end in order to increase the degree of alignment of the two fitting conical holes 6 in the hub 5, which ensures the improvement of the conditions of contact of the working surfaces 2 and 3 of the bushings 1 with the working surfaces 6 of the hub 5 and the working surface 16 of the shaft 4, thereby increasing the load capacity of the device wa for mounting the hub on the shaft and increase the accuracy of location of the items on the shaft 4.

Отверстия 8 во втулках 1 с зазором под стержень 9 винта 7 могут быть выполнены с гнездом 17 (см. фиг. 3) под головку 18 (см. фиг. 2) винта 7 со стороны торца 11, обращенного вовне ступицы 5.Holes 8 in the sleeves 1 with a gap under the rod 9 of the screw 7 can be performed with the socket 17 (see Fig. 3) under the head 18 (see Fig. 2) of the screw 7 from the end 11, facing the outside of the hub 5.

Цилиндрическое кольцо 14, служащее для притягивания к нему каждой из втулок 1 с помощью винтов 7, размещенных во втулках 1, и, таким образом, для перемещения двух втулок 1 навстречу друг другу по двум коническим внутренним участкам 6 ступицы 5 с целью создания на наружных поверхностях 2 и внутренних поверхностях 3 обеих втулок 1 момента трения для передачи необходимого крутящего момента с вала 4 на ступицу 5 (или наоборот).A cylindrical ring 14, which serves to attract each of the sleeves 1 to it with screws 7 placed in the sleeves 1, and, thus, to move the two sleeves 1 towards each other along two conical inner sections 6 of the hub 5 in order to create on the outer surfaces 2 and the inner surfaces 3 of both bushings 1 of the frictional moment to transfer the necessary torque from the shaft 4 to the hub 5 (or vice versa).

Устройство для крепления ступицы на валу осуществляется следующим образом.A device for mounting the hub on the shaft as follows.

На вал 4 устанавливают втулку 1 торцом 10 в ту сторону, с которой будут монтировать деталь, предназначенную для закрепления на валу, и надвигают ее внутренней поверхностью 6 ступицы 5 на наружную поверхность 2 втулки 1. После этого, в свободный зазор между ступицей 5 и валом 4 устанавливают осевым перемещением по валу 4 цилиндрическое кольцо 14, размещая его в цилиндрическом участке 15 внутри ступицы 5, а затем таким же осевым перемещением вводят внутрь ступицы вторую втулку 1 торцом 11 наружу. Перемещением вдоль оси вала 4 собранного комплекта из цилиндрического кольца 14 и двух втулок 1 вместе со ступицей 5 размещают тот в нужном осевом положении, а поворотом вокруг оси вала 4 - в нужном угловом положении и приступают к фиксации всего комплекта на валу 4. Для этого вводят снаружи с двух сторон ступицы 5 в отверстия 8 обеих втулок 1 необходимое четное количество винтов 7, независимым поворотом вокруг своих осей обеих втулок 1 внутри ступицы 5 добиваются совпадения осей винтов 7 в каждой втулке с осями удвоенного количества резьбовых отверстий в кольце 14, причем в каждое такое резьбовое отверстие вворачивают только один винт 7 со стороны чередующихся поочередно обеих втулок 1, и завинчивают все винты 7 с двух сторон ступицы 5 до тех пор, пока головки винтов 18 полностью не войдут в гнезда для них 17 со стороны торцов 11 в обеих втулках 1, а при исполнении втулок 1 без гнезд 17 под головку винта 18, - пока головки винтов 18 не прижмутся к наружным торцам 11 втулок 1. Окончательно затягивают все винты 7, стягивая между собой каждую из втулок 1 и кольцо 14, то есть, втягивая внутрь ступицы 5 обе втулки 1 с осевой силой такой величины, которая необходима для создания соответствующих сил трения на двух наружных конических поверхностях 2 и двух цилиндрических внутренних поверхностях 3 двух втулок 1, которые будут достаточны для обеспечения передачи соединением с вала 4 на ступицу 5 (или наоборот) крутящего момента заданной величины.On the shaft 4, install the sleeve 1 with the end face 10 in the direction from which the part to be mounted on the shaft will be mounted, and slide it with the inner surface 6 of the hub 5 onto the outer surface 2 of the sleeve 1. After that, into the free clearance between the hub 5 and the shaft 4, the axial movement of the cylindrical ring 14 along the shaft 4 is established by placing it in the cylindrical section 15 inside the hub 5, and then the second sleeve 1 is introduced into the hub by the same axial movement 11 with the end face 11 outwards. Moving along the axis of the shaft 4 the assembled set of a cylindrical ring 14 and two bushings 1 together with the hub 5 place the one in the desired axial position, and by turning around the axis of the shaft 4 - in the desired angular position and proceed to fixing the whole set on the shaft 4. To do this, enter from the outside of the two sides of the hub 5 into the holes 8 of both sleeves 1 the required even number of screws 7, by independently turning around their axes both sleeves 1 inside the hub 5, the axes of the screws 7 in each sleeve coincide with the axes of the doubled number of threaded holes pts in the ring 14, and only one screw 7 is screwed into each such threaded hole on the alternating side of both sleeves 1 alternately, and tighten all screws 7 on both sides of the hub 5 until the heads of the screws 18 are fully inserted into the sockets for them 17 from the end faces 11 in both sleeves 1, and in the performance of sleeves 1 without sockets 17 for the screw head 18, until the heads of the screws 18 are pressed against the outer ends of the 11 sleeves 1. Finally, tighten all the screws 7, tightening each of the sleeves 1 and ring 14, that is, pulling in both hubs inside the hub lki 1 with an axial force of such magnitude that is necessary to create the corresponding friction forces on the two outer conical surfaces 2 and the two cylindrical inner surfaces 3 of the two bushings 1, which will be sufficient to ensure the transmission of torque from the shaft 4 to the hub 5 (or vice versa) given value.

Разборка устройства осуществляется в обратном порядке.Disassembly of the device is carried out in reverse order.

Вывинчивают и вынимают из обеих втулок 1 с двух сторон ступицы 5 все винты 7, вынимают из ступицы 5 и снимают с вала 4 одну из втулок 1 и кольцо 14, затем либо в ту же сторону с оставшейся на валу 4 второй втулки 1 снимают закрепленную ранее на валу 4 деталь, а потом с вала 4 снимают оставшуюся на нем втулку 1, либо с вала 4 снимают деталь вместе с остающейся в ней одной втулкой 1 с последующим извлечением этой втулки 1 из ступицы 5.Unscrew and remove from both bushings 1 on both sides of the hub 5 all screws 7, remove from hub 5 and remove one of the bushings 1 and the ring 14 from the shaft 4, then either remove the previously secured one on the shaft 4. on the shaft 4 part, and then from the shaft 4 remove the remaining sleeve 1, or from the shaft 4 remove the part together with one sleeve 1 remaining in it and then removing this sleeve 1 from the hub 5.

Заявленное техническое решение, а именно выполнение внутренней поверхности ступицы закрепляемой на валу детали с дополнительным по сравнению с прототипом третьим цилиндрическим участком, расположенным между двумя коническими участками, формируемым совместно с расточкой первого конического участка и служащим для базирования детали после ее поворота для обработки второго конического участка с другого торца ступицы с целью достижения высокой степени соосности двух посадочных конических отверстий в ступице, а также для размещения в нем цилиндрического кольца с удвоенным по сравнению с числом винтов в каждой втулке количеством резьбовых отверстий под винты для встречного осевого перемещения втулок внутри ступицы, что позволяет точнее центрировать ступицу на валу, надежнее крепить деталь, обеспечивая лучший контакт наружных конических и внутренних цилиндрических поверхностей втулок со ступицей и валом соответственно, и, за счет этого, повысить передаваемый с вала на ступицу (или наоборот) рабочий крутящий момент, а также упростить конструкцию втулок, выполняя их без резьбовых отверстий.The claimed technical solution, namely the implementation of the inner surface of the hub mounted on the shaft details with additional compared to the prototype third cylindrical section located between two conical sections, formed together with the bore of the first conical section and the employee for home parts after turning it to handle the second conical section from the other end of the hub in order to achieve a high degree of alignment of the two conical bore holes in the hub, as well as to accommodate m of a cylindrical ring with doubled compared to the number of screws in each sleeve the number of threaded screw holes for opposite axial movement of the sleeves inside the hub, which allows centering the hub more accurately on the shaft, fixing the part more reliably, ensuring better contact between the outer conical and internal cylindrical surfaces of the hubs and shaft, respectively, and, due to this, to increase the working torque transmitted from the shaft to the hub (or vice versa), and also to simplify the design of the bushes, carrying them out ezbovyh holes.

Экспериментально (методом компьютерного моделирования) установлено, что нагрузочная способность соединения вала со ступицей при использовании заявленного технического решения при прочих равных параметрах повышается до 20% и выше.Experimentally (by computer simulation) it was found that the load capacity of connecting the shaft to the hub using the claimed technical solution, other things being equal, rises to 20% and higher.

Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, отраженная в формуле полезной модели, обеспечивает при реализации полезной модели получение заявленного технического результата - расширение эксплуатационных возможностей устройства для крепления ступицы на валу путем повышения степени соосности двух посадочных конических отверстий в ступице и, следовательно, улучшения условий контакта рабочих поверхностей втулок, ступицы и вала, увеличения за счет этого нагрузочной способности устройства для крепления ступицы на валу и повышения точности расположения детали на валу, а также упрощение конструкции втулок, исключающее необходимость выполнения во втулках резьбовых отверстий под винты.Thus, the claimed set of essential features, reflected in the formula of the utility model, provides for the implementation of the utility model obtaining the claimed technical result - expanding the operational capabilities of the device for attaching the hub to the shaft by increasing the degree of alignment of the two conical mounting holes in the hub and, consequently, improving contact conditions the working surfaces of the sleeves, hub and shaft increase due to this load capacity of the device for mounting the hub to the shaft and improve the accuracy of the location of parts on the shaft, as well as simplifying the design of the sleeves, eliminating the need to perform in the sleeves threaded screw holes.

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в формуле полезной модели признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, неизвестной на дату приоритета из уровня техники и достаточной для получения заявленного технического результата.The analysis of the claimed technical solution for compliance with the conditions of patentability showed that the signs indicated in the formula of the utility model are essential and interrelated with the formation of a stable set of necessary features unknown from the prior art on the priority date and sufficient to obtain the stated technical result.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates that the following set of conditions is fulfilled when using the claimed technical solution:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении относится к машиностроению, в частности, к соединениям вал - ступица, и может быть использован для закрепления зубчатых колес, шкивов, звездочек, рычагов и аналогичных деталей на валах;- an object embodying the claimed technical solution, in its implementation, relates to mechanical engineering, in particular, to shaft-hub connections, and can be used to secure gear wheels, pulleys, sprockets, levers, and similar parts on shafts;

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в формуле полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке и известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;- for the declared object, as it is described in the formula of the utility model, it is confirmed that it can be implemented using the means and methods described in the application and known from the prior art on the priority date;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- an object embodying the claimed technical solution, in its implementation is able to ensure the achievement of a technical result perceived by the applicant

Следовательно, заявленный объект соответствует критериям патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.Therefore, the declared object meets the criteria of patentability "novelty" and "industrial applicability" under the current legislation.

Claims

Device for mounting the hub on the shaft, containing two identical sleeves made of elastic material with a conical outer and cylindrical inner surfaces, mounted opposite to each other in the gap between the shaft and the hub, having an inner surface in the form of two opposite-directed conical sections, and means of axial movement bushings, made in the form of an even number of screws placed in the corresponding holes, evenly around the circumference formed in each of the said bushings with a gap m under the screw shaft, between which, alternately, at both ends of the sleeve, grooves are spaced at equal distance from nearby screw holes, differing in that it is provided with a cylindrical ring having twice the number of screws evenly circumferentially in each of the sleeves threaded screw holes and placed in a cylindrical section, performed between two opposing conical sections of the hub.