Соединение ступицы с валом
Полезная модель относится к области двигателестроения, а именно к соединениям деталей машин для передачи мощности (крутящего момента). Технический результат - выполнение надежного стопорения с силовым замыканием ступицы с валом посредством конусной зажимной втулки при сохранении компактности соединения и минимальном количестве входящих деталей. Для этого соединение осуществляется при помощи упорной шайбы, стяжного болта и одной конусной зажимной втулки, имеющей полезную длину L2, на которой происходит действительное силовое замыкание вала и ступицы. Длина L 2 зависит от общей длины L3 зажимной втулки и определяется соотношением L2=L 3a, где а=0,65-0,99, кроме того, ширина L 1 ступицы зависит от внутреннего диаметра D и определяется соотношением L1=b D, где b=0,45-1,25. Для обеспечения точной угловой фиксации вала при посадке ступицы в его опорной шейке выполнено установочное радиально расположенное цилиндрическое отверстие.
Полезная модель относится к области двигателестроения, а именно к соединениям деталей машин для передачи мощности (крутящего момента).
Известно конусообразное соединение между такими деталями как ступица и вал или ось прессовой насадкой с образованием соединения с помощью анаэробного клея, наносимого в зазор между сопрягаемыми деталями, для силовой передачи (патент США №5,188,478 Int. C15: B 25 G 3/34, дата публикации - 23.02.1993 г.).
Недостатком такой конструкции является то, что образуется неразъемное соединение, которое при демонтаже ступицы с вала требует применения специальной установки для нагнетания и подачи жидкости под высоким давлением в конусный стык, а так же необходимости тщательной очистки от остатков клея при повторной сборке, что трудоемко и экологически небезопасно, так как может быть выполнено при помощи растворителей или пескоструйной обработки.
Наиболее близкой конструкцией соединения ступицы с валом того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является конструкция, где зажимной блок содержит внутреннюю зажимную втулку с конической наружной поверхностью, которая вставляется в наружную зажимную втулку с конической внутренней поверхностью и соединенную с наружной зажимной втулкой при помощи накидной гайки (патент Германии №10112473 Int. C1.7 : F 16 D 1/08, дата публикации -05.12.2002 г.).
Основными недостатками известной конструкции, принятой за прототип, являются высокая технологическая сложность как минимум двух
элементов: наружной конусной втулки с резьбовой поверхностью и накидной гайки, имеющей внутреннюю глухую резьбу, а также высокая вероятность проворачивания зажимного блока вместе с накидной гайкой без силового замыкания ступицы с валом при монтаже ступицы, так как наружная втулка, не имеющая стопора, может вращаться вместе с накидной гайкой, и, таким образом, цель применения данного зажимного блока может быть не достигнута.
Сущность полезной модели - оптимизация соединения ступицы и вала для использования в двигателестроении, например для передачи крутящего момента от ступицы звездочки привода к распределительному валу.
Технический результат - выполнение надежного стопорения с силовым замыканием ступицы с валом посредством конусной зажимной втулки при сохранении компактности соединения и минимальном количестве входящих деталей.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в соединении ступицы с валом, содержащем вал, ступицу и крепежные элементы, отличительной особенностью является то, что данное соединение осуществляется при помощи упорной шайбы, стяжного болта и одной конусной зажимной втулки, имеющей полезную длину l2, на которой происходит действительное силовое замыкание вала и ступицы. Длина L2 зависит от общей длины L3 зажимной втулки и определяется соотношением L2=L 3a, где a=0,65-0,99, кроме того ширина l 1 ступицы зависит от внутреннего диаметра D и определяется соотношением L1=b D, где b=0,45-1,25. Для обеспечения точной угловой фиксации вала при посадке ступицы в его опорной шейке выполнено установочное радиально расположенное цилиндрическое отверстие.
На чертеже представлено: на фигуре 1 изображен продольный разрез соединения ступицы с валом на конусной зажимной втулке, на фигуре 2 изображен поперечный разрез данного соединения.
Соединение в себя включает: 1 - вал, 2 - установочное отверстие, 3 - ступица, 4 - конусная зажимная втулка, 5 - болт стяжной, 6 - упорная шайба, 7 - продольные канавки конусной втулки, 8 - продольный разрез конусной втулки.
Работа соединения осуществляется следующим образом. При заворачивании стяжного болта 5 в резьбовое отверстие, расположенное в хвостовике вала 1, угловое положение которого предварительно зафиксировано съемным штифтом в установочном отверстии 2, создаваемое болтом 5 осевое усилие воздействует на упорную шайбу 6, через нее на торец зажимной втулки 4 со стороны большего основания конуса. Перемещаясь относительно конусной поверхности хвостовика вала 1, зажимная втулка 4, снабженная для более легкого расширения тремя продольными канавками 7 и одним продольным разрезом 8, осуществляет посредством силового замыкания жесткое соединение ступицы 3 с валом 1. Конический угол зажимной втулки 4, находящийся в пределах от 1:5 до 7:24, соотношение общей длины L3 зажимной втулки, внутреннего диаметра D, ширины l1 ступицы 3 и полезной длины L2 зажимной втулки 4, на которой происходит контакт с силовым замыканием, обеспечивают надежное стопорение упомянутых деталей при работе узла под нагрузкой и одновременно сохраняют возможность осуществления легкого демонтажа при разборке, так как данный зажимной блок выполнен без самоторможения, что означает отсутствие заедания зажимной втулки 4 при ослаблении предварительной затяжки болта 5.
Преимущество заявляемой полезной модели состоит в том, что по сравнению с известными соединениями повышается надежность стопорения с силовым замыканием ступицы с валом посредством конусной зажимной втулки.
1. Соединение ступицы с валом, содержащее вал, ступицу и крепежные элементы, отличающееся тем, что соединение осуществляется при помощи одной конусной зажимной втулки, упорной шайбы и стяжного болта, причем наружный диаметр упорной шайбы меньше диаметра посадочного отверстия в ступице.
2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что длина L2 конусной зажимной втулки, на которой происходит действительное силовое замыкание вала и ступицы, зависит от общей длины L 3 зажимной втулки и определяется соотношением L 2=L3a, где а=0,65-0,99, кроме того, ширина L1 ступицы зависит от внутреннего диаметра D и определяется L1=b D, где b=0,45-1,25.
3. Соединение по п.1, отличающееся тем, что в опорной шейке вала выполнено установочное радиально расположенное цилиндрическое отверстие.
