ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки.

Традиционно используемые в конструкциях машин нерациональные соединения типа вал-втулка (шлицевые, шпоночные, соединения некруглой формы, состоящие из нескольких сопрягаемых поверхностей) теоретически не обеспечивают поверхностного контакта и передача крутящего момента в таких соединениях происходит особенно в начальный период их работы через точечный контакт, что приводит их к ускоренному износу, увеличению зазора в соединении, следовательно, шума при работе таких соединений особенно в реверсивных передачах. Однако отработанная технология изготовления таких соединений сдерживает возможность использования для решения тех же конструкторских задач рациональных и более эксплуатационно технологичных соединениями такого типа путем использования одной сложной поверхности. Более того, шлицевые соединения с обеспечением осевой подвижности не могут быть использованы при диаметрах валов менее 15мм, вследствие отсутствия режущих инструментов для формообразования шлицев вала. Соединения типа вал-втулка некруглой формы, состоящие из нескольких поверхностей и используемые в отдельных случаях, например, квадратные валы или близкие к трехграннику, также нерациональны и не могут без тщательной их пригонки обеспечить поверхностного контакта.

Например, наиболее широко используемые шлицевые соединения обладают следующими конструктивными и технологическими недостатками:

1.Ослабленное поперечное сечение вала.

2.Относительно большие контактные давления при передачи крутящего момента, вследствие точечного контакта и, как следствие, ускоренный износ соединения.

3.Наличие резких переходов, усложняющих проведение термической обработки вала.

4.Наличие острых кромок на шлицах, что ухудшает технику безопасности и требует введения операции их скругления.

5.Невозможность использования для малых диаметров.

6.Увеличенный уровень шума при работе реверсивных передач, вследствие увеличенного зазора в соединении.

7.Необходимость введения мягкого режима работы шлицевого соединения в начальный период его работы для уменьшения риска поломок, т.к. в начальный период работы крутящий момент передается через один шлиц.

8.Невозможность обработки сопрягаемых поверхностей за одну установку на одном станке, что снижает точность соединения и его эксплуатационные показатели.

9.Относительная большая металлоемкость соединения для одинаковой передаваемой мощности.

Для устранения отмеченных недостатков и обеспечения рациональности соединения типа вал-втулка необходимо использовать одну сложной формы поверхность, получаемую за одну установку на одном станке. Такими поверхностями могут быть поверхности, образуемые сложными замкнутыми кривыми, например, эпициклоидами, эписинусоциклоидами, эпикулисоциклоидами и другими по форме замкнутыми на одном обороте кривыми, которые на сегодня недостаточно известны и исследованы, нет приборов для их материализации (рис.1).

Рис1. Возможные сложнопрофильные кривые для формообразования некруглых соединений типа вал - втулка:

а) - эписинусоциклоида четырехлепестковая с симметричной формой лепестков ;

б) - эпикулисоциклоида четырехлепестковая с асимметричной формой лепестков;

*) К статье В.Ф. Начвая «Использование рациональных некруглых соединений типа вал - втулка в конструкциях машин».