УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ВАЛОВ
SHAFT COUPLING UNIT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Техническое решение относится к области машиностроения, а именно к узлам соединения ведущих и ведомых валов.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известна конструкция цангового соединения для валов электроцентробежных погружных насосов. Данное приспособление содержит соединительную муфту, полый трубчатый элемент муфты для размещения в нем концов каждого из двух вращающихся валов, цангу для прикрепления муфты к одному из двух валов. На одном конце цанги имеются раздвижные лепестки для приложения радиального усилия к наружному диаметру одного из двух валов. На лепестках выполнены буртики для фиксации в одном пазу на одном из двух валов (См. патент RU 2607927 С1, МПК F16D 1/116, опубликовано 11.01.2017, фиг. 1).
Недостатки известной конструкции заключаются в наличии дополнительных элементов между валами.
Известна конструкция узла соединения валов, у которого в осевом зазоре между взаимообращенными торцами валов установлен соединительный элемент, выполненный в виде двух осесимметричных частей, образующих цилиндрический стержень, охватываемый двумя втулками, выполненными в виде постоянных магнитов и установленными по обе стороны от закрепленного на стержне упора из магнитного материала. Профилированные концы частей стержня расположены в ответных пазах, выполненных на цилиндрических поверхностях валов и образованных дугами окружности, диаметр которой превышает длину соединительного элемента. От осевого перемещения валы блокируются втулками и пазами на валах (См. патент RU 2044185 С1, МПК F16D 1/00, опубликовано 20.09.1995, фиг. 2).
Недостатки известной конструкции заключаются в наличии дополнительных элементов между валами.
Наиболее близким аналогом из существующих конструкций является конструкция муфты из двух неподвижных полумуфт для гидравлической системы, в которой две полумуфты надеты на вал, расположены соосно и представляют собой охватывающую и охватываемую детали, причем внутри охватывающей полумуфты сделаны зубья, а в охватываемой полумуфте выполнены продольные и глухие пазы. Зубья охватывающей полумуфты входят в глухие пазы охватываемой полумуфты, таким образом препятствуя провороту полумуфт относительно друг друга. От взаимных осевых перемещений относительно друг друга полумуфты ограничивает буртик, сделанный на валу, в торец которого упирается своим торцом охватывающая полумуфта (См. патент FR 861.505, опубликовано 11.02.1941, фиг. 1).
Недостатки известной конструкции заключаются в усложнении процесса изготовления вала.
РЕШАЕМАЯ ЗАДАЧА
Задачей, решаемой указанным техническим решением, является разработка конструкции узла соединения валов, упрощающей процесс сборки узла, запрещающей взаимные осевые перемещения валов в противоположных направлениях, а также запрещающей проворот валов относительно друг друга без применения дополнительных деталей между валами.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Поставленная задача решается за счет того, что в узле соединения валов, содержащим по меньшей мере внутренний вал (1), внешний вал (2) и гайку (3), на внутреннем валу (1) выполняются резьба, по которой завинчивается гайка (3), и ступень; на задней торцевой поверхности ступени, обращенной к резьбе, выполнены чередующиеся сквозные пазы (4) и глухие пазы (5), равномерно расположенные по окружности; на внешнем валу (2), присоединяемом со стороны ступени, противоположной резьбе, выполнены ответные зубья (6), повторяющие форму и расположение глухих пазов (5) на внутреннем валу (1), причем форма сквозных пазов (4) на внутреннем валу (1) такова, что позволяет зубьям (6) внешнего вала (2) проходить через них в процессе сборки узла.
Совокупность существенных признаков заявляемого изобретения, заключающаяся в том, что на внутреннем валу (1) выполняются резьба, по которой завинчивается гайка (3), и ступень; на задней торцевой поверхности ступени, обращенной к резьбе, выполнены чередующиеся сквозные пазы (4) и глухие пазы (5), равномерно расположенные по окружности; на внешнем валу (2), присоединяемом со стороны ступени, противоположной резьбе, выполнены ответные зубья (6), повторяющие форму и расположение глухих пазов (5) на внутреннем валу (1), обеспечивает возможность после сборки узла получить с одной стороны упор задней торцевой поверхности зубьев (6) в заднюю торцевую поверхность глухих пазов (5), ас другой стороны - упор передней торцевой поверхности зубьев (6) в заднюю торцевую поверхность гайки (3), а также упор боковых поверхностей зубьев (6) в боковые поверхности глухих пазов (5).
Таким образом разработанная конструкция узла соединения валов упрощает процесс сборки узла, запрещает взаимные осевые перемещения валов в противоположных направлениях, а также проворот валов относительно друг друга без применения дополнительных деталей между валами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых показаны:
Фиг. 1 - Узел соединения валов, схема продольного разреза валов в сборе;
Фиг. 2 - Узел соединения валов, схема поперечного разреза валов в сборе по сечению зубьев (6);
Фиг. 3 - Узел соединения валов, схема продольного разреза валов в сборе при наличии втулки (8) и канавки (7).
1 - внутренний вал;
2 - внешний вал;
3 - гайка;
4 - сквозной паз;
5 - глухой паз;
6 - зуб;
7 - канавка;
8 - втулка.
ЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предлагаемый узел соединения валов содержит по меньшей мере внутренний вал (1), внешний вал (2) и гайку (3), причем на внутреннем валу (1) выполняются резьба, по которой завинчивается гайка (3), и ступень; на задней торцевой поверхности ступени, обращенной к резьбе, выполнены чередующиеся сквозные пазы (4) и глухие пазы (5), равномерно расположенные по окружности; на внешнем валу (2), присоединяемом со стороны ступени, противоположной резьбе, выполнены ответные зубья (6), повторяющие форму и расположение глухих пазов (5) на внутреннем валу (1), причем форма сквозных пазов (4) на внутреннем валу (1) такова, что позволяет зубьям (6) внешнего вала (2) проходить через них в процессе сборки узла. Для облегчения прохода зубьев (6) через сквозные пазы (4) и захода зубьев (6) в глухие пазы (5) в процессе сборки узла на внутреннем валу (1) может выполняться канавка (7) (фиг. 3). В тот момент, когда зубья (6) полностью войдут в канавку (7), осуществляется поворот всего внешнего вала (2) до совмещения зубьев (6) с глухими пазами (5). Затем выполняется взаимное осевое перемещение внутреннего вала (1) и внешнего вала (2) для того, чтобы зубья (6) вошли в глухие пазы (5) до упора так, что боковые и задняя торцевая поверхности зуба (6) начнут упираться в боковые и заднюю торцевую поверхности глухого паза (5). При необходимости между гайкой (3) и внешним валом (2) могут располагаться другие детали, такие как ступицы шестерен, кольца подшипников и т.д. На фиг. 3 эти детали условно изображены втулкой (8), надетой на внутренний вал (1), и расположенной между резьбой и ступенью. При этом втулка (8) запирает зубья (6) в глухих пазах (5), а в осевом направлении вся конструкция фиксируется гайкой (3).
Узел соединения валов работает следующим образом.
Во время работы к валам могут прикладываться осевые силы, действующие в противоположных направлениях. Они могут вызывать как «сжатие», так и «растаскивание» валов относительно друг друга. В том случае, когда осевые силы начнут «растаскивать» валы, будет происходить упор задней торцевой поверхности зубьев (6) в заднюю торцевую поверхность глухих пазов (5), в случае же, когда осевые силы начнут «сжимать» валы - упор передней торцевой поверхности зубьев (6) в заднюю торцевую поверхность гайки (3) либо втулки (8). В то же время упор боковых поверхностей зубьев (6) в боковые поверхности глухих пазов (5) позволяет передавать крутящий момент между валами.
Таким образом, разработанная конструкция узла соединения валов упрощает процесс сборки узла, запрещает взаимные осевые перемещения валов в противоположных направлениях, а также проворот валов относительно друг друга без применения дополнительных деталей между валами.