узел крепления подшипника

Формула изобретения

Узел крепления подшипника, содержащий подшипник качения, вал, имеющий шлицы, гайку с элементом стопорения, отличающийся тем, что между валом и гайкой установлена втулка, внутренняя поверхность которой имеет, по крайней мере, один шлиц, взаимодействующий со шлицем вала, а наружная поверхность выполнена с резьбой, гайка выполнена с пазом и установлена на указанной втулке, при этом элемент стопорения гайки выполнен в виде шайбы с внешним и внутренним усиками, взаимодействующими с пазом гайки и впадиной шлицев вала соответственно, а в канавке вала со стороны шайбы установлено стопорное кольцо.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и может применяться в механизмах, имеющих подшипники качения, установленные на шлицевых валах.

Известен подшипниковый узел, содержащий подшипники качения, установленные на валу, который имеет шлицы и гайку с элементами для предотвращения отворачивания, причем один из подшипников фиксируется гайкой через промежуточную деталь, кроме того, между внутренними кольцами подшипников расположена втулка, а между наружными кольцами установлены две пружины (см. патент RU №2233390, МПК⁷ F16C 25/08, F01D 25/16, F16C 35/06).

Недостатком известной конструкции является неподвижность в осевом направлении промежуточной детали после затяжки гайки, что приводит к невозможности использования данной конструкции в узлах крепления подшипника, где необходимо иметь постоянное осевое перемещение промежуточной детали в процессе эксплуатации и где необходимо при сборке узла соединять шлицы вала с предварительно уже закрепленной деталью, которая ответна промежуточной.

Известен узел крепления подшипника, содержащий подшипник, установленный на шлицевом валу, и гайку, установленную на шлицы вала (см. П.И.Орлов, «Основы конструирования», Справочно-методическое пособие в 3-х книгах, книга 2, М., Машиностроение, 1977, стр.534, рис.493, «в», «г»).

Недостатком известной конструкции является низкая прочность соединения гайки с валом и невысокий момент затяжки в соединении, так как взаимодействие резьбы гайки и резьбы вала происходит не по всему диаметру соединения, а только по вершинам шлиц.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату к заявляемому техническому решению является узел крепления подшипника, содержащий подшипник, установленный на шлицевом валу, гайку, установленную на резьбовом участке шлицевого вала и имеющую элемент для предотвращения отворачивания, выполненный в виде хвостовика, который застопорен путем его вдавливания во впадину шлицев вала (см. «Агрегаты трансмиссии автомобилей КамАЗ». Устройство, эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт» под ред. Д.Х.Валеева, ОАО «Камазтехобслуживание», 2003 г., г.Набережные Челны, стр.159, рис.56).

Недостатком известной конструкции являются значительные осевые размеры узла крепления подшипника, так как для установки гайки необходимо наличие на шлицевом валу резьбового участка, длина которого должна быть не меньше высоты гайки.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание конструкции узла крепления подшипника на шлицевом валу, имеющей небольшие осевые размеры и достаточную прочность соединения.

Для решения поставленной задачи в узле крепления подшипника, содержащем подшипник качения, вал, имеющий шлицы, гайку с элементом стопорения, между валом и гайкой установлена втулка, внутренняя поверхность которой имеет, по крайней мере, один шлиц, взаимодействующий со шлицем вала, а наружная поверхность выполнена с резьбой, гайка выполнена с пазом и установлена на указанной втулке, при этом элемент стопорения гайки выполнен в виде шайбы с внешним и внутренним усиками, взаимодействующими с пазом гайки и впадиной шлицев вала соответственно, а в канавке вала со стороны шайбы установлено стопорное кольцо.

Уменьшить осевые размеры узла крепления подшипника, установленного на шлицевом валу, можно следующим путем:

- установить гайку на резьбу, выполненную на шлицах вала, но в этом случае имеет место низкая прочность соединения и низкий момент затяжки;

- уменьшить высоту гайки, но при этом снизится прочность соединения.

Существует следующее противоречие.

С одной стороны, уменьшение осевых размеров узла крепления подшипника приводит к снижению прочности соединения.

С другой стороны, значительные размеры узла крепления подшипника влекут за собой увеличение размеров изделия в целом, что приводит к увеличению массы и к превышению габаритных размеров, регламентированных нормами, которые предъявляются к изделию.

В заявляемом техническом решении отличительные признаки, заключающиеся в том, что между валом и гайкой установлена втулка, внутренняя поверхность которой имеет, по крайней мере, один шлиц, взаимодействующий со шлицем вала, а наружная поверхность выполнена с резьбой, на которой установлена гайка, позволяют исключить выполнение резьбового участка на шлицевом валу и тем самым уменьшить осевые размеры узла крепления подшипника.

Отличительные признаки, заключающиеся в том, что элемент стопорения гайки выполнен в виде шайбы с внешним и внутренним усиками, взаимодействующими с пазом гайки и впадиной шлицев вала соответственно, а в канавке вала со стороны крепления шайбы установлено стопорное кольцо, позволяют обеспечить достаточную прочность соединения.

Таким образом, совокупность существенных признаков, характеризующих созданный узел крепления подшипника, позволила разрешить вышеуказанное противоречие.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемое техническое решение соответствует условиям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:

на фиг.1 изображен узел крепления подшипника в разрезе;

на фиг.2 изображен узел крепления подшипника (наиболее близкий аналог).

Узел крепления подшипника содержит подшипник 1, установленный на валу 2, который имеет шлицы 3. На шлицах 3 установлена втулка 4. Наружная поверхность втулки 4 выполнена с резьбой, на которой установлена гайка 5, выполненная с пазами 6. Внутренняя поверхность втулки 4 имеет шлиц 7, входящий в шлицы 3 вала 2 и обеспечивающий фиксацию втулки 4 относительно вала 2 при закручивании гайки 5.

Для предотвращения отворачивания гайки 5 предназначена стопорная шайба 8, имеющая внешний и внутренний усики 9 и 10 соответственно. Усик 9 после затяжки гайки 5 отгибается в паз 6 гайки 5, а усик 10 устанавливается во впадину шлиц вала 2.

Со стороны стопорной шайбы 8 в канавке вала 2 установлено стопорное кольцо 11.

Крепление подшипника осуществляется следующим образом.

После установки подшипника 1 на вал 2 на шлицы 3 вала 2 устанавливаются сначала втулка 4, затем стопорная шайба 8, внешний усик 9 которой отогнут параллельно оси вала 2, и фиксируются от осевого перемещения стопорным кольцом 11. Далее на втулку 4 накручивается гайка 5, фиксирующая от осевого перемещения подшипник 1. Для предотвращения отворачивания гайки 4 в паз 6 гайки 4 отгибается усик 9 стопорной шайбы 8.

В процессе работы узла действующая осевая сила на подшипник 1 передается на гайку 5, которая посредством резьбы нагружает втулку 4. Втулка 4 через стопорную шайбу 8 упирается в стопорное кольцо 11, обеспечивая фиксированное соединение в осевом направлении.

Заявляемое техническое решение имеет небольшие осевые размеры и достаточную прочность соединения.

Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании с использованием современных технологий.