RU203198U1 - Узел для закрепления детали на валу - Google Patents

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. Узел для закрепления детали на валу содержит два одинаковых кольца из упругого материала с конической наружной и связанную с валом посредством жесткого соединения для передачи крутящего момента (например шлицевым) внутреннюю поверхности. Кольца имеют пазы поочередно с обоих своих торцов между четным количеством равномерно по окружности расположенных гладких отверстий подстержни винтов и таким же количеством расположенных между ними резьбовых отверстий под резьбу винтов. Оба кольца размещены в двух конических встречно-направленных отверстиях внутренней поверхности ступицы закрепляемой на валу детали и стягиваются между собой посредством завинчивания винтов, размещенных в гладких отверстиях колец головками с наружной стороны ступицы, в резьбовые отверстия колец. При этом на наружных конических поверхностях колец образуются пропорциональные силе затяжки винтов силы трения, необходимые для передачи заданного крутящего момента с вала посредством колец на ступицу (или наоборот). 3 ил.

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.

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).

Недостатками этого соединения являются необходимость центрирования детали относительно вала по четырем поверхностям и неравномерность распределения контактных давлений по длине контактирующих поверхностей.

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.).

Недостатками 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 следующее. Поскольку передача крутящего момента с вала на ступицу закрепляемой детали осуществляется фрикционным способом посредством контакта между валом и внутренними цилиндрическими посадочными поверхностями колец и между наружными коническими посадочными поверхностями колец и ступицей детали, с ростом величины передаваемого с вала на ступицу (или наоборот) крутящего момента происходит пробуксовка по внутренним цилиндрическим посадочным поверхностям обоих колец, контактирующим с валом, а не по наружным коническим посадочным поверхностям колец, контактирующим с двумя внутренними разнонаправленными коническими поверхностями ступицы детали, что занижает изначально номинальную расчетную величину передаваемого узлом соединения вала со ступицей крутящего момента, т.е. снижает нагрузочную способность узла в целом.

В основу заявленной модели был положен технический результат - повышение эффективности узла соединения вала со ступицей за счет увеличения нагрузочной способности узла путем выполнения жесткого способа соединения колец с валом для передачи крутящего момента между ними с использованием, например, шлицевого, профильного или шпоночного соединений.

Технический результат достигается тем, что узел для закрепления детали на валу, содержащий изготовленные из упругого материала два одинаковых кольца с наружной конической посадочной поверхностью, 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, выполненных в кольцах равномерно по окружности гладкими с зазором под стержень винта, и ввинченных в резьбовые отверстия, которые выполнены равными по количеству и соответствующими расположению гладких отверстий, чередуясь с ними, а между указанными отверстиями двух типов поочередно с обоих торцов колец выполнены пазы, отстоящие от близлежащих отверстий под винты на одинаковом расстоянии, при этом внутренние посадочные поверхности колец связаны с валом посредством жесткого соединения для передачи крутящего момента между кольцами и валом.

Полезная модель поясняется графическими изображениями.

На фиг.1 изображен вид на узел для закрепления детали на валу с торца ступицы с одним из возможных жестких (здесь шлицевым) исполнением соединения колец с валом.

На фиг.2 изображен разрез А - А на фиг.1.

На фиг.3 изображено в диметрии кольцо с гладкими отверстиями под стержни винтов и резьбовыми под резьбу винтов.

Узел для закрепления детали на валу содержит изготовленные из упругого материала два одинаковых кольца 1 и 2 (см. фиг.2) с конической наружной посадочной поверхностью 3, размещенные навстречу друг другу в зазоре между валом 4 и ступицей 5, которая имеет внутреннюю посадочную поверхность в виде двух встречно направленных конических участков 6 и цилиндрического участка 7 посередине между ними, и снабженные средством их осевого перемещения, выполненным в виде четного количества винтов 8, размещенных в соответствующих отверстиях 9, выполненных равномерно в кольцах 1 и 2 с зазором под стержень 10 винтов 8 и, например, с возможным гнездом 11 под головку 12 винтов 8 со стороны торца 13 колец 1 и 2, обращенного вовне ступицы 5, (см. фиг.2 и фиг.3), и завинчиваемых в резьбовые отверстия 14 (см. фиг.3), соответствующие резьбе 15 (см. фиг.2) колец 1 и 2, которые выполнены равными по количеству и соответствующими расположению гладких отверстий 9 (см. фиг.2 и фиг.3) в кольцах 1 и 2, между которыми поочередно с обоих торцов 13 и 16 (см. фиг.2 и фиг.3) колец 1 и 2 выполнены пазы 17 и 18 см. фиг.3), отстоящие от близлежащих отверстий 9 и 14 под винты 8 на одинаковом расстоянии. Внутренние посадочные поверхности 19 (см. фиг.2) колец 1 и 2 связаны с валом 4 посредством жесткого соединения для передачи крутящего момента между кольцами 1 и 2 и валом 4 с использованием, например, шлицевого (см. фиг.1, 2, 3,), профильного или шпоночного (на фигурах не показаны) соединений.

Сборка узла для закрепления детали на валу производится следующим образом.

Во внутреннюю полость ступицы 5 детали, закрепляемой на валу 4 посредством описываемого узла, устанавливают кольцо 1 с одной стороны ступицы и кольцо 2 с другой ее стороны, после чего во все гладкие отверстия 9 колец 1 и 2 вставляют винты 8 головками 12 со стороны торца 13 колец 1 и 2 и ввинчивают их предварительно, без затяжки в резьбовые отверстия 14 колец 1 и 2, совместив в кольцах 1 и 2 оси отверстий двух типов, путем поворота одного из колец 1 или 2 вокруг своей оси. После этого, собранный комплект из нескольких деталей, путем его осевого перемещения, надвигают на вал 4, размещая этот комплект в нужном осевом положении, а при необходимости, поворотом вокруг оси вала 4, и в нужном угловом положении, и приступают к фиксации детали на валу 4 посредством описываемого узла для закрепления. Для этого окончательно ввинчивают все винты 8 в гладких отверстиях 9 одного кольца в резьбовые отверстия 14 другого кольца до тех пор, пока головки 12 винтов 8 полностью не войдут в гнезда для них 11, а при исполнении колец 1 и 2 без гнезд 11 под головки винтов 8 - пока головки 12 не прижмутся к наружному торцу 13 колец 1 и 2, и затягивают все винты 8, стягивая между собой оба кольца 1 и 2 с осевой силой такой величины, которая необходима для создания таких сил трения на наружных посадочных поверхностях 3 колец 1 и 2, которые будут достаточны, чтобы обеспечить передачу узлом для закрепления детали на валу с колец 1 и 2 на ступицу 5 (или наоборот) крутящего момента заданной величины.

Разборка узла для закрепления детали на валу осуществляется в следующем порядке.

Вывинчиваются и вынимаются из колец 1 и 2 все винты 8, снимается с вала комплект, включающий в себя закрепляемую на валу 4 деталь вместе с двумя кольцами 1 и 2 в ее ступице 5, с последующей разборкой этого комплекта.

Заявленное техническое решение, а именно, выполнение внутренних посадочных поверхностей колец не гладкими цилиндрическими, связанными с валом фрикционным способом для передачи крутящего момента между кольцами и валом, как в прототипе, а посредством жесткого соединения для передачи крутящего момента между кольцами и валом путем использования, например, шлицевого, профильного или шпоночного соединений, увеличивает номинальную величину передаваемого узлом с вала на ступицу детали (или наоборот) крутящего момента и, тем самым, повышает нагрузочную способность узла соединения вала со ступицей (в целом).

Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, отраженная в формуле полезной модели, обеспечивает при реализации полезной модели получение заявленного технического результата - повышение эффективности узла соединения вала со ступицей за счет увеличения нагрузочной способности узла путем выполнения жесткого способа соединения колец с валом для передачи крутящего момента между ними с использованием, например, шлицевого, профильного или шпоночного соединений.

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.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:

- 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;

- 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;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленный объект соответствует критериям патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.

Claims (1)

1. Узел для закрепления детали на валу, содержащий изготовленные из упругого материала два одинаковых кольца с наружной конической посадочной поверхностью, 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, выполненных в кольцах равномерно по окружности гладкими с зазором под стержень винта, и ввинченных в резьбовые отверстия, которые выполнены равными по количеству и соответствующими расположению гладких отверстий, чередуясь с ними, а между указанными отверстиями двух типов поочередно с обоих торцов колец выполнены пазы, отстоящие от близлежащих отверстий под винты на одинаковом расстоянии, и отличающийся тем, что внутренние посадочные поверхности колец связаны с валом посредством жесткого соединения для передачи крутящего момента между кольцами и валом.

Images