RU199090U1

RU199090U1 - Assembly for fastening a part on a shaft

Info

Publication number: RU199090U1
Application number: RU2020106816U
Authority: RU
Inventors: Михаил Олегович Арбузов; Алексей Яковлевич Некрасов; Александр Николаевич Соболев
Priority date: 2020-02-13
Filing date: 2020-02-13
Publication date: 2020-08-13

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к соединениям вал - ступица и предназначена для простого и надёжного крепления различных деталей на валу с возможностью мобильной регулировки их осевого и углового положений. Узел для крепления детали на валу содержит две втулки из упругого материала с конической наружной и цилиндрической внутренней поверхностями, имеющие пазы с обоих торцов поочерёдно, и равномерно по окружности расположенное чётное количество гладких отверстий под стержни винтов в одной из втулок и такое же количество и, соответственно, расположенных резьбовых отверстий под резьбу винтов во второй втулке, которые размещены в двух конических встречно-направленных отверстиях внутренней поверхности ступицы, закрепляемой на валу детали, и которые стягиваются между собой посредством завинчивания винтов, размещённых в гладких отверстиях с зазором под стержень винта в первой втулке головками с одной стороны ступицы, в резьбовые отверстия второй втулки, в результате чего на наружных конических и внутренних цилиндрических поверхностях втулок образуются, пропорционально силе затяжки винтов, соответствующие ей силы трения, необходимые для передачи заданного крутящего момента с вала на ступицу (или наоборот). 4 ил.The utility model relates to mechanical engineering, in particular, to shaft-hub connections and is intended for simple and reliable fastening of various parts on the shaft with the possibility of mobile adjustment of their axial and angular positions. The unit for fastening the part to the shaft contains two sleeves made of elastic material with a tapered outer and cylindrical inner surfaces, having grooves at both ends alternately, and evenly spaced around the circumference of an even number of smooth holes for the rods of the screws in one of the sleeves and the same number and, respectively located threaded holes for the thread of the screws in the second sleeve, which are located in two tapered counter-directed holes of the inner surface of the hub, fixed on the shaft of the part, and which are pulled together by screwing the screws placed in smooth holes with a gap for the screw shaft in the first sleeve heads on one side of the hub, into the threaded holes of the second sleeve, as a result of which, in proportion to the tightening force of the screws, the corresponding friction forces are formed on the outer conical and inner cylindrical surfaces of the bushings, which are necessary to transfer a given torque from the shaft to the hub (or and vice versa). 4 ill.

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 utility model relates to mechanical engineering, in particular, to shaft-hub connections and is intended for simple and reliable fastening 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 зазоры между биконическими кольцами (Орлов П.И. Основы конструирования. М.: Машиностроение, 1988, кн. 2, с. 304, рис. 638).From the prior art, it is known to connect the shaft to the hub with biconical outer and inner rings, which are expanded by bringing together with screws two intermediate rings installed on both sides in the annular gaps between the biconical rings (Orlov P.I. Design Basics. M .: Mashinostroenie, 1988, book 2, p. 304, fig. 638).

Недостатками этого соединения являются необходимость центрирования детали относительно вала по четырем поверхностям и неравномерность распределения контактных давлений по длине контактирующих поверхностей.The disadvantages of this connection are the need to center the part relative to the shaft on four surfaces and the uneven distribution of contact pressures along the length of the contacting surfaces.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является выбранный в качестве прототипа узел соединения вала со ступицей, в котором ступица выполнена с внутренней посадочной поверхностью с двумя встречно направленными сужающимися концами коническими участками и цилиндрическим участком посередине между ними, а вал выполнен с цилиндрической посадочной поверхностью, содержащий установленные на валу в зазоре между валом и внутренней посадочной поверхностью ступицы два одинаковых кольца с коническими наружными и цилиндрическими внутренними поверхностями, изготовленные из упругого материала, расположенные с совмещением их конических наружных поверхностей с коническими участками внутренней посадочной поверхности ступицы и имеющие средство их осевого перемещения вдоль вала, выполненное в виде четного количества винтов, размещенных в соответствующих отверстиях, одни из которых выполнены резьбовыми под резьбу винта, а другие - гладкими с зазором под стержень винта, причем упомянутые отверстия расположены в каждом из упомянутых колец равномерно по окружности и чередующимися между собой, а с обоих торцов каждого из колец выполнены чередующиеся пазы, отстоящие от близлежащих отверстий под винты на одинаковое расстояние (Патент №192160 Соединение вала со ступицей от 05.09.2019 г.).The closest in technical essence to the proposed utility model is the shaft-hub connection unit selected as a prototype, in which the hub is made with an internal seating surface with two oppositely directed tapering ends of conical sections and a cylindrical section in the middle between them, and the shaft is made with a cylindrical seating surface containing two identical rings with conical outer and cylindrical inner surfaces, made of elastic material, mounted on the shaft in the gap between the shaft and the inner seating surface of the hub, located in alignment of their conical outer surfaces with the conical sections of the inner seating surface of the hub and having means for their axial movement along the shaft, made in the form of an even number of screws placed in the corresponding holes, some of which are threaded for the screw thread, and others are smooth with a gap for the screw shaft, and said holes are located in each of the mentioned rings evenly around the circumference and alternating with each other, and alternating grooves are made at both ends of each of the rings, spaced from the nearby screw holes at the same distance (Patent No. 192160 Shaft-hub connection from 05.09. ).

Недостатком известного, описанного выше узла соединения вала со ступицей, как показал опыт практического использования идентичной конструкции для крепления детали на валу, в том числе технической проблемой, является необходимость доступа к ступице, закрепляемой на валу детали с обоих ее торцов для осуществления стягивания между собой двух колец путем затягивания винтов со стороны наружных торцов колец. Как показала практика использования подобных узлов соединения вала со ступицей доступ к узлу возможен, обычно лишь с одной стороны ступицы, а с другого ее торца - затруднен или вообще невозможен.The disadvantage of the known above-described shaft-hub connection unit, as shown by the experience of the practical use of an identical design for fastening a part on a shaft, including a technical problem, is the need to access the hub, which is fixed on the part shaft from both its ends in order to pull two together. rings by tightening the screws from the side of the outer ends of the rings. As the practice of using such units for connecting the shaft to the hub has shown, access to the unit is possible, usually only from one side of the hub, and from its other end it is difficult or even impossible.

В основу заявленной модели был положен технический результат-расширение эксплуатационных возможностей узла соединения вала со ступицей путем изменения конструкции узла, при котором монтаж узла и его регулировка возможны при доступе к узлу лишь с одного торца ступицы.The claimed model was based on the technical result - the expansion of the operational capabilities of the shaft-hub connection unit by changing the design of the unit, in which the assembly of the unit and its adjustment are possible with access to the unit from only one end of the hub.

Технический результат достигается тем, что узел для крепления детали на валу, содержащий изготовленные из упругого материала две втулки с наружной конической и внутренней цилиндрической посадочными поверхностями, размещенные навстречу друг другу в зазоре между валом и ступицей, которая имеет внутреннюю посадочную поверхность в виде двух встречно направленных сужающимися концами конических участков и цилиндрического участка посередине между ними, и снабженные средством их осевого перемещения, выполненным в виде четного количества винтов, размещенных в соответствующих отверстиях, которые выполнены равномерно по окружности в одной из втулок с зазором под стержень винта, и ввинченных в резьбовые отверстия во второй втулке, которые выполнены равными по количеству и соответствующими расположению гладких отверстий в первой втулке, а между указанными отверстиями поочередно с обоих торцов каждой из втулок выполнены пазы, отстоящие от близлежащих отверстий под винты на одинаковом расстоянии, причем в одной из втулок все отверстия под винты выполнены гладкими с зазором под стержень винта, а в другой - резьбовыми под резьбу винта.The technical result is achieved by the fact that a unit for fastening a part on a shaft, containing two bushings made of elastic material with an outer conical and an inner cylindrical seating surface, placed towards each other in the gap between the shaft and the hub, which has an internal seating surface in the form of two oppositely directed the tapering ends of the tapered sections and the cylindrical section in the middle between them, and equipped with a means of their axial movement, made in the form of an even number of screws placed in the corresponding holes, which are made evenly around the circumference in one of the bushings with a gap for the screw shaft, and screwed into the threaded holes in the second sleeve, which are made equal in number and corresponding to the arrangement of smooth holes in the first sleeve, and between the indicated holes alternately from both ends of each of the bushings there are grooves spaced from the adjacent screw holes at the same distance, with than in one of the bushings, all the screw holes are made smooth with a gap for the screw shaft, and in the other - threaded for the screw thread.

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

На фиг. 1 изображен разрез по оси узла для крепления ступицы детали на валу.FIG. 1 shows a section along the axis of the assembly for attaching the hub of the part to the shaft.

На фиг. 2 изображен вид А с торца ступицы на фиг. 1.FIG. 2 shows a view A from the end of the hub in FIG. 1.

На фиг. 3 изображена в диметрии одна из двух втулок с гладкими отверстиями под стержни винтов.FIG. 3 shows in diameter one of the two sleeves with smooth holes for the rods of the screws.

На фиг. 4 изображена в диметрии другая втулка с резьбовыми отверстиями для завинчивания в них винтов.FIG. 4 shows in diameter another bushing with threaded holes for screwing screws into them.

Узел для крепления детали на валу содержит изготовленные из упругого материала две втулки 1 и 2 (см. фиг. 1) с конической наружной посадочной поверхностью 3 и внутренней цилиндрической посадочной поверхностью 4, устанавливаемые навстречу друг другу в зазоре между валом 5 и ступицей 6, имеющей внутреннюю поверхность в виде двух встречно направленных конических участков 7 и цилиндрического участка 8, и средство осевого перемещения втулок 1 и 2, выполненное в виде четного количества винтов 9, размещенных равномерно в соответствующих гладких отверстиях 10 с зазором под стержень 11 винта 9 и, например, с возможным гнездом 12 под головку 13 винтов 9 со стороны торца 14 втулки 1, обращенного вовне ступицы 6, и завинчиваемых в резьбовые отверстия 15 втулки 2, между которыми поочередно с обоих торцов 14 и 16 втулки 1 и с обоих торцов 17 и 18 втулки 2 выполнены пазы 19 (см. фиг. 2), отстоящие от близлежащих отверстий 10 и 15 под винты 9 на одинаковом расстоянии.The unit for fastening the part to the shaft contains two bushings 1 and 2 made of elastic material (see Fig. 1) with a tapered outer seating surface 3 and an inner cylindrical seating surface 4, installed towards each other in the gap between the shaft 5 and the hub 6, which has an inner surface in the form of two oppositely directed conical sections 7 and a cylindrical section 8, and means for axial movement of the bushings 1 and 2, made in the form of an even number of screws 9, located evenly in the corresponding smooth holes 10 with a gap for the shaft 11 of the screw 9 and, for example, with a possible socket 12 for the head 13 of the screws 9 from the side of the end face 14 of the sleeve 1 facing the outside of the hub 6 and screwed into the threaded holes 15 of the sleeve 2, between which alternately from both ends 14 and 16 of the sleeve 1 and from both ends 17 and 18 of the sleeve 2 grooves 19 are made (see Fig. 2), spaced from the adjacent holes 10 and 15 for screws 9 at the same distance.

Сборка узла производится следующим образом.The assembly of the unit is carried out as follows.

На вал 5 устанавливают втулку 2 торцом 18 в ту сторону, с которой будут монтировать деталь, предназначенную для закрепления на валу 5, надвигают деталь ступицей 6 на втулку 2. После этого, в свободный зазор между ступицей 6 и валом 5 устанавливают осевым перемещением по валу другую втулку 1 торцом 14 наружу. Перемещением собранного комплекта из трех деталей вдоль вала размещают тот в нужном положении в осевом направлении и приступают к фиксации его на валу. Для этого вводят в отверстия 10 со стороны торца 14 втулки 1 необходимое количество винтов 9, поворотом одной из втулок вокруг ее оси добиваются совпадения осей винтов 9 во втулке 1 с осями резьбовых отверстий 15 во втулке 2 и ввинчивают все винты до тех пор, пока головки 13 винтов 9 полностью не войдут в гнезда для них 12 во втулке 1, а при исполнении втулки 1 без гнезд 12 под головки винтов 9- пока головки 13 не прижмутся к наружному торцу 14 втулки 1, и затягивают все винты 9, стягивая между собой обе втулки 1 и 2 с осевой силой такой величины, которая необходима для создания соответствующих сил трения на двух наружных конических и двух внутренних цилиндрических поверхностях 3 и 4, которые будут достаточны для обеспечения передачи узлом крепления с вала 5 на ступицу 6 (или наоборот) крутящего момента заданной величины.Bush 2 is installed on shaft 5 with end face 18 in the direction from which the part intended to be fixed on shaft 5 will be mounted, the part is pushed with hub 6 onto bushing 2. After that, axial movement along the shaft is set into the free gap between hub 6 and shaft 5 another sleeve 1 with its end 14 outward. By moving the assembled set of three parts along the shaft, place it in the desired position in the axial direction and start fixing it on the shaft. To do this, insert the required number of screws 9 into the holes 10 from the side of the end 14 of the sleeve 1, by turning one of the sleeves around its axis, the axes of the screws 9 in the sleeve 1 coincide with the axes of the threaded holes 15 in the sleeve 2 and all screws are screwed in until the heads 13 screws 9 will not completely enter the slots for them 12 in the bushing 1, and in the case of bushing 1 without sockets 12 for the heads of the screws 9 - until the heads 13 press against the outer end 14 of the bushing 1, and tighten all the screws 9, pulling both bushings 1 and 2 with an axial force of such magnitude, which is necessary to create the corresponding frictional forces on the two outer conical and two inner cylindrical surfaces 3 and 4, which will be sufficient to ensure the transfer of torque from the shaft 5 to the hub 6 (or vice versa) set value.

Разборка узла осуществляется в обратном порядке.Disassembly of the assembly is carried out in the reverse order.

Вывинчиваются и вынимаются из втулки 1 все винты 9, вынимается из ступицы 6 и снимается с вала 5 втулка 1, затем либо в ту же сторону с оставшейся на валу 5 втулки 2 снимается закрепленная ранее на валу с помощью данного узла для крепления деталь, а потом с вала 5 снимается оставшаяся на нем втулка 2, либо с вала 5 снимается деталь вместе с остающейся в ее ступице 6 втулкой 2 с последующим извлечением этой втулки 2 из ступицы 6.All screws 9 are unscrewed and removed from the hub 1, removed from the hub 6 and removed from the shaft 5, the sleeve 1, then either in the same direction from the sleeve 2 remaining on the shaft 5, the part previously fixed on the shaft using this assembly is removed, and then the sleeve 2 remaining on it is removed from the shaft 5, or the part is removed from the shaft 5 together with the sleeve 2 remaining in its hub 6, followed by removal of this sleeve 2 from the hub 6.

Заявленное техническое решение, а именно выполнение двух колец в узле соединения вала со ступицей, называемых в узле для крепления ступицы на валу втулками, не одинаковыми, как в прототипе, а разными, поскольку в одной из втулок все отверстия под винты выполнены гладкими с зазором под стержень винтов, а в другой - все резьбовыми под резьбу винтов, позволяет производить крепление детали на валу с помощью данного узла при условии возможности доступа к нему не с двух, а лишь с одной стороны ступицы. На практике доступ к узлу крепления детали на валу возможен часто лишь с одной стороны ступицы, а с другого ее торца затруднен или вообще не возможен, что сильно снижает эксплуатационные возможности узла крепления, а использование заявленного технического решения существенно расширяет сферу применения узла для крепления детали на валу.The claimed technical solution, namely the implementation of two rings in the shaft-hub connection unit, called bushings in the hub for mounting the hub on the shaft, are not the same as in the prototype, but different, since in one of the bushings all the screw holes are smooth with a gap under the rod of screws, and in the other - all threaded under the thread of the screws, allows you to mount the part on the shaft using this unit, provided that it can be accessed not from two, but only from one side of the hub. In practice, access to the attachment point of the part on the shaft is often possible only from one side of the hub, and from its other end it is difficult or impossible at all, which greatly reduces the operational capabilities of the attachment point, and the use of the claimed technical solution significantly expands the scope of application of the assembly for fastening the part to shaft.

Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, отраженная в формуле полезной модели, обеспечивает при реализации полезной модели получение заявленного технического результата -расширение эксплуатационных возможностей узла соединения вала со ступицей путем изменения конструкции узла, при котором монтаж узла и его регулировка возможны при доступе к узлу лишь с одного торца ступицы.Thus, the claimed set of essential features, reflected in the utility model formula, provides, when implementing the utility model, the receipt of the claimed technical result - the expansion of the operational capabilities of the shaft-hub connection unit by changing the design of the unit, in which the assembly of the unit and its adjustment are possible with access to the unit only from one end of the hub.

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.Analysis of the claimed technical solution for compliance with the conditions of patentability showed that the features indicated in the utility model formula are essential and interconnected with the formation of a stable set of necessary features, unknown at the priority date from the prior art and sufficient to obtain the claimed technical result.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions 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 fix gears, 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 in the form as it is characterized in the formula of the utility model, the possibility of its implementation has been confirmed using the means and methods described above in the application and known from the prior art as of the priority date;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- an object that embodies the claimed technical solution, when implemented, is capable of ensuring the achievement of the technical result seen by the applicant.

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

Claims

A unit for fastening a part to a shaft, containing two bushings made of elastic material with an outer conical and an inner cylindrical seating surface, placed towards each other in the gap between the shaft and the hub, which has an internal seating surface in the form of two oppositely directed tapering ends of the tapered sections and a cylindrical a section in the middle between them, and equipped with a means of their axial movement, made in the form of an even number of screws placed in the corresponding holes, which are made evenly around the circumference in one of the bushings with a gap for the screw rod, and screwed into the threaded holes in the second bushing, which are made equal in number and corresponding to the location of smooth holes in the first bushing, and between these holes alternately from both ends of each of the bushings there are grooves spaced from the adjacent screw holes at the same distance, and characterized in that in one of the bushings there is The holes for the screws are smooth with a clearance for the screw shaft, and in the other - threaded for the screw thread.