Шпоночное соединение плоских деталей

 

Изобретение относится к станкостроению , в частности к приспособлениям для металлорежущих станков. Целью изобретения является увеличение надежности соединения за счет повьшения точности и жесткости шпоночного соединения. Для этого шпонка (Ш) 1 выполнена разрезной с плокостью разъема в диагональной плоскости. Разжимные элементы 2 и 3 установлены в зазорах , образуемых гранями Ш 1 и дном шпоночных пазов. При этом высота Ш 1 и ширина шпоночных пазов находятся в определенной зависимости. Выполнение соединения позволяет увеличить его надежность вследствие обеспечения полной выборки зазоров в соединении в направлении действия сдвигающих усилий при одновременном увеличении площади контакта поверхностей элементов, воспринимающих указанные усилия. 4 ил. (О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 F 16 В 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ll3,", jib c

) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4049398/25-27 (22) 07.04.86 (46) 23.02.88. Бюл. В 7 (71) Межотраслевой головной конструкторско-технологический институт технологической оснастки (72) В,В.Попов и Ю.А.Буряк (53) 621.88.886 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1006807, кл. F 16 В 3/00, 1981 ° (54) ШПОНОЧНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПЛОСКИХ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к станкостроению, в частности к приспособлениям для металлорежущих станков. Целью изобретения является увеличение надежности соединения за счет повыше„„SU„„1375871 А 1 ния точности и жесткости шпоночного соединения. Для этого шпонка (Ш) 1 выполнена разрезной с плокостью разъема в диагональной плоскости. Разжимные элементы 2 и 3 установлены в зазорах, образуемых гранями Ш 1 и дном шпоночных пазов. При этом высота Ш 1 и ширина шпоночных пазов находятся в определенной зависимости. Выполнение соединения позволяет увеличить

его надежность вследствие обеспечения полной выборки зазоров в соединении в направлении действия сдвигающих усилий при одновременном увеличении площади контакта поверхностей элементов, воспринимающих указанные усилия. 4 ил.

1375871

Изобретение относится к области станкостроения, в частности к приспособлениям для металлорежущих станков. 5

Цель изобретения — увеличение надежности за счет повьппения точности и жесткости шпоночного соединения.

На фиг. 1 представлено шпоночное соединение, общий вид! на фиг. 2 — !О то же, рабочее состояние; на фиг. 3 и 4 — схемы действующих сил, Шпоночное соединение содержит . шпонку 1 и раэжимные элементы 2 и 3, причем шпонка выполнена разрезной с !5 плоскостью разъема в диагональной плоскости, Разжимные элементы установлены в зазорах, образуемых гранями шпонки и дном шпоночных пазов, причем гео- 20 метрические параметры шпонки и шпоночных пазов связаны зависимостью а R(cps < — fusing cps о )

Ь 2F sin å + f sino<.cos et, где а - ширина шпоночных пазов

Ь вЂ” высота шпонки, F — вертикальная сила, действующая на верхнюю полушпонку;

R — составляющая сдвигающего уси- 30 лия, уравновешиваемая силами, приложенными к верхней полушпонке; — коэффициент трения; — угол между плоскостью Разъема 35 шпонки и ее верхней или нижней гранью.

Разжимные элементы могут быть выполнены из упругого материала, например полиуретана, или в виде пластин- 40 чатой или цилиндрической пружины и др °

При закрытии стыка сила P раскладывается на три составляющие. Две силы N, прижимающие верхнюю деталь 45 к нижней по плоскости F, и силу F давления на верхнюю полушпонку (фиг,2). При этом происходит смещение полушпонок в горизонтальном направлении (на величину e + t,) и тем самым ликвидируется зазор между вертикаль- . ными стенками шпоночного паза (фиг.3).

Деталь А под действием внешней силы Q стремится перемещаться по плоскости о относительно детали Б. Этому перемещению препятствуют силы трения (F и F, ), возникающие в плоскостях

T)

О и d а также сила нормального давления нижней полушпонки N (фиг,4).

Силу Q представим в виде двух составляющих, из которых сила R уравновешивается силами, приложенными к верхней полушпонке, вторая сила (Q-К) уравновешивается силой трения в плоскости 8 ..

Рассматривая в условиях предлагаемой конструкции значение силы F, необходимое для удержания верхней детали А от горизонтального смещения под действием силы Q при условии, что сила (Q - R) уравновешивается си1 лой трения F, получаем искомую зависимость (1) .

Формула (1) устанавливает зависимость между геометрическими параметрами шпоночных пазов шпонки и силами К и F. Так как внешняя сила R известна (или ее легко определить), то. при конструктивно выбранных геометрических параметрах шпонки можно рассчитать силовые и геометрические параметры разжимного элемента.

Применение устройства позволит повысить точность и жесткость соединения деталей, а также позволит йспользовать его для сборки деталей с изношенными пазами без снижения эксплуатационных свойств соединения.

Это в свою очередь дает воэможность применить повьппенные в 1 2-1,3 раза режимы резания, в сравнении с известными, и тем самым расширить область применения переналаживаемой оснастки и распространить ее на обработку деталей в серийном и крупносерийном производстве.

Применение шпонки по предлагаемому конструктивному решению позволяет также повысить точность обработки в компоновках приспособлений на 1-2 квалитета, что расширяет технологические возможности переналаживаемой оснастки и расширяет область ее применения на обработку высокоточных деталей.

Формула из обретения

Шпоночное соединение плоских деталей, содержащее установленную в пазах соединяемых деталей призматическую прямоугольную шпонку и разжимные упругие элементы, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения надежности за счет повьппения точности и жесткости соединения, шпонка выполнена разрезной с плоскостью разъема в диагональной плоскости, 3375871

10 разжимные элементы установлены в зазорах между гранями шпонки и дном шпоночных пазов, а геометрические параметры шпонки и шпоночных пазов находятся в следующей зависимости:

a R(cos — Е$1п К соз ос) Ь 2F вз.аМ + fsinw cosot. где а - ширина шпоночных пазов;

Ь - высота шпонки;

F — - вертикальная сила, действующая на верхнюю полушпонку, К вЂ” составляющая сдвигающего усилия, уравновешиваемая силами, приложенными к верхней полушпонке;

f — коэффициент трения; о — угол между плоскостью разьема шпонки и ее верхней (или нижнеи) гранью.

1375871

Составитель В.Иванов

Техред А.Кравчук Корректор А.Зимокосов

Редактор К.Папп

Заказ 763/37 Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4