RU2154204C1

RU2154204C1 - Joint assembly of coaxial shafts

Info

Publication number: RU2154204C1
Application number: RU99107213A
Authority: RU
Inventors: А.В. Колганов; А.М. Салдаев; Г.А. Салдаев; В.В. Бородычев; С.Н. Сабуренков; А.А. Лисконов; В.И. Пындак
Original assignee: Колганов Александр Васильевич; Салдаев Александр Макарович; Салдаев Геннадий Александрович; Бородычев Виктор Владимирович; Сабуренков Сергей Николаевич; Лисконов Артур Александрович; Пындак Виктор Иванович
Priority date: 1999-04-07
Filing date: 1999-04-07
Publication date: 2000-08-10

Abstract

FIELD: machine engineering, namely joint assembly of coaxial shafts of power transmissions, possibly reversing transmissions of heavy load machines. SUBSTANCE: joint assembly includes coupling with locking unit, turned one to another ends of shafts with coaxially arranged recesses and ball placed in said recesses. Coupling has two flanged semicouplings. There are centering recesses on ends of semicouplings mounted on shafts with gap between their ends. Disc with central opening embracing ball is placed in gap. Disc has peripheral openings into which dogs are introduced. Said dogs engages with U-shaped grooves on flanges of semicouplings. Generatrices of grooves have convex portions. Locking unit may be made of pins in each semicoupling. In such case half of cross section of pins passes through semicircular turnings of shafts. Relation of gap between ends of semicouplings and disc thickness may be equal to (1.6-2.0): 1. Convex portions of generatrices of grooves preferably are toroidal ones. EFFECT: enlarged functional possibilities, improved operational reliability of joint assembly of coaxial shafts. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в силовых передачах, в том числе реверсивных, тяжело нагруженных машин. The invention relates to mechanical engineering and can be used in power transmissions, including reversible, heavily loaded machines.

Известно соединение соосных валов, включающее установленные на валах фланцевые полумуфты, неподвижно соединенные между собой болтами [1]. It is known to connect coaxial shafts, including flange coupling halves mounted on shafts, fixedly connected to each other by bolts [1].

Недостаток подобного соединения: отсутствие самоцентровки валов в процессе монтажа и компенсирующих возможностей при эксплуатации, усложненный демонтаж соединения. The disadvantage of such a connection: the lack of self-alignment of the shafts during installation and compensating capabilities during operation, complicated dismantling of the connection.

Известно также соединение валов, содержащее соединительную муфту, стопорное устройство, обращенные друг к другу торцы валов с соосно расположенными центровыми углублениями и шарик, установленный в углублениях [2]. It is also known the connection of the shafts containing the coupling, the locking device, facing each other the ends of the shafts with coaxially located center recesses and a ball mounted in the recesses [2].

Недостаток данного соединения: ограниченные функциональные возможности, в частности невозможность передачи вращающего момента при использовании в составе тяжело нагруженных машин; недостаточно высокая надежность, поскольку ведущий вал соединен с корпусом посредством резьбы, которая стопорится лишь контргайкой; усложненный демонтаж соединения. The disadvantage of this connection: limited functionality, in particular the inability to transmit torque when used in heavily loaded machines; insufficiently high reliability, since the drive shaft is connected to the housing by means of a thread that is locked only by a lock nut; complicated dismantling of the connection.

Техническая задача: расширение функциональных возможностей и повышение надежности работы. Technical task: expanding functionality and increasing reliability.

Поставленная задача решается тем, что соединительная муфта выполнена в виде двух фланцевых полумуфт, центровые углубления выполнены напроход на торцах полумуфт, которые установлены на валах с зазором между их торцами, в зазор помещен диск с центральным отверстием, охватывающим шарик, и с отверстиями на периферии, в которые посажены пальцы, пропущенные в U-образные пазы, выполненные на фланцах полумуфт, при этом образующие пазов имеют выпуклости. Стопорное устройство выполнено в виде штифтов на каждой полумуфте, при этом половина сечения проходит через полукруглые проточки на валах; отношение зазора между торцами полумуфт и толщины диска равно (1,6...2,0) : 1; выпуклости на образующих пазов выполнены по тороидальной поверхности. The problem is solved in that the coupling is made in the form of two flanged half-couplings, the central recesses are made at the ends of the half-couplings, which are mounted on the shafts with a gap between their ends, a disk with a central hole covering the ball and with holes on the periphery is placed in the gap, in which the fingers are inserted, passed into the U-shaped grooves made on the flanges of the coupling halves, while the groove generators have bulges. The locking device is made in the form of pins on each coupling half, with half the section passing through semicircular grooves on the shafts; the ratio of the gap between the ends of the coupling halves and the thickness of the disk is (1.6 ... 2.0): 1; the bulges on the forming grooves are made on a toroidal surface.

На фиг. 1 изображен общий вид соединения соосных валов в разрезе; на фиг. 2 - вид сбоку (в торец валов) на соединение. In FIG. 1 shows a General view in section of the connection of the coaxial shafts; in FIG. 2 is a side view (at the shaft end) of the connection.

Соединение соосных валов включает валы 1 и 2 с однотипными шлицевыми концами, две совершенно одинаковые фланцевые полумуфты 3 и 4, посаженные на валах и обращенные торцами друг к другу. Муфты зафиксированы от осевого смещения стопорным устройством в виде штифтов 5, при этом половина сечения штифтов проходит через полукруглые проточки 6 на валах. На торцах полумуфт 3 и 4 напроход выполнены центровые углубления 7; соосность углублений предопределяется одинаковой конфигурацией полумуфт и, следовательно, идентичной технологией их изготовления. Между торцами полумуфт в углублениях 7 установлен относительно крупный шарик 8; диаметр последнего и начальные диаметры углублений 7 подобраны таким образом, что между торцами полумуфт образован зазор l. В этот зазор помещен диск 9 с центральным отверстием, охватывающим шарик 8, и с отверстиями на периферии, в которые посажены пальцы 10. Отношение зазора l и толщины h диска 9 равно (1,6...2,0):1. Пальцы 10 пропущены в U-образные пазы 11, выполненные на фланцах полумуфт 3 и 4; образующие пазов имеют выпуклости, выполненные по тороидальной поверхности. Пальцы 10 и образующие пазов 11 подвергнуты поверхностному упрочнению. The joint of the coaxial shafts includes shafts 1 and 2 with the same splined ends, two completely identical flanged coupling halves 3 and 4, mounted on the shafts and facing each other. The couplings are fixed from axial displacement by a locking device in the form of pins 5, while half of the cross section of the pins passes through semicircular grooves 6 on the shafts. At the ends of the coupling halves 3 and 4 of the passage, center recesses 7 are made; The alignment of the recesses is determined by the same configuration of the coupling halves and, therefore, the identical technology for their manufacture. Between the ends of the coupling halves in the recesses 7 is installed a relatively large ball 8; the diameter of the latter and the initial diameters of the recesses 7 are selected so that a gap l is formed between the ends of the coupling halves. A disk 9 is placed in this gap with a central hole covering the ball 8 and with holes on the periphery in which the fingers 10 are set. The ratio of the gap l and the thickness h of the disk 9 is (1.6 ... 2.0): 1. The fingers 10 are passed into the U-shaped grooves 11, made on the flanges of the coupling halves 3 and 4; forming grooves have bulges made on a toroidal surface. The fingers 10 and the forming grooves 11 are subjected to surface hardening.

Соединение соосных валов работает следующим образом. При сборке соединения полумуфты 3 и 4 устанавливают на шлицах соответственно валов 1 и 2 и стопорят штифтами 5, пропуская их через полукруглые проточки 6 на валах. После установки с натягом пальцев 10 в периферийные отверстия на диске 9 в центральное отверстие последнего помещают шарик 8. К шарику своими центровыми углублениями 7 примыкают торцы полумуфт 3 и 4 - происходит центрирование друг относительно друга полумуфт и, следовательно, валов 1 и 2 (валы становятся соосными). Одновременно с этим выступающие из диска 9 концы пальцев 10 пропускают в U-образные пазы 11 на фланцах полумуфт 3 и 4. The connection of the coaxial shafts works as follows. When assembling the connection, the coupling halves 3 and 4 are mounted on the splines of the shafts 1 and 2, respectively, and locked with pins 5, passing them through the semicircular grooves 6 on the shafts. After installing with a tightness of fingers 10, in the peripheral holes on the disk 9, the ball 8 is placed in the central hole of the latter 8. The ends of the coupling halves 3 and 4 are adjacent to the ball with their center recesses 7 - the coupling halves are centered relative to each other and, consequently, the shafts 1 and 2 (the shafts become coaxial). At the same time, the ends of the fingers 10 protruding from the disk 9 are passed into the U-shaped grooves 11 on the flanges of the coupling halves 3 and 4.

При вращении одного из валов, например вала 1, в любую сторону вращающий момент передается через шлицы вала на полумуфту 3. Фланец этой полумуфты своими пазами 11 увлекает пальцы 10, воздействующие на пазы смежной полумуфты 4; пальцы передают ей вращающий момент, который в свою очередь через шлицы передается на вал 2. При передаче момента от вала 1 к валу 2 (а также от вала 2 к валу 1) диск 9 несет функции держателя пальцев 10 и посредством шарика 8 - центратора пальцев относительно пазов 11 на фланцах полумуфт 3 и 4. Компенсирующие свойства соединения проявляются за счет некоторого увеличения зазора l между фланцами полумуфт 3 и 4; незначительного перекоса валов 1 и 2 друг относительно друга, при этом пальцы 10 будут самоустанавливаться относительно тороидальных выпуклостей на образующих пазов 11, а образовавшаяся некоторая неравномерность зазора l не влияет на вращение диска 9, поскольку его толщина h существенно меньше размера l. При этих эволюциях шарик 8 продолжает центрировать полумуфты 3 и 4 (и валы 1 и 2) и поддерживать диск 9, обеспечивая стабильный контакт пальцев 10 на диске с пазами 11 на фланцах полумуфт. Повышенное контактное давление между пальцами 10 и образующими пазов 11 воспринимается их поверхностно упрочненными плоскостями контакта. Демонтаж (разъединение) соединения заключается в основном в раздвижке валов 1 и 2 с полумуфтами 3 и 4 и при необходимости извлечении штифтов 5. When one of the shafts, for example, shaft 1, rotates in any direction, the torque is transmitted through the splines of the shaft to the coupling half 3. The flange of this coupling half carries the grooves 11 with its fingers 10, which act on the grooves of the adjacent coupling half 4; the fingers transmit a torque to it, which in turn is transmitted through the splines to the shaft 2. When transmitting torque from the shaft 1 to the shaft 2 (as well as from the shaft 2 to the shaft 1), the disk 9 carries the functions of the finger holder 10 and through the ball 8 - the centralizer of the fingers relative to the grooves 11 on the flanges of the coupling halves 3 and 4. Compensating properties of the connection are manifested due to a slight increase in the gap l between the flanges of the coupling halves 3 and 4; slight distortion of the shafts 1 and 2 relative to each other, while the fingers 10 will self-align relative to the toroidal bulges on the forming grooves 11, and the resulting some unevenness of the gap l does not affect the rotation of the disk 9, since its thickness h is significantly less than the size l. During these evolutions, the ball 8 continues to center the coupling halves 3 and 4 (and the shafts 1 and 2) and support the disk 9, ensuring stable contact of the fingers 10 on the disk with the grooves 11 on the flanges of the coupling halves. The increased contact pressure between the fingers 10 and the forming grooves 11 is perceived by their surface hardened contact planes. Dismantling (disconnecting) the connection consists mainly in the expansion of the shafts 1 and 2 with the coupling halves 3 and 4 and, if necessary, removing the pins 5.

Таким образом, соединение простыми средствами обеспечивает самоцентровку валов и передачу (с возможностью реверсирования) повышенного вращающего момента. Эти расширенные функциональные возможности подтверждены при использовании соединения в передаче момента от трактора на ротационные рабочие органы тяжело нагруженной машины для извлечения корней солодки. Одновременно с этим соединение допускает некоторые компенсации взаимного положения валов. Повышенная надежность работы соединения достигается за счет простоты устройства, стопорения деталей и принципа действия, стабильного (без регулировки) расположения деталей и возможности передачи повышенного силового потока. Соединение характеризуется также простотой демонтажа. Thus, the connection by simple means provides self-alignment of the shafts and transmission (with the possibility of reversing) of increased torque. These advanced functionalities are confirmed by using the connection in transmitting torque from the tractor to the rotary working bodies of a heavily loaded machine to extract licorice roots. At the same time, the connection allows some compensation of the relative position of the shafts. Increased reliability of the connection is achieved due to the simplicity of the device, locking of parts and the principle of operation, stable (without adjustment) arrangement of parts and the possibility of transmitting an increased power flow. The connection is also characterized by ease of dismantling.

Источники информации:
1. Иванов М.Н. Детали машин. - Издание 5-е, перераб. - М.: Высшая школа, 1991. - С. 342 - 343, рис. 17.Ч.Sources of information:
1. Ivanov M.N. Machine parts. - Edition 5th, revised. - M.: Higher School, 1991. - S. 342 - 343, Fig. 17.H.

2. SU N 614261, МПК F 16 D 1/02. Соединение соосных валов /Дулькин Б.В. - Заявлено 1976. Опубликовано 1978. 2. SU N 614261, IPC F 16 D 1/02. Connection of coaxial shafts / Dulkin B.V. - Stated 1976. Published 1978.

Claims

1. The connection of the coaxial shafts, comprising a coupling with a locking device, shaft ends facing each other with coaxially located center recesses and a ball mounted in the recesses, characterized in that the coupling is made in the form of two flange coupling halves, the center recesses are made at the ends half-couplings that are mounted on shafts with a gap between their ends, a disk with a central hole covering the ball and with holes on the periphery in which the fingers are inserted is placed in the gap s in U-shaped grooves formed in the flanges of the coupling halves, wherein the forming grooves have a convexity.

2. The connection according to claim 1, characterized in that the locking device is made in the form of pins on each coupling half, while half the cross section of the pins passes through semicircular grooves on the shafts.

3. The compound according to claim 1 or 2, characterized in that the ratio of the gap between the ends of the coupling halves and the thickness of the disk is (1.6 - 2.0): 1.

4. The compound according to claim 1, characterized in that the bulges on the forming grooves are made on a toroidal surface.