Узел соединения стержневых элементов

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при соединении трубчатых стержневых элементов в единый узел, в частности, при создании пространственных конструкций. Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей за счет обеспечения самоустановки стержневых элементов относительно соединительной детали при одновременном снижении материалоемкости и повышенной жесткости и надежности конструкции в целом . Узел содержит соединительную деталь 1 сферической формы с резьбовыми отверстиями , трубчатые стержневые элементы k с коксиальными крепежными отверстыми 3, сопряженные своими участками торцовых поверхностей с опорными поверхностями 5, выполненными в виде тел вращения и расположенными вне зоны, ограниченной сферической поверхностью. При сборке узла, завинчивая крепежный элемент 6, установленный с возможностью самоустановки во втулке 4 стержневой элемент -2 ориентируется относительно опорной поверхности 5. тем самым обеспечивается его самоустановка относительно детали 1. Определенным взаимосвязанным подбором диапазонов геометрических параметров соответствующих элементов конструкции обеспечивается сзмоустановка стержневых элементов в строго заданных пределах, регламентируемых техническими условиями на эксплуатацию конструкции данного типа. 4 з.п. ф-лы. 1 ил. (Л С

союз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з F 16 В 7/00, Е 04 В 1/58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ФРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4739717/27 (22} 02.10.89 (46) 15.06.91. Бюл. hh 22 (75) Ь.A.Ïóøêèí (53) 621.88.086 (088.8) .(56) Патент ФРГ Ф 2246478, кл. Е 04 В 1/58, опублик. 1983. (54) УЗЕЛ .СОЕДИНЕНИЯ СТЕРЖНЕВЫХ

ЭЛЕМЕНТОВ (57} Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при соединении трубчатых стержневых элементов в единый узел. в частности, при создании пространственных конструкций. Цель изобретения " расширение эксплуатационных возможностей за счет обеспечения самоустановки стержневых элементов относительно соединительной детали при одновременном снижении материалоемкости и повышенной жесткости и надежности конструкции в целом. Узел содержит соединительную деталь,, А2„, 1656196 А1

1 сферической формы с резьбовыми отварстиями, трубчатые стержневые элементы i с коксиальнцми крепежными отверстьюм

3, сопряженные своими участками торцовых поверхностей с опорными поверхностями 5, выполненными в виде тел вращения и расположенными вне зоны, ограниченной сферической поверхностью. При сборке узла, завинчивая крепежный элемент 6, установленный с возможностью самоустановки во втулке 4., стержневой элемент 2 ориентируется относительно опорной поверхности 5, тем самым обеспечивается его самоустановка относительно детали 1. Определенным взаимосвязанным подбором диапазонов геометрических параметров соответствующих элементов конструкции обеспечивается самоустановка стержневых элементов в строго заданных. пределах. регламентируемых техническими условиями на эксплуатацию конструкции данного типа. 4 э.п. ф-лы. 1 ил, 20

50

Изобретение относится Iñ машиностроению и может быть использовано при соединении трубчатых стержневых элементов в единый узел, в,частности, при создании пространственных конструкций, Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей за счет обеспечения самоустановки стержневых элементов относительно соединительной детали, в процессе. затяжки крепежных элементов, при одновременном снижении материалоемкости, повышении жесткости и надежности конструкции в целом.

На чертеже показан узел в сборке, продольный разрез.

Узел, содержит соединительную деталь

1 с резьбовыми отверстиями, трубчатые стержневые элементы 2 с коаксиально выполненными крепежными отверстиями 3 ва втулке 4, сопряженные своими коническими торцами с опорной поверхностью 5, выполненными в виде тел вращения. Стержневой элемент 2 зафиксирован относительно соединительной детали 1 посредством крепежного элемента 6, установленного в отверстии 3 втулки 4 с радиальным зазором. равным 0,02 — 0,06 радиуса соединительного элемента. При этом, наружный диаметр Д опорной поверхности 5 в месте ее сопряжения со сферической поверхностью детали 1 составляет 1,05-1,1 от d максималы ага торцового диаметра стержневого элемента, который в свою очередь равен ",3-0.9F.:. радиуса соединительной детали, а угол а . наклона поверхностей 5 к оси симметрии в зоне контакта с опорной поверхностью элементов 2 составляет преимущественно 3045, т.е. превышает угол трения.

При сборке узла, завинчивая крепежный элемент 6, трубчатый стержневой элемент 2, за счет выполнения опорной поверхность i в виде тела вращения, на° личия зазора! и обеспечения возможности самоустановки элемента 6 относительно собственной опорной поверхности, ориентируется > осительно наклонной поверхности 5, тем самым обеспечивается ега самоустановка относительно соединительной детали 1, При этом при выполнении угла наклона участка поверхности сопряжения стержневого элемента к его продольной аси большим угла наклона опорной поверхности 5 в зоне сопряжения со стержневым элементом, увеличивается точность позиционирования соединяемых деталей (при выполнении поверхности 5 конической) вследствие замены поверхностного контакта между ними линейным.

Заявленные интервалы геометрических параметров элементов соединения являются оптимальными и при выходе одного из них за сваи пределы поставленная цель достигаеться не будет, что подтверждается эмпирическим путем. При этом при соблюдении выше указанных диапазонов исключается вазможность отклонения стержневого элемента от строго радиального направления на угол, превышающий предельно допустимый, регламентируемый техническими условиями по эксплуатации пространственных конструкций подобного рода, Это обеспечивается тем, что при отклонении элемента 2 на угол, равный предельнодопустимому, осуществляется контакт кромки торцовой поверхности элемента 2 со сферической поверхностью детали 1, после чего соединение становится практически абсолютна жестким н направлении дальнейшего отклонения, Таким образом, предложенное техническое решение позволяет при повышении жесткости узла и конструкции в целом, уменьшить ега материалаемкость, так как отсутствует необходимость усиливать стержневые элементы, обеспечить.самоустановку стержневого элемента относительно соединительной детали в заданных пределах, Предложенный узел также более технологичен в изготовлении. так как в известных . технических решениях необходимо обрабатывать всю сферическую поверхность, что требует специального оборудования, а в предложении заявителя обработке подлежат только опорные поверхности, что осу-. ществляется, например, фасонной фрезай при свеалении резьбовых отверстий за один проход. Кроме того, если в известных решениях поверхностью сопряжения (контактная поверхность стержневого элемента соединительной деталью) является только проекция от торца стержневого элемента на одну единственную зону соединительной детали (вследствие отсутствия самоустановки), то в заявленном техническом решении поверхностью сопряжения служит любая зона спорной поверхности, выполненной в виде поверхности вращения.

Формула изобретения

1. Узел соединения стержневых элементов, содержащий соединительную деталь сферической формы с крепежными отверстиями и трубчатые стержневые элементы с коаксиальными крепежными отверстиями, сопряженные своими коническими торцами с опорными поверхностями соединительной детали в зоне крепежных отверстий. в которые установлены крепежные элементы. о т л .и ч а ю ш, и и с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможна

1656196

Составитель А. Храмцов

Техред M.Mîðråíòàë Корректор А. Осауленко

Редактор М. Товтин

Заказ 2039 Тираж 441 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Г КНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина, 10! стей за счет обеспечения самоустановки стержневых элементов относительно соединительной детали в процессе затяжки крепежных элементов, при одновременном снижении материалоемкости и повышении 5 жесткости и надежности конструкции в целом. опорные поверхности соединительной детали выполнены в виде поверхностей вращения, расположенных вне зоны ограниченной сферической поверхности соеди- !0 мнительной детали и соосных с осями крепежных отверстий последней, угол наклона укаэанных поверхностей вращения к их осям симметрии в зоне контакта с опорной поверхностью трубчатых стержневых эле- 15 ментов превышает угол трения для пары материалов, из которых выполнены укаэанные поверхности, а их наружный диаметр в месте сопряжения со сферической поверхностью соединительной детали составляет 20

1,05-1,1 от максимального торцового диаметра стержневого элемента. равного 0,8—

0,98 радиуса соединительной детали, при этом крепежные элементы установлены в крепежных отверстиях стержневых элементов с радиальным зазором. равным 0,020,06 от радиуса соединительного элемента с воэможностью самоустановки относительно собственной опорной поверхности.

2.Узел поп.1,отличающийся тем, что укаэанный угол наклона поверхностей вращения составляет 30 — 45 .

3. Узел по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем. что поверхности вращения выполнены конической формы.

4. Узел по пп.1 и 2, о т л и ч а ю ьци йс я тем, что поверхности вращения выполнены сферической формы, 5. Узел по пп 1 и 2 или 3, от л и ч а юшийся тем, что угол наклона участка поверхности сопряжения стержневого элемента к его продольной оси больше угла наклона поверхности вращения в зоне сопряжения со стержневым элементом.