трехзвенное заклинивающее соединение

Формула изобретения

Трехзвенное заклинивающее соединение, включающее опорное звено с внутренней полостью, в которой размещены расклинивающее и промежуточное звенья, имеющие каждое криволинейную поверхность, отличающееся тем, что расклинивающее звено выполнено с двумя поверхностями различной кривизны, при этом промежуточное звено установлено с образованием высшей двухподвижной кинематической пары с опорным звеном при взаимодействии с ним криволинейной поверхностью и с образованием вращательной кинематической пары с расклинивающим звеном, которое, в свою очередь, установлено с образованием двух высших двухподвижных кинематических пар с опорным звеном, при взаимодействии с двумя криволинейными поверхностями.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, а конкретно к соединениям деталей машин.

Известно разъемное соединение штанги с буровой коронкой, образованное сопрягаемыми эксцентричной поверхностью наконечника штанги и гнездом корпуса коронки, включающее дополнительную центрирующую опору (см. авт. свид. СССР N 708051, кл. E 21 B 17/04, 1978).

Недостатком этой конструкции является высокая удельная нагруженность площади контакта соединяемых деталей и в результате возможная деформация поверхностей деталей и снижение долговечности соединения.

Наиболее близким, принятым за прототип, является узел соединения по патенту СССР N 870775, кл. F 16 B 2/18, 1981, включающий в себя три взаимодействующих друг с другом звена, а именно втулку, в которой на валу установлена деталь с эксцентричным участком поверхности, которым она взаимодействует с внутренней поверхностью эксцентриковой втулки.

Задачей настоящего изобретения является уменьшение удельной нагруженности площади контакта деталей, позволяющее повысить срок службы соединения.

Сущность изобретения заключается в увеличении площади контакта соединяемых деталей специальным выполнением расклинивающего звена и установкой промежуточного звена с образованием определенных кинематических пар между ним и опорным звеном, и между расклинивающим и опорным звеньями.

Процесс заклинивания звеньев сводится к закономерному смещению одного звена относительно другого, принимаемого за неподвижное.

Расклинивающее звено предлагаемого соединения входит в контакт с опорным звеном двумя поверхностями различной кривизны. Введенное между расклинивающим и опорным звеньями промежуточное звено имеет элемент низшей - вращательной кинематической пары, посредством которой образует шарнир с расклинивающим звеном, и элемент высшей кинематической пары, позволяющей обеспечить контакт с опорным звеном. С помощью промежуточного звена обеспечивается увеличение общей площади контактной поверхности соединения.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема соединения; на фиг. 2 - конструкция соединения.

Соединение включает опорное звено 1, расклинивающее звено 2 и промежуточное звено 3. Расклинивающее звено соединено во вращательную кинематическую пару (шарнир) A с промежуточным звеном 3, а двумя поверхностями различной кривизны взаимодействует со звеном 1 в точках B и C, образуя высшие двухподвижные пары. Промежуточное звено 3, в свою очередь, криволинейной поверхностью взаимодействует со звеном 1 в точке D, образуя также высшую двухподвижную кинематическую пару.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Если задать движение звену 2, неизбежно осуществится движение и звена 3. Для случая, показанного на фиг. 2, поворот звена 2 относительно продольной геометрической оси вызовет поворот и звена 3, оба этих поворота приведут к заклиниванию звеньев 2 и 3 относительно опоры 1 и между собой. При этом в результате взаимозаклинивания в местах контакта расклинивающего звена 2 и промежуточного звена 3, а также звеньев 2 и 3 со звеном 1 возникнут расклинивающие реакции и силы трения, удерживающие звенья от разъединения. С учетом того обстоятельства, что в процессе заклинивания звеньев происходит их вполне определенное относительное смещение, данное соединение на этапе его заклинивания работает как механизм.

Введение промежуточного звена 3 позволяет за счет увеличения площади контакта с опорным звеном 1 уменьшить контактные напряжения нагружаемой зоны соединения. Геометрические размеры расклинивающего и промежуточного звеньев могут быть подобраны так, что соединение может удерживать любое заданное осевое усилие в соединении без возможности относительного осевого смещения звеньев.