Соединение валов

 

Использование: в машиностроении для соединения валов. Изобретение позволяет повысить надежность работы соединения валов. Соединительный элемент в виде цилиндрического стержня 3 (С) расположен в осевом зазоре между взаимообращенными торцами соединяемых соосных валов (В) 1 и 2 и входит профилированными концами, образованными дугами окружностей в двух взаимно перпендикулярных направлениях, в ответные пазы на торцовых поверхностях В 1 и 2. В одном из упомянутых направлений диаметр окружности равен длине С 3, в другом превышает указанную длину. Осевое сверление в С 3 обеспечивает смещение центра тяжести относительно продольной оси симметрии стержня. При перекосе С 3 он возвращается в первоначальное, соосное с валами положение за счет действия неуравновешенных моментов от центробежных сил. 3 ил.

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (19) RU (11) 2ОО3865 С4. (51) О (21) 5002136/27 (22) 01.07.91 (46) 30.11.93 Бюл. Мя 43 — 44 (76) Шишкарев Михаил Павлович (54) СОЕДИНЕНИЕ ВАЛОВ (57} Использование: в машиностроении для соеди— нения валов. Изобретение позволяет повысить надежность работы соединения валов. Соединительный элемент в виде цилиндрического стержня 3 (С) расположен в осевом зазоре между взаимообращенными торцами соединяемых соосных валов (В)

1 и 2 и входит профилированными концами, образованными дугами окружностей в двух взаимно перпендикулярных направлениях, в ответные пазы на торцовых поверхностях В 1 и 2. В одном из упомянутых направлений диаметр окружности равен длине С 3, в другом превышает указанного длину.

Осевое сверление в С 3 обеспечивает смещение центра тяжести относительно продольной оси симметрии стержня. При перекосе С 3 он возвращается в первоначальное, соосное с валами положение за счет действия неуравновешенных моментов от центробежных сип. 3 ил.

2003865

55

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для передачи вращения между соосными валами, Известно соединение валов. содержащее соединительный элемент, установленный в осевом зазоре между взаимообращенными торцами соединяемых валов, профилированные концы которого расположены в ответных пазах, выполненных на торцовых поверхностях валов(авт, св, СССР %337571, кл. F 1601/02, 1971).

Недостатком устройства является сложность конструкции, монтажа и демонтажа и невысокая рабочая частота вращения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является соединение валов, содержащее соединительный элемент в виде цилиндрического стержня. установленный в осевом зазоре между взаимообращенными торцами валов, профилированные концы которого расположены в ответных пазах торцовых поверхностей валов и образованы в двух взаимно перпендикулярных направлениях дугами окружностей, диаметр одной из которых равен длине стержня, диаметр другой превышает указанную длину, а центр тяжести стержня смещен относительно его поперечной оси симметрии (1).

Недостатком устройства является недостаточно высокая надежность работы, не исключающая возможность выхода соединительного элемента из зацепления в условиях колебаний и вибраций, действующих в приводе, Цель изобретения — повышение надежности работы соединения валов, Это достигается тем, что в соединении валов, содержащем соединительный элемент в виде цилиндрического стержня со смещенным центром тяжести. установленного в осевом зазоре между взаимообращенными .торцами валов, профилированные концы которого расположены в ответных пазах торцовых поверхностей валов и образованы в двух взаимно перпендикулярных направлениях дугами окружностей, диаметр одной из которых равен длине стержня, диаметр другой превышает указанную длину, центр тяжести стержня смещен относительно его продольной оси симметрии.

На фиг, 1 изображено соединение валов, общий вид, на фиг, 2 — то же. план; на фиг. 3 — расчетная схема при перекосе стержня.

Соединение валов содержит установленный в осевом зазоре между торцами соединяемых соосных валов 1 и 2 соединительный

50 элемент в виде цилиндрического стержня 3, Профилированные концы стержня в двух взаимно перпендикулярных направлениях образованы дугами окружностей: диаметр окружности в плоскости фиг. 1 равен длине стержня, а диаметр окружности в плоскости фиг. 2 превышает длину стержня, и расположены 8 ответных пазах торцовых поверхностей валов 1 и 2, Центр тяжести стержня 3 смещен относительно его продольной оси симметрии, для чего в стержне выполнено осевое отверстие, ось которого не совпадает с продольной осью симметрии стержня (фиг, 1).

Работа осуществляется следующим образом. После монтажа привода (не оказан), выверки и закрепления узлов, несущих сое диняемые валы 1 и 2 стержень 3 вводится в осевой зазор между валами в положении, показанном на фиг. 1 тонкими линиями, Затем стержень поворачивается на 90, в результате чего его профилированные концы входят в пазы валов.

При работе случайный перекос стержня устраняется автоматически путем действия неуравновешенных центробежных сил, что подтверждается следующими расчетами.

Рассмотрим фиг. 3, на которой дана схема перекоса стержня 3, Представляя последний в виде 2-х масс одинаковой величины, центры тяжести которых ðàñïîложены в точках А и В, равноотстоящих при отсутствии перекоса от продольной оси симметрии стержня 3 MM и поперечной оси симметрии ОЕ. Очевидно, что центробежные силы указанных масс, являющиеся следствием наличия эксцентриситета ОС, будут в данный период одинаковы, Пусть стержень 3 располагается между валами с перекосом (повернут в направлении против часовой стрелки), угол которого равен р, Центры тяжести масс для данного положения перемещаются в точки 0 и F.

Установим величину центробежных сил Qi и

Qz, вызываемых массами, и моменты этих сил относительно поперечной оси симметрии стержня, т,е. относительно точки О.

Из схемы находим величины упомянутых моментов:

T>=O1 х 0Е, Tz=Oz x KF (1)

Из треугольников ДОЕ и KOF находим:

DE = OD sin { агсз!и — — p), (2)

АС

KF = OF sin (arcs in — + rp ) . (3)

АС

2003865 (4) 01=Ц х ОЕ, аг=ц х ОК, (5) (8) Т1

При выводе выражений (2) и (3) использовано очевидное A0=0D, OF=OD и АС=АВ.

Соответственно находим центробежные силы: где — (— ); G — величина, равная поло6 ® г. 10

30 вине веса стержня 3; g — ускорение силы тяжести; и — частота вращения, Из треугольников ДОЕ и KOF находим:

OE =00 cosP =00 соз (arcsin — — P), (6)

АС

ОК = OF сов) = 00 cos (arcsln — + P) . (7)

АС

OD 20

Подставив полученные выражения (6) и (7) в (1), имеем, с учетом выражений (2) и (3), (4) и (5): у 00 sin 2 (arcsin

АС

Формула изобретения

СОЕДИНЕНИЕ ВАЛОВ, содержащее соединительный элемент в виде цилиндрического стержня со смещенным центром тяжести, установленного в осевом зазоре между взаимообращенными торцами валов, профилированные концы которого расположены в ответных пазах торцевых

40 у OD sin 2 (arcsln — — — +p)

AC

Тг =

00 (a)

Сравнительный анализ выражений (8) и (9) показывает, что Tz>T>, Следовательно, на стержень 3 действует неуравновешенная система моментов, стремящаяся повернуть стержень в направлении по часовой стрелке, т.е. устранить перекос. Благодаря этому стержень 3 даже в условиях колебаний и вибраций будет занимать соосное с валами

1 и 2 положение, что исключает возможность выхода его из зацепления с валами и повышает надежность работы.

Величина смещения центра тяжести стержня 3 относительно его продольной оси симметрии выбирается в каждом конкретном случае с учетом рабочей частоты вращения, геометрических размеров стержня, его веса и др.

Использование изобретения позволит повысить надежность работы соединения валов. (56) Авторское свидетельство СССР

hL 1423836, кл, F 16 D 7/06, 1987. поверхностей валов и образованы в двух взаимно перпендикулярных направлениях дугами окружностей, диаметр одной из которых равен длине стержня, диаметр другой превышает указанную длину, отличающееся тем, что центр тяжести стержня смещен относительно его продольной оси симметрии, 2003865

Составитель Б,Баранов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Й. Кешеля

Редактор

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3317

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101