RU190482U1 - Устройство для крепления ступицы на валу - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к соединениям вал - ступица и предназначена для простого и надежного крепления различных деталей на валу с возможностью мобильной регулировки их осевого и углового положений. Устройство для крепления ступицы на валу содержит две одинаковые втулки из упругого материала с конической наружной и цилиндрической внутренней поверхностями, имеющие пазы с обоих торцов поочередно и равномерно по окружности расположенное четное количество отверстий под винты и размещаемые в двух конических встречно-направленных отверстиях внутренней поверхности ступицы, между которыми выполнен цилиндрический участок, формируемый совместно с расточкой первого конического отверстия в ступице и служащий для базирования детали после ее поворота с целью обработки второго конического отверстия с другого торца ступицы для достижения высокой степени соосности двух посадочных конических отверстий ступицы, а также для размещения в нем при монтаже устройства цилиндрического кольца с удвоенным по сравнению с количеством винтов в каждой из втулок количеством резьбовых отверстий под винты, предназначенных для стягивания между собой обеих втулок внутри ступицы путем завинчивания винтов с обоих наружных торцов втулок в резьбовые отверстия кольца и создания на наружных и внутренних поверхностях втулок сил трения, необходимых для передачи заданного крутящего момента с вала на ступицу (или наоборот). 3 ил.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к соединениям вал - ступица, и предназначена для простого и надежного крепления зубчатых колес, шкивов, звездочек, рычагов и аналогичных деталей на валах с возможностью мобильной регулировки их осевого и углового положения.

Из уровня техники известно соединение вала со ступицей биконическими наружными и внутренними кольцами, разжимаемыми путем сведения с помощью винтов двух промежуточных колец, установленных с двух сторон в кольцевые пазы между биконическими кольцами (Орлов П.И. Основы конструирования. М.: Машиностроение, 1988, кн. 2, с. 304, рис. 638).

Недостатком этого соединения является центрирование по четырем поверхностям, а также неравномерность распределения контактных давлений по их длине.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является выбранное в качестве прототипа устройство для крепления ступицы на валу с помощью двух одинаковых втулок с конической наружной и цилиндрической внутренней поверхностями, изготовленных из упругого материала и противоположно относительно пересечения конических участков размещенных в зазоре между валом и ступицей, со средством их осевого перемещения, выполненного в виде четного количества винтов, размещенных в соответствующих отверстиях, равномерно по окружности сформированных в каждой из упомянутых втулок чередующимися так, что одни из них выполнены резьбовыми под резьбу винта, а другие - с зазором под стержень винта, между которыми поочередно с обоих торцов втулки выполнены пазы, отстоящие от близлежащих отверстий под винты на одинаковое расстояние (Патент РФ на полезную модель №177902, от 15.03.2018 г.).

Недостатком известного устройства для крепления ступицы на валу, в том числе технической проблемой, является низкая степень соосности двух посадочных встречно направленных конических отверстий в ступице, формируемых в процессе их обработки при двух установках детали с различных ее торцов, а также усложняющая конструкцию втулок необходимость выполнения в них резьбовых отверстий под винты, служащие средством осевого перемещения втулок.

В основу заявленной полезной модели был положен технический результат - расширение эксплуатационных возможностей устройства для крепления ступицы на валу путем повышения степени соосности двух посадочных конических отверстий в ступице и, следовательно, улучшения условий контакта рабочих поверхностей втулок, ступицы и вала, увеличения за счет этого нагрузочной способности устройства для крепления ступицы на валу и повышения точности расположения детали на валу, а также упрощение конструкции втулок, исключающее необходимость выполнения во втулках резьбовых отверстий под винты.

Технический результат достигается тем, что устройство для крепления ступицы на валу, содержащее изготовленные из упругого материала две одинаковые втулки с конической наружной и цилиндрической внутренней поверхностями, устанавливаемые навстречу друг другу в зазоре между валом и ступицей, имеющей внутреннюю поверхность в виде двух встречно-направленных конических участков, и средство осевого перемещения втулок, выполненное в виде четного количества винтов, размещенных в соответствующих отверстиях, равномерно по окружности сформированных в каждой из упомянутых втулок с зазором под стержень винта, между которыми поочередно с обоих торцов втулки выполнены пазы, отстоящие от близлежащих отверстий под винты на одинаковое расстояние, и снабженное цилиндрическим кольцом, имеющим удвоенное по сравнению с количеством винтов в каждой из втулок количество равномерно расположенных по окружности резьбовых отверстий под винты и размещаемым в цилиндрическом участке, выполняемом между двумя встречно-направленными коническими участками ступицы.

Полезная модель поясняется графическими изображениями.

На фиг. 1 изображен вид с торца ступицы на устройство для крепления ступицы на валу.

На фиг. 2 изображен разрез А-А на фиг. 1.

На фиг. 3 изображена втулка в изометрии.

Устройство для крепления ступицы на валу содержит изготовленные из упругого материала две одинаковые втулки 1 (см. фиг. 2) с конической наружной 2 и цилиндрической внутренней 3 (см. фиг. 3) поверхностями, устанавливаемые навстречу друг другу в зазоре между валом 4 (см. фиг. 2) и ступицей 5, имеющей внутреннюю поверхность в виде двух встречно направленных конических участков 6, и средство осевого перемещения втулок 1, выполненное в виде четного количества винтов 7, размещенных в соответствующих отверстиях 8 (см. фиг. 3), равномерно по окружности сформированных в каждой из упомянутых втулок 1 с зазором под стержень 9 (см. фиг. 2) винта 7, между которыми поочередно с обоих торцов 10 и 11 (см. фиг. 3) втулки 1 выполнены пазы 12 и 13, отстоящие от близлежащих отверстий 8 под винты 7 на одинаковое расстояние. Устройство снабжено цилиндрическим кольцом 14 (см. фиг. 2), имеющим удвоенное по сравнению с количеством винтов 7 в каждой из втулок 1 количество равномерно расположенных по окружности резьбовых отверстий под винты 7 и размещаемым в цилиндрическом участке 15, выполняемом между двумя встречно-направленными коническими участками 6 ступицы 5.

Указанный цилиндрический участок 15 внутренней поверхности ступицы 5, формируемый совместно с расточкой первого конического участка 6 ступицы 5, служит для базирования детали после ее поворота для обработки второго конического участка 6 с другого торца с целью повышения степени соосности двух посадочных конических отверстий 6 в ступице 5, что обеспечивает улучшение условий контакта рабочих поверхностей 2 и 3 втулок 1 с рабочими поверхностями 6 ступицы 5 и рабочей поверхностью 16 вала 4, увеличение за счет этого нагрузочной способности устройства для крепления ступицы на валу и повышение точности расположения детали на валу 4.

Отверстия 8 во втулках 1 с зазором под стержень 9 винта 7 могут быть выполнены с гнездом 17 (см. фиг. 3) под головку 18 (см. фиг. 2) винта 7 со стороны торца 11, обращенного вовне ступицы 5.

Цилиндрическое кольцо 14, служащее для притягивания к нему каждой из втулок 1 с помощью винтов 7, размещенных во втулках 1, и, таким образом, для перемещения двух втулок 1 навстречу друг другу по двум коническим внутренним участкам 6 ступицы 5 с целью создания на наружных поверхностях 2 и внутренних поверхностях 3 обеих втулок 1 момента трения для передачи необходимого крутящего момента с вала 4 на ступицу 5 (или наоборот).

Устройство для крепления ступицы на валу осуществляется следующим образом.

На вал 4 устанавливают втулку 1 торцом 10 в ту сторону, с которой будут монтировать деталь, предназначенную для закрепления на валу, и надвигают ее внутренней поверхностью 6 ступицы 5 на наружную поверхность 2 втулки 1. После этого, в свободный зазор между ступицей 5 и валом 4 устанавливают осевым перемещением по валу 4 цилиндрическое кольцо 14, размещая его в цилиндрическом участке 15 внутри ступицы 5, а затем таким же осевым перемещением вводят внутрь ступицы вторую втулку 1 торцом 11 наружу. Перемещением вдоль оси вала 4 собранного комплекта из цилиндрического кольца 14 и двух втулок 1 вместе со ступицей 5 размещают тот в нужном осевом положении, а поворотом вокруг оси вала 4 - в нужном угловом положении и приступают к фиксации всего комплекта на валу 4. Для этого вводят снаружи с двух сторон ступицы 5 в отверстия 8 обеих втулок 1 необходимое четное количество винтов 7, независимым поворотом вокруг своих осей обеих втулок 1 внутри ступицы 5 добиваются совпадения осей винтов 7 в каждой втулке с осями удвоенного количества резьбовых отверстий в кольце 14, причем в каждое такое резьбовое отверстие вворачивают только один винт 7 со стороны чередующихся поочередно обеих втулок 1, и завинчивают все винты 7 с двух сторон ступицы 5 до тех пор, пока головки винтов 18 полностью не войдут в гнезда для них 17 со стороны торцов 11 в обеих втулках 1, а при исполнении втулок 1 без гнезд 17 под головку винта 18, - пока головки винтов 18 не прижмутся к наружным торцам 11 втулок 1. Окончательно затягивают все винты 7, стягивая между собой каждую из втулок 1 и кольцо 14, то есть, втягивая внутрь ступицы 5 обе втулки 1 с осевой силой такой величины, которая необходима для создания соответствующих сил трения на двух наружных конических поверхностях 2 и двух цилиндрических внутренних поверхностях 3 двух втулок 1, которые будут достаточны для обеспечения передачи соединением с вала 4 на ступицу 5 (или наоборот) крутящего момента заданной величины.

Разборка устройства осуществляется в обратном порядке.

Вывинчивают и вынимают из обеих втулок 1 с двух сторон ступицы 5 все винты 7, вынимают из ступицы 5 и снимают с вала 4 одну из втулок 1 и кольцо 14, затем либо в ту же сторону с оставшейся на валу 4 второй втулки 1 снимают закрепленную ранее на валу 4 деталь, а потом с вала 4 снимают оставшуюся на нем втулку 1, либо с вала 4 снимают деталь вместе с остающейся в ней одной втулкой 1 с последующим извлечением этой втулки 1 из ступицы 5.

Заявленное техническое решение, а именно выполнение внутренней поверхности ступицы закрепляемой на валу детали с дополнительным по сравнению с прототипом третьим цилиндрическим участком, расположенным между двумя коническими участками, формируемым совместно с расточкой первого конического участка и служащим для базирования детали после ее поворота для обработки второго конического участка с другого торца ступицы с целью достижения высокой степени соосности двух посадочных конических отверстий в ступице, а также для размещения в нем цилиндрического кольца с удвоенным по сравнению с числом винтов в каждой втулке количеством резьбовых отверстий под винты для встречного осевого перемещения втулок внутри ступицы, что позволяет точнее центрировать ступицу на валу, надежнее крепить деталь, обеспечивая лучший контакт наружных конических и внутренних цилиндрических поверхностей втулок со ступицей и валом соответственно, и, за счет этого, повысить передаваемый с вала на ступицу (или наоборот) рабочий крутящий момент, а также упростить конструкцию втулок, выполняя их без резьбовых отверстий.

Экспериментально (методом компьютерного моделирования) установлено, что нагрузочная способность соединения вала со ступицей при использовании заявленного технического решения при прочих равных параметрах повышается до 20% и выше.

Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, отраженная в формуле полезной модели, обеспечивает при реализации полезной модели получение заявленного технического результата - расширение эксплуатационных возможностей устройства для крепления ступицы на валу путем повышения степени соосности двух посадочных конических отверстий в ступице и, следовательно, улучшения условий контакта рабочих поверхностей втулок, ступицы и вала, увеличения за счет этого нагрузочной способности устройства для крепления ступицы на валу и повышения точности расположения детали на валу, а также упрощение конструкции втулок, исключающее необходимость выполнения во втулках резьбовых отверстий под винты.

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в формуле полезной модели признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, неизвестной на дату приоритета из уровня техники и достаточной для получения заявленного технического результата.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении относится к машиностроению, в частности, к соединениям вал - ступица, и может быть использован для закрепления зубчатых колес, шкивов, звездочек, рычагов и аналогичных деталей на валах;

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в формуле полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке и известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленный объект соответствует критериям патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.

Claims (1)

1. Устройство для крепления ступицы на валу, содержащее изготовленные из упругого материала две одинаковые втулки с конической наружной и цилиндрической внутренней поверхностями, устанавливаемые навстречу друг другу в зазоре между валом и ступицей, имеющей внутреннюю поверхность в виде двух встречно-направленных конических участков, и средство осевого перемещения втулок, выполненное в виде четного количества винтов, размещенных в соответствующих отверстиях, равномерно по окружности сформированных в каждой из упомянутых втулок с зазором под стержень винта, между которыми поочередно с обоих торцов втулки выполнены пазы, отстоящие от близлежащих отверстий под винты на одинаковое расстояние, отличающееся тем, что оно снабжено цилиндрическим кольцом, имеющим удвоенное по сравнению с количеством винтов в каждой из втулок количество равномерно расположенных по окружности резьбовых отверстий под винты и размещаемым в цилиндрическом участке, выполняемом между двумя встречно-направленными коническими участками ступицы.

Images