Призматическая шпонка
Изобретение относится к машиностроению , в частности к соединениям, передающим вращающий момент. Цель расширение функциональных возможностей . Призматическая шпонка состоит из четырех частей, каждая из которых выполнена в виде двухскосного клина. Разъемы клиньев располржены в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Плоскости разъема делят шпонку в вертикальной и горизонтальной плоскостях в пропорции золотого сечения. Шпонка может быть применена для передачи комбинированной нагрузки для валов различного диаметра. Эффект достигается за счет увеличения несущей способности всего соединения. 3 ил,
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК ((9) (1 f) (л)я F 16 В 3/06
ГОСУДАР СТВ ЕННЫ Й КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "" зом
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
{21) 4795670/27 (22) 19,12.89 (46) 15.09.91. Бюл. N 34 (71) Азербайджанский политехнический институт им. Ч. Ильдрыма (72) H. С. Алиев и С. М.-С. Мириев (53) 621.88.886(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N 370381, кл. F 16 В 3/06, 1971. (54) ПРИЗМАТИЧЕСКАЯ ШПОНКА (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к соединениям, передающим вращающий момент. Цель
Изобретение относится к машиностроению, в Частности к соединениям, передающим крутящий момент и осевую силу с помощью призматических шпонок.
Цель изобретения — расширение функциональных возможностей, а также увеличение несущей способности соединения в целом.
На фиг, 1 показано шпоночное соединение вала ступицы с предлагаемой конструкцией шпонки, состоящей из четырех частей; на фиг. 2 — различные варианты осуществления номинального натяга в горизонтальном направлении; на фиг. 3 — то же, в вертикальном направлении.
Соединение работает следующим обраШпонка размещается в пазу вала и ступицы, где предусмотрен радиальный зазор.
Шпонка состоит из составных частей 1, 2, 3 и 4. Если соединение передает только вращающий момент Т, то шпонка может быть насажена свободно, т.е. на рабочих гранях расширение функциональных возможностей, Призматическая шпонка состоит из четырех частей, каждая из которых выполнена в виде двухскосного клина. Разъемы клиньев распол()жены в вертикальной и горизонтальной плоскостях, Плоскости разъема делят шпонку в вертикальной и горизонтальной плоскостях в пропорции "золотого . сечения". Шпонка может быть применена для передачи комбинированной нагрузки для валов различного диаметра, Эффект достигается за счет увеличения несущей способности всего соединения. 3 ил, шпанки не создается определенный натяг.
В том случае, когда размеры шпанки не позволяют передавать вращающий момент, то смещением частей 1 и 2 s плюсовом направлении дополнительно создается номинальный натяг в вертикальном направлении, который позволяет передать всю нагрузку Т.
Если кроме крутящего момента Т действует осевая сила А(например, для косозубых колес), которая незначительна по сравнению с Т (т,е, А = (0,1 — 0,2)Т), то смещением частей 2 и 4 в плюсовом направлении создается номинальный натяг в горизонтальном направлении, так как увеличивается параметр Ь (ширина шпонки), который с помощью сил трения будет передавать осевую силу, Для случая, когда осевая сила значительна по сравнению с крутящим моментом (А> 0,2T}, номинальный натяг в боковых гранях может быть недостаточным, и увеличение era может привести к значительному увеличению концентрации напряжений во входящих углах шпоночного паза на валу, 1677381 1 «(p
7 где оЪ и Qh соответственно углы канусности в вертикальной и в горизонтальной пло- 40 скостях, Ь1, b2 и h1, h2 — соответственно длина Оснований клиньев в вертикальной и
B Горизонтальной плоскостях.
Если определить, что полная ширина Ь или полная высота Ь шпанки разделена в -Гб пропорции "золотого сечения". та будем иметь
b1=0,5(f5 -1) Ь > 0,62 ° Ь
hi=0,5(Ъ/5-1) h ъ 0,62 h или
Ь2 = Ь b = 0,38 Ь
h2 = Ь h1 = 0,38 и тогда
1:Ъ = BI Ctg (0,24 — ) < rP
50
1217 == BI Y g (0,24 — ) «< - P
Тогда смещением части 1 шпанки в пл1осавам направлении достигается номинальный натяг в вертикальном направлении после выборки радиального зазора, так как увеличивается параметр h (высота шпанки). Для 5 указанного случая часть 3 шпанки не смещена, натяг возникает только в вертикальном направлении частей 1 и 3, В вертикальном направлении частей 2 и 4 натяг не возникает, что благоприятно отражается на работе 10 всего соединения. Так как площадь соприкасающихзя поверхностей прямо пропорциональна силам трения, то, комбинируя смещение частей шпанки в различных вариантах, можно с помощь10 шг1онки переда- 15 ват1 значительные нагрузки, не меняя ее, геометрические размеры, С целью предотвращения ослабления натяга в вертикальной или в горизонтальной плоскостях шпанки при относительном 20 смещении ее частей ва время работы (например, в минусовом направлении) необходимо соблюдение условия самотормажения клиньев относительно друг друга, т,е, угол трения (о изменяющийся в пределах 8 —,14 „. 25 должен быть больше угла конусности клиньев аЬ или О: hi
Так как угол конусности а является функцией Геаметри;ec:< >(пар-,"ì:eòpîB шпанки Ь = Ь; + Ьг; h == Il + hz u t., то д" .я, .,1 условия полного саматарм:>>кенич им881,, f
Очевидна, что а1> y aI> если Ь р h, ИзВестно, чта ДлЯ cTGHPBPTHblx LH10IIQI( всегда выполняется условие f» (Ь или h), т.е, при любых значениях величин Ь и h условия самотарможения будут выполняться в случае, если Ь1 = 0,62 b и h1 = 0,62 ° h (золотое сечение), Например, для стандартной шпанки с размерами сечения Ь 12 мм и
h 8 мм необходимо разрезать в следуюших пропорциях Ь1 = 7,5 мм, bz = 4,5 мм и h< = 5 0 мм, hz = 3,0 мм, чтобы выполнялось условие самотармажения клиньев, Предлагаемая конструкция шпанки позволяет использовать ее в широком диапазоне диаметров вала, Так, перемещая асти
11 N 2 vl>IVI 2 M ч B ми -1усовам нап!>авлен1",и. мОжнО уменьшить cÎQTBGTcтьен110 парэ метр h или параметр Ь, что даст Вгзможность применить одну и ;у ><; шпа «(y для валов различн010 диаметра. Она также позволяет перемегдением 88 различных 1астей уменьшить влияние не1очнастей
ИЗГОТОВЛ8НИЯ ШПОНОЧНЫХ Па=. (>!I БВЛа И СТУпицы (увели ивается -„Qiiócê) на прочность
СО8ДИНЕНИЯ, Использование: ехничес
Гн>очна b„ IIcпальза:::BHl,le Орной шпонки
ЦЛЯ Бал ОВ P JB!1!Ë .ilIQГ(ДИ;:,:,;8 ГРа, ВОЗ,"->Ожнасть создания намин« льнОГО натяГВ как В
Гсризантальнай TGK и В Ве, >тикальнОй плаcI;".>cTÿõ, пОВыш8ние Hec7 щей спасааности
Вала и ступицы В связй с увелич81-1ием их площади полезного сопра . . аления в сечении паза Г1ад шпанку, простата изГатавления шпанки (призматическая шпанка д871ится на четыре части).
> 0 р M у л а Yi з с, б p P т 8 I-i „; Я
Призматическая шпанка, садер>кащая ри клиновых злемента, плсскость разьема папзречнОГО сечения дВух из кОтарых распало>кена горизонтальна, а плоскость разьема TpeTbe "О клина с указан ной парой распала>к-,на Верти:87!bHQ, о т л и -: а IQ щ аз с я тем, чта, с целью расширения функциОнальных Вазможностей, и уВеличсl1ия несущей способности, третий клин Выполнен с..ставным из дв х алеме TQB, плоскость разьема которых совладает с плосксстью разьема первой из указанных пары клиновых элементов, ка>кдый из клиновых злем HTQB ВЬ1палнен двухскосным, а плоскости разъема делят шпанку в вер-икальной и B
i0ðêBQHT8ëbH0é плоскостях В пропорции золотагс сечения", 1677381
1677381
Составигель Н. Бухарев
Редактор M. Васильева Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Э. Лончакова
Заказ. 3099 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, )К-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101
