SU1730486A1

SU1730486A1 - Key-free joint

Info

Publication number: SU1730486A1
Application number: SU904814259A
Authority: SU
Inventors: Дмитрий Тимофеевич Здоровенко
Priority date: 1990-04-17
Filing date: 1990-04-17
Publication date: 1992-04-30

Abstract

Использование: области машиностроени и может найти применение в других отрасл х народного хоз йства, дл бесшпоночной передачи крут щего момента в соединени х вала с охватывающей деталью дл соединени тонкостенных деталей. Сущность изобретени : безрезьбовой участок полого вала выполнен цилиндрическим с диаметром, равным диаметру резьбы участка меньшего диаметра, и сопр жен с резь- бовым участком большего диаметра конической фаской. Длина внутренней цилиндрической поверхности ступицы больше длины охватывающего безрезьбового участка . На торцовых поверхност х выполнены кольцевые осевые бурты, а на охватывающих детал х - кольцевые пазы. Наружные поверхности охватывающих деталей и ступицы выполнены коническими. На резьбовых участках вала и охватывающих детал х резьба многозаходна . 4 з.п.ф-лы, 4 ил. w ЈUsage: the field of engineering and can be used in other sectors of the national economy, for direct transfer of torque at the shaft connections to the female part for connecting thin-walled parts. SUMMARY OF THE INVENTION: The threadless section of the hollow shaft is cylindrical with a diameter equal to the diameter of the thread of a section of smaller diameter and is associated with the thread section of a larger diameter with a conical face. The length of the inner cylindrical surface of the hub is greater than the length of the female threadless section. On the face surfaces there are annular axial shoulders, and on the covering parts x annular grooves. The outer surfaces of the female parts and hubs are conical. On the threaded sections of the shaft and covering parts, the thread is multiple. 4 hp ff, 4 ill. w Ј

Description

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано дл бесшпоночной передачи крут щего момента в соединени х вала с охватывающей детелью в различных отрасл х народного хоз йства, в частности дл соединени тонкостенных деталей.The invention relates to mechanical engineering and can be used for the free transfer of torque at the shaft connections to the enlarging detail in various branches of the national economy, in particular for the connection of thin-walled parts.

Известно бесшпоночное соединение, содержащее ступенчатый вал круглого сечени с двум резьбовыми участками, один из которых выполнен на цилиндрическом концевом участке вала меньшего диаметра, втулку, навинченную на этот участок, ступицу , охватывающую конический участок вала, расположенный между цилиндрическими участками вала большего и меньшего диаметра , причем втулка жестко соединена со ступицей от углового перемещени резьбовым элементом, ввинченным в резьбовоеA keyless connection is known, comprising a stepped round-section shaft with two threaded sections, one of which is made on a cylindrical end section of a shaft of smaller diameter, a sleeve screwed onto this section, a hub enclosing a conical shaft section located between the cylindrical sections of the shaft of larger and smaller diameter, moreover, the sleeve is rigidly connected to the hub from the angular displacement of the threaded element screwed into the threaded

отверстие ступицы, а второй резьбовый участок выполнен на цилиндрическом участке вала большего диаметра и имеет направление резьбы, противоположное первому резьбовому участку. Устройство снабжено дополнительной резьбовой втулкой, установленной на резьбовом цилиндрическом участке вала большего диаметра. Вал в зоне перехода от конического участка к цилиндрическому участку большего диаметра выполнен с конической фаской, а в ступице выполнена заходна фаска, ответна упом нутой конической фаске. Причем во втулке выполнены безрезьбовые сквозные отверсти , соосные отверсти м в ступице, которые также выполнены сквозными. Резьбовой элемент выполнен с дополнительным гладким хвостовиком меньшего диаметра, установленным в соосном отверстии одной из втулок.the hub hole, and the second threaded section is made on the cylindrical section of the shaft of larger diameter and has a thread direction opposite to the first threaded section. The device is equipped with an additional threaded sleeve mounted on the threaded cylindrical section of the shaft of larger diameter. The shaft in the transition zone from the conical section to the cylindrical section of larger diameter is made with a conical chamfer, and a lead-in chamfer is made in the hub, which is in response to the conical chamfer. Moreover, the sleeve has threaded through holes coaxially with holes in the hub, which are also made through. The threaded element is made with an additional smooth shank of smaller diameter, mounted in the coaxial hole of one of the sleeves.

1one

о оoh oh

4 004 00

оabout

Недостатком известного соединени вл етс повышенна материалоемкость, а также то, что при реверсах происходит интенсивный износ.A disadvantage of the known compound is the increased consumption of materials, as well as the fact that intensive wear occurs during reverse.

Целью изобретени вл етс уменьшение материалоемкости и повышение долговечности .The aim of the invention is to reduce material consumption and increase durability.

Данное бесшпоночное соединение имеет меньшую материалоемкость за счет того, что диаметр вала меньше на величину уклона конусной поверхности, на такую же величину тоньше и стенки резьбовой втулки, расположенной у торца вала и ступицы. Повышаетс надежность соединени за счет уменьшени износа сопр гаемых деталей при изменении направлени вращени соединени . Уменьшаетс материалоемкость соединени за счет изготовлени ступицы и втулки конусными. Изготовление резьбовых соединений многозаходными позвол ет также уменьшить материалоемкость соединени .This keyless connection has a lower consumption of materials due to the fact that the diameter of the shaft is smaller by the amount of the slope of the tapered surface, by the same amount thinner than the wall of the threaded sleeve located at the end of the shaft and hub. The reliability of the joint is increased by reducing the wear of the mating parts when the direction of rotation of the joint is changed. The material consumption of the joint is reduced by making the hub and sleeve tapered. Making multiple threaded connections also reduces the material consumption of the connection.

Указанна цель достигаетс тем, что безрезьбовый участок вала выполнен цилиндрическим с диаметром, равным диаметру резьбы участка меньшего диаметра, и сопр жен с резьбовым участком большего диаметра конической фаской, ступица выполнена с внутренней цилиндрической поверхностью длиной, большей длины охватываемого безрезьбового участка, и установлена на нем с возможностью проворо- та относительно продольной оси вала, причем на торцовых поверхност х ступицы выполнены кольцевые осевые бурты, на охваты вающих детал х - ответные или кольце- вые пазы, кроме того, ступица выполнена за одно целое с одной из охватывающих деталей , а их наружные поверхности и ступицы выполнены коническими, меньшие основани которых обращены в сторону торцов вала, на резьбовых участках вала выполнена многозаходна резьба, а на сопр гаемых с ними резьбовых участках охватывающих деталей и ступицы - ответна резьба, вал выполнен полым.This goal is achieved by the fact that the non-threaded shaft section is cylindrical with a diameter equal to the thread diameter of the smaller diameter section and is connected with the threaded section of a larger diameter with a conical face, the hub is made with an internal cylindrical surface longer than the length of the male threadless section, and is mounted on it with the possibility of turning relative to the longitudinal axis of the shaft, with annular axial shoulders made on the end surfaces of the hub, on the enveloping parts - mating or number The grooves, in addition, the hub are made in one piece with one of the surrounding parts, and their outer surfaces and hubs are made conical, the smaller bases of which face the ends of the shaft, on the threaded sections of the shaft there is a multi-thread; They threaded sections covering parts and hub - responsible thread, the shaft is hollow.

На фиг. 1 изображено бесшпоночное соединение; на фиг. 2,3- варианты исполнени ; на фиг. 4 - варианты исполнени резьбы.FIG. 1 shows a keyless connection; in fig. 2,3 variants; in fig. 4 - thread options.

Бесшпоночное соединение содержит ступенчатый вал 1 круглого сечени с двум резьбовыми участками 2 и 3, снабженными резьбой противоположного направлени . Резьбовый участок 2 выполнен на цилиндрическом участке вала большего диаметра, а резьбовый участок 3 - на цилиндрическом . участке вала меньшего диаметра. На резьбовые участки 2 и 3 установлены охватывающие детали в виде резьбовых втулок 4 и 5.The keyless connection comprises a stepped shaft 1 of circular cross section with two threaded sections 2 and 3 provided with threads of the opposite direction. The threaded section 2 is made on the cylindrical section of the shaft of larger diameter, and the threaded section 3 - on the cylindrical. the shaft of a smaller diameter. The threaded sections 2 and 3 are installed covering parts in the form of threaded bushings 4 and 5.

Соединение снабжено ступицей 6, жестко соединенной со втулками 4 и 5 от углового перемещени резьбовыми элементами 7, которые установлены в соосные безрезьбовые отверсти ступицы 6 и одной из втулок и ввинчены в резьбовое отверстие второй втулки. Резьбовые элементы могут быть ввинчены во втулку 4, как показано на фиг. 1, или ввинчены во втулку 5 (не показано), аThe connection is provided with a hub 6, rigidly connected to the sleeves 4 and 5 from the angular displacement of the threaded elements 7, which are installed in coaxial threadless holes of the hub 6 and one of the sleeves and screwed into the threaded hole of the second sleeve. The threaded members may be screwed into the sleeve 4, as shown in FIG. 1, or screwed into the sleeve 5 (not shown), and

0 во втулке 4 изготовлено безрезьбовое отверстие . Кроме того, резьбовые элементы могут быть ввернуты в ступицу 6 с обоих торцов, а в обоих втулках 4, 5 изготовлены безрезьбовые отверсти соосные резьбо5 вым отверсти м в ступице. При этом количество резьбовых элементов 7 удваиваетс . В зоне перехода от цилиндрического участка большего диаметра к цилиндрическому участку меньшего диаметра вал 1 снабжен ко0 нической фаской 8, а ступица 6 выполнена с фаской 9, ответной конической фаске 8 вала 1. Цилиндрический участок вала меньшего диаметра дополнительно снабжен безрезьбовым участком 10, который расположен0 in the sleeve 4 made threaded hole. In addition, the threaded elements can be screwed into the hub 6 at both ends, and in both sleeves 4, 5 there are made threaded holes coaxially threaded with 5 holes in the hub. The number of threaded elements 7 doubles. In the zone of transition from a cylindrical section of a larger diameter to a cylindrical section of a smaller diameter, shaft 1 is provided with a conic chamfer 8, and the hub 6 is made with a chamfer 9, a counter-conical chamfer 8 of shaft 1. The cylindrical shaft section of a smaller diameter is additionally equipped with a threadless section 10, which is located

5 между его резьбовым участком 3 и цилиндрическим резьбовым участком 2 вала большего диаметра. На безрезьбовом участке 10 насажена ступица 6, имеюща возможность свободно совершать поворот в обе стороны5 between its threaded section 3 and the cylindrical threaded section 2 of a shaft of larger diameter. A hub 6 is mounted on the threadless section 10, having the opportunity to freely turn in both directions.

0 относительно продольной оси соединени . Длина внутренней цилиндрической поверхности ступицы больше длины охватываемого безрезьбового участка 10, за счет чего осуществлено соединение ступицы 6 и втул5 ки 5 на резьбовом участке 3. Кроме того, дл центровки втулок относительно ступицы на их стыкуемых торцах могут быть изготовлены кольцевые канавки 11, в которые заход т кольцевые буртики 12. Центровку втулок и0 relative to the longitudinal axis of the joint. The length of the inner cylindrical surface of the hub is greater than the length of the male threadless section 10, thereby connecting the hub 6 and the sleeve 5 to the threaded section 3. In addition, to center the sleeves relative to the hub, annular grooves 11 can be made to center the sleeves t ring shoulder 12. Centering bushings and

0 ступицы можно осуществл ть при помощи . штифтов или точно изготовленных резьбовых элементов 7 и отверстий в ступице и втулках.0 hubs can be made with. pins or precisely made threaded elements 7 and holes in the hub and bushings.

На фиг. 2, 3 изображены соединени , вFIG. 2, 3 shows compounds, in

5 которых ступица выполнена за одно с одной из втулок, за счет чего внутренн цилиндрическа поверхность 13 ступицы 6 снабжена дополнительным резьбовым участком 14 (фиг. 2), охватывающим резьбовый участок 25 of which the hub is made in one of one of the bushings, whereby the inner cylindrical surface 13 of the hub 6 is provided with an additional threaded portion 14 (FIG. 2) covering the threaded portion 2

0 вала большего диаметра, если на резьбовом участке 3 меньшего диаметра установлена втулка 5 или снабжена дополнительным резьбовым участком 15 (фиг. 3), охватывающим резьбовый участок вала 3 меньшего0 of a shaft with a larger diameter, if the sleeve 5 is installed on the threaded section 3 of a smaller diameter or is provided with an additional threaded section 15 (FIG. 3), which covers the threaded section of the shaft 3 of a smaller

5 диаметра, если на резьбовом участке 2 вала большего диаметра установлена втулка 4, при этом ступица 6 должна быть снабжена заходной фаской 9. Соединение ступицы и втулки осуществлен о резьбовыми элементами 16, ввернутыми в резьбовые отверсти 05 diameter, if the threaded section 2 of a shaft of larger diameter is fitted with a sleeve 4, while the hub 6 must be equipped with a lead-in chamfer 9. Hub and sleeve are connected to the threaded elements 16 screwed into the threaded holes 0

ступицы 6 (фиг. 2), а при установке ступицы на конце вала (фиг. 3) целесообразно резьбовые элементы 17 вворачивать в резьбовые отверсти втулки 4, а в ступице 6 изготовить безрезьбовые отверсти .The hub 6 (Fig. 2), and when installing the hub at the end of the shaft (Fig. 3), it is advisable to screw the threaded elements 17 into the threaded holes of the sleeve 4, and in the hub 6 to make threaded holes.

На фиг. 2 и 3 площади поперечных сечений ступицы и резьбовых втулок увеличиваютс .от их открытых торцов к середине соединени . Измен ть площади поперечных сечений целесообразно на длине резь- бовых участков. Это св зано с тем, что расклинивающее уо/пие в соединении растет от его открытых торцов, снабженных резьбовыми участками, к его середине на длине этих резьбовых участков. Так как у торцов это усилие практически равно нулю, а в конце резьбового участка оно имеет максимальную величину. Величина расклинивающего усили посто нна во всех сечени х соединени , расположенных между его резьбовыми участками.FIG. 2 and 3, the cross-sectional areas of the hub and the threaded bushings increase from their open ends to the middle of the joint. It is advisable to change the cross-sectional area over the length of the threaded sections. This is due to the fact that the proppant in the joint grows from its open ends, provided with threaded sections, to its middle along the length of these threaded sections. Since the ends of this force is almost zero, and at the end of the threaded section, it has a maximum value. The magnitude of the wedging force is constant in all cross sections of the joint located between its threaded sections.

На фиг. 2 показана установка соединени в средней части вала, где тонкими лини- ми показано продолжение вала за соединением. Кроме того, в данном соеди- нении вал 1 изготовлен полым, например, из трубы.FIG. Figure 2 shows the installation of the joint in the middle part of the shaft, where the thin lines show the continuation of the shaft behind the joint. In addition, in this connection, shaft 1 is made hollow, for example, from a tube.

На фиг. 4 изображена однозаходна резьба 18 (сечение 0-0), двухзаходна резьба 19 (сечение Oi-Oi) и трехззходна резьба 20 (сечение 02-02), где Ро - окружное уси- 3Vie, приложенное на среднем диаметре резьбы, которое одинаково во всех трех случа х; Рр- расклинивающее усилие; а- угол наклона витка однозаходной резьбы отно- сительно секущей плоскости 0-0. У двухза- ходной резьбы угол наклона ее витка относительно секущей плоскости практически в два раза больше угла наклона витка относительно секущей плоскости, чем у од- нозаходной резьбы. У трехзаходной резьбы эта величина больше почти в три раза. Расклинивающее усилие меньше у двухзаход- ной резьбы и еще меньше у трехзаходной резьбы по сравнению с однозаходной резь- бой.FIG. 4 shows a single-thread 18 (section 0-0), a two-thread 19 (section Oi-Oi) and a three-way thread 20 (section 02-02), where Po is the circumferential force 3Vie applied on the average diameter of the thread, which is the same in all three cases x; Pp - propping force; a is the angle of inclination of the single-thread thread coil relative to the cutting plane 0-0. For a two-way thread, the angle of inclination of its turn relative to the section plane is almost twice the angle of inclination of the turn relative to the section plane than that of a single-way thread. In the three-way thread, this value is almost three times larger. The wedging force is smaller for a two-way thread and even less for a three-way thread as compared to a single-way thread.

Соединение работает следующим образом .The connection works as follows.

При вращении вала 1 крут щий момент через резьбовые втулки 4, 5 передаетс на ступицу б, в результате чего втулки стрем тс провернутьс на резьбовых участках 2, 3 вала 1. Втулки имеют возможность провернутьс на некоторый угол за счет наличи в резьбовых соединени х зазоров, при этом они стрем тс переместитьс навстречу друг другу или разойтись, но так как при встречном движении они упираютс с обоих торцов в ступицу, а разойтись им преп тствуют резьбовые элементы 7, то они расклиниваютс на валу и передают крут щий момент . При наращивании крут щего момента происходит у пру га деформаци резьбовых соединений и остальных элементов соединени , что способствует уменьшению динамических нагрузок при работе машины и механизмов. При смене направлени вращени снимаетс упруга деформаци , затем втулки вхолостую проворачиваютс в обратном направлении и после выборки зазоров происходит их расклинивание, после чего соединение передает крут щий момент в обратном направлении.When the shaft 1 rotates, the torque through the threaded bushings 4, 5 is transmitted to the hub b, as a result of which the bushings tend to rotate on the threaded sections 2, 3 of the shaft 1. The bushings have the ability to rotate at a certain angle due to the gaps in the threaded connections at the same time, they tend to move towards each other or disperse, but since they run against both ends of the hub when they move in opposite directions, and threaded elements 7 prevent them from disengaging, they wedge on the shaft and transmit the torque. When increasing the torque occurs at the rod, the deformation of the threaded connections and other elements of the connection, which helps to reduce dynamic loads during operation of the machine and mechanisms. When the direction of rotation is changed, the elastic deformation is removed, then the sleeves idly rotate in the opposite direction and after sampling the gaps they wedge, after which the connection transmits the torque in the opposite direction.

При вращении ступицы в ту или другую сторону передача крут щего момента осуществл етс в обратном направлении.When the hub rotates in one direction or the other, the torque is transmitted in the opposite direction.

Соединени , изображенные на фиг. 2.3. работают аналогичным образом.The compounds depicted in FIG. 2.3. work in a similar way.

Claims

1. A keyless connection comprising a shaft with two opposite directions of threaded sections of larger and smaller diameters and a threadless section located between them, the female parts mounted on the shaft and the hub fixed by means of threaded elements, which are different in that they reduce the material intensity and increase durability, the threadless screw section of the shaft is cylindrical with a diameter equal to the thread diameter of the smaller diameter section, and is associated with the threaded section a larger diameter conical chamfer, the hub is made with an inner cylindrical surface of a length greater than the length of the male threadless section, and is mounted on it with the possibility of turning relative to the longitudinal axis of the shaft, with annular axial shoulders made on the hub face surfaces, and annular grooves.

2. The connection according to claim 1, of which is that the hub is made in one piece with one of the covering details.

3. The connection according to claim 1, characterized in that the outer surfaces of the female parts and the hub are made conical, the smaller bases of which face the ends of the shaft.

4. Connection pop. 1, characterized in that, in order to reduce the propping force, a multiple thread is made on the threaded sections of the shaft, and a matching thread on the threaded sections of the engaging parts and the hub associated therewith.

5. The connection according to claim 1, characterized in that the shaft is hollow.

/five

te.3

cxi

#