Тривайло М.С., Мельник В.М., Карачун В.В.

Національний технічний університет України «КПІ»

ПІДВИЩЕННЯ НАВАНТАЖУВАЛЬНОЇ ЗДАТНОСТІ ПРУЖНОГО ШПОНКОВОГО З'ЄДНАННЯ

Корисна модель відноситься до машинобудування, а саме, до з'єднань пружними шпонками і може бути використана для закріплення різноманітних деталей на валах при передачі ними динамічних навантажень.

Відоме пружне шпонкове з’єднання (ПШЗ), яке містить розміщену в подовжніх пазах вала і маточини призматичну шпонку з пружним кінцем [патент Франції №2169618, Р16В1/06.1973; 2) А.с. СССР №1805233, Р16ВЗ/00,1993].

Недолік цього ПШЗ полягає в складності виготовлення, що викликано необхідністю виконання кінця шпонки гнучким.

Відоме також ПШЗ, що містить вал з поздовжнім пазом, який має радіальний отвір і лиску на кінцях, вільно охоплюючу вал маточину з торцевим пазом, а також розміщену в пазах вала і маточини пружну шпонку у вигляді колового стержня з відігнутими в одній площині кінцями (див., А.С. СССР №731103, Р16 ВЗ/04,1980).

Це ПШЗ є найбільш близьким до корисної моделі за технічною суттю та досягаємим ефектом і прийняте за найближчий аналог.

Основний недолік відомого ПШЗ полягає в недостатній навантажувальній здатності, що викликано обмеженою площею поперечного перерізу шпонки і звужує область використання.

В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення ПШЗ, в якому шляхом зміни форми шпонки та розташування її елементів забезпечується певний ріст навантажувальної здатності, що розширює область використання.

Поставлена задача вирішується тим, що в ПШЗ, яке містить вал з поздовжнім пазом і суміжною з ним лискою, вільно охоплюючу вал маточину з торцевим пазом, а також розміщену в пазах вала і маточини пружну шпонку у вигляді колового стержня з відігнутими в одній площині кінцями, згідно корисної моделі новим є те, що стержень в центральній частині виконано прилегло зігнутим на 180° в площині його відігнутих кінців, а кінці розташовані в пазу маточини.

Вказані відмітні ознаки збільшують в 2 рази площу поперечного перерізу шпонки та її опорних поверхонь, що при рівних з найближчим аналогом інших умовах приводить до зростання навантажувальної здатності, розширюючи цим область застосування.

На Фіг.1 зображено ПШЗ, загальний вигляд; на Фіг.2 - переріз А-А на Фіг.1.

ПШЗ містить вал 1 (Фіг.1) з поздовжнім пазом 2 і суміжною з ним лискою 3 та вільно охоплюючу вал маточину 4, яка виконана, наприклад, у формі шестерні, а також пружну шпонку 5. На маточині 4 зроблено торцевий паз 6, який розташований в її пояску 7. Шпонка 5 розмішена в пазах 2, 6 вала та маточини і виконана у вигляді круглого, діаметром «d», стержня, який в центральній своїй частині 6 прилегло зігнутий на 180° та має відігнуті під прямим кутом в одному і тому ж напрямку кінці 9, 10. Кінці 9, 10 шпонки 5 розташовані в пазу 6 маточини 4, а її зігнута на 180° частина - в пазу 2 вала 1, який має ширину «d» та глибину h=2 d (Фіг.2). Запобігання осьового зміщення маточини 4 забезпечується закріпленою на валі 1 шайбою 11. Для виготовлення шпонки використовують металевий дріт.

Працює ПШЗ наступним чином.

При обертанні, вал 1 приводить в коловий рух розташовану в його пазу 2 шпонку 5, яка відігнутими кінцями 9, 10 утворює тиск на стінки пазу 6 маточини 4, викликаючи її обертання. При цьому, ділянки шпонки по її довжині пружно деформуються (в пазу вала скручуються, а на взаємодіючих з пазом маточини кінцях - згинаються), що забезпечує повільність передачі навантаження.

Так як стержень шпонки виконано прилегло зігнутим в центральній частині на 180°, а його обидва відігнуті кінці, розташовані в пазу маточини, що відсутнє в прототипі, то навантаження між валом 1 і маточиною 4 передається двома потоками, замість одного в найближчому аналозі, а площа контактних поверхонь маточини і вала зі шпонкою збільшується в 2 рази, то навантажувальна здатність ПШЗ суттєво зростає. Збільшення навантажувальної здатності розширює область використання.