Сдвоенный шарнир /его варианты/

Изобретение относится к шарнирам равных угловых скоростей и предназначено в основном для транспорта. Сдвоенный шарнир по одному из вариантов состоит из двух вилок и крестовины, дополнительной промежуточной детали. Упомянутая деталь имеет две проушины, соединенные с крестовиной шарнира, и два шипа, соединенные с вилкой одного вала, при этом имеет две оси вращения, а одна из осей - общая с осью крестовины. Также дополнительная промежуточная деталь снабжена механизмом угловой симметризации, выполненным с возможностью обеспечения нахождения указанной оси крестовины под одинаковыми углами к ведущему и ведомому валам. Механизм угловой симметризации может представлять собой направляющую, соосную оси дополнительной промежуточной детали, шарнирный ползун или ползуны на ней, шарнирно соединенные рычагами с ведущим и ведомым валами, причем точки крепления шарниров на валах равноудалены от центра шарнира. Механизм угловой симметризации может представлять собой 4 или более цилиндрических зубчатых колеса, первое и второе из которых одинакового размера и закреплены одно - неподвижно на одной вилке и соосно ее оси, а второе - подвижно на этой же оси и связано кольцевой направляющей со второй вилкой в плоскости этой вилки. Третье и четвертое зубчатые колеса - взаимно одинакового размера - размещены на оси дополнительной промежуточной детали и попарно последовательно соединены с первым и вторым зубчатыми колесами. Механизм угловой симметризации может представлять собой 3 или более конических зубчатых колеса, два из которых одинакового размера и закреплены одно - неподвижно на одной вилке и соосно ее оси, а второе - подвижно на этой же оси и связано кольцевой направляющей со второй вилкой в плоскости этой вилки, а третье коническое зубчатое колесо закреплено на оси дополнительной промежуточной детали с возможностью зацепления с двумя первыми. Сдвоенный шарнир по другому варианту состоит из двух шарниров Гука, имеет полый телескопический карданный вал, а ведущий и ведомый валы соединены внутренним шаровым шарниром, равноудаленным от обеих крестовин. При этом крестовина или крестовины шарнира могут быть выполнены в виде кольца. Технический результат заключается в повышении долговечности шарнира равных угловых скоростей. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Изобретение относится к шарнирам равных угловых скоростей /ШРУС/ и предназначено в основном для транспорта.

Известны шариковые ШРУС, недостатком которых является сложность изготовления, недостаточные износостойкость и нагрузочная способность, так как шарики в них работают с трением в точке. Известны карданные шарниры /см. а.с. СССР №846847 - аналог/, но они не обеспечивают равенства угловых скоростей при передаче вращения под углом.

Оба варианта предлагаемого ШРУС /далее - "шарнир"/ представляют собой усовершенствование карданного вала с двумя шарнирами Гука, поэтому рассмотрим его работу на фиг.1. Шарнир Гука при работе под углом передает вращение с неравномерной угловой скоростью. Однако, если карданный вал имеет два зеркально симметричных шарнира Гука /т.е. на ведущем и ведомом валах вилки крестовин расположены в одной плоскости/, если оси ведущего и ведомого валов пересекаются /а не перекрещиваются в пространстве/ и если угол карданного вала с ведущим и ведомым одинаков /т.е. угол ОАД=углу ОДА/, то неравномерность вращения, возникшая в первом шарнире Гука, полностью компенсируется во втором, и при этом ведущий и ведомый валы вращаются с равной угловой скоростью.

Так как треугольник ОАД равнобедренный /т.е. ОА=ОД/, то точка "О" пересечения осей ведущего и ведомого валов находится на одинаковом удалении от центров обоих шарниров Гука.

1 вариант предлагаемого сдвоенного шарнира получается при уменьшении длины промежуточного карданного вала до нуля, т.е. оси "В" и "С" вала с фиг.1 совмещаются. Получается шарнир, имеющий три последовательно перпендикулярных оси вращения /см. фиг.2/ и состоящий из 4 деталей: малой вилки 1, крестовины 2, промежуточной детали, которую назовем полукрест 3, и большой вилки 4.

Однако получившийся шарнир имеет лишнюю степень свободы /как и карданный вал на фиг.1/. Для того чтобы соблюдались условия равенства угловых скоростей, совмещенная ось "ВС" /на фиг.2 она выглядит как точка в центре шарнира/ должна находиться под одинаковым углом к ведущему и ведомому валам. Для этого шарнир имеет механизм угловой симметризации оси полукреста /она перпендикулярна осям вилок/, т.е. оси ВС.

Возможны несколько способов такой симметризации, рассмотрим 3 из них.

Подвариант 1а. Шарнир имеет соосные оси полукреста направляющие 5 /см. фиг.3 показана только с одной стороны/, по которой скользит ползун 6, состоящий из двух частей 6а и 6б /см. фиг.4/. Ползун соединен рычагами 7 равной длины с ушками 8 на ведущем и ведомом валах, равноудаленными от центра шарнира /точки пересечения всех трех осей/.

При этом при любом взаимном перемещении валов ось полукреста будет под одинаковым углом к обоим валам. Конструктивно направляющие 5 могут представлять собой просто сильно удлинненые чашки игольчатого подшипника оси "ВС" полукреста /см. фиг.4/.

Подвариант 1б. Механизм симметризации оси полукреста представляет собой два шестеренчатых колеса 9, одно из которых неподвижно закреплено на большой вилке 4 соосно оси вилки, а второе такое же - подвижно на оси большой вилки и связано через кольцевую направляющую, расположенную на малой вилке в плоскости этой вилки /плоскость, образованная осью вилки и осью вала /с малой вилкой, /см. фиг.5, 6, где для наглядности изображены только зубчатые колеса механизма симметризации, а кольцевая направляющая, полукрест и крепления колес не показаны/. Эти два зубчатых колеса попарно последовательно соединены двумя или четырьмя зубчатыми колесами 10, каждое из которых соединено с одним колесом 9 и с одним колесом 10. Зубчатые колеса 10 расположены на полукресте.

При взаимном перемещении колес 9 связанная пара колес 10 будет, прокатываясь по ним, перемещаться на вдвое меньший угол, и таким образом всегда оставаться на биссектрисе угла между ними. При этом произвольная точка на оси полукреста окажется равноудалена от осей валов, и, следовательно, ось будет находиться к ним под одинаковым углом.

Подвариант 1в подобен подварианту 1б, но вместо цилиндрических зубчатых колес 9 имеет два аналогично расположенных конических зубчатых колеса 11, с которым обоюдно связано /одно или несколько/ коническое зубчатое колесо 12, закрепленное на полукресте. При взаимном перемещении колес 11 колесо 12, прокатываясь между ними, будет перемещаться на вдвое меньший угол, всегда оставаясь на биссектрисе угла между колесами, а ось полукреста всегда будет находиться под одинаковым углом к ведущему и ведомому валам.

Вариант 2 представляет собой короткий карданный вал переменной длины, который с помощью внутреннего /если карданный вал полый/ или внешнего шарового шарнира симметрирован относительно ведущего и ведомого валов. При этом соблюдаются условия равных угловых скоростей /см. фиг.1/.

Если применялись крестовины в виде кольца, с достаточно большим отверстием по продольной оси, в которое могла бы войти шлицевая часть карданного вала, то размеры карданного вала можно уменьшить до такой степени, что продольные размеры шарнира будут определяться только возможностью соударения вилок ведущего и ведомого валов при заданном угле отклонения шарнира. То есть приблизятся к пропорциям квадрата, хорошо вписывающегося в сферу. В этом случае, если размеры шарнира будут примерно адекватны размерам шарового ШРУС.

На фиг.1 изображен двухшарнирный карданный вал, где А, В, С и D - оси шарниров Гука, а точка "О" - пересечение осей ведущего и ведомого валов. На фиг.2, 3, 4 изображен шарнир по варианту 1а, где 1 - малая вилка, 2 - крестовина, 3 - полукрест, 4 - большая вилка, 5 - направляющая /стержень/, соосная оси полукреста, 6 - ползун, состоящий из двух частей 6а и 6б, 7 - рычаги, 8 - ушки на валах.

На фиг.5, 6 изображен механизм симметризации по варианту 1б, где 9 и 10 - зубчатые колеса.

На фиг.7, 8 изображен механизм симметризации по варианту 1в, где 11 и 12 - конические зубчатые колеса.

На фиг.9, 10 изображен шарнир по варианту 2, где 13 ведомый и ведущий валы, соединеные шаровым шарниром 14. Валы шарнирно соединены с крестовинами 15, имеющими вид кольца с четырьмя ортогональными отверстиями (фиг.10). По другой оси крестовины соединены с телескопическим карданным валом 16, состоящим из двух частей 16а и 16б, соединенных шлицами.

Работает шарнир на фиг.9 так: один из валов 13 через крестовину 15 шарнира Гука вращает карданный вал 16, который сам вращаясь неравномерно, передает вращение на второй вал 13 с обратно пропорциональной неравномерностью, в результате чего валы 13 вращаются с равными угловыми скоростями.

Применение шарнира позволит повысить долговечность ШРУС на транспорте.

1. Сдвоенный шарнир, состоящий из двух вилок и крестовины, отличающийся тем, что имеет дополнительную промежуточную деталь, имеющую две проушины, соединенные с крестовиной шарнира, и два шипа, соединенные с вилкой одного вала, и у которой две оси вращения, причем одна из осей - общая с осью крестовины, при этом упомянутая дополнительная промежуточная деталь снабжена механизмом угловой симметризации, выполненным с возможностью обеспечения нахождения указанной оси крестовины под одинаковыми углами к ведущему и ведомому валам.

2. Шарнир по п.1, отличающийся тем, что механизм угловой симметризации представляет собой направляющую, соосную оси дополнительной промежуточной детали, шарнирный ползун или ползуны на ней, шарнирно соединенные рычагами с ведущим и ведомым валами, причем точки крепления шарниров на валах равноудалены от центра шарнира.

3. Шарнир по п.1, отличающийся тем, что механизм угловой симметризации представляет собой 4 или более цилиндрических зубчатых колеса, первое и второе из которых одинакового размера и закреплены: одно неподвижно на одной вилке и соосно ее оси, а второе подвижно на этой же оси и связано кольцевой направляющей со второй вилкой в плоскости этой вилки, а третье и четвертое зубчатые колеса - взаимно одинакового размера - размещены на оси дополнительной промежуточной детали и попарно последовательно соединены с первым и вторым зубчатыми колесами.

4. Шарнир по п.1, отличающийся тем, что механизм угловой симметризации представляет собой 3 или более конических зубчатых колеса, два из которых одинакового размера и закреплены: одно неподвижно на одной вилке и соосно ее оси, а второе подвижно на этой же оси и связано кольцевой направляющей со второй вилкой в плоскости этой вилки, а третье коническое зубчатое колесо закреплено на оси дополнительной промежуточной детали с возможностью зацепления с двумя первыми.

5. Шарнир по п.1, отличающийся тем, что крестовина или крестовины шарнира выполнены в виде кольца.

6. Сдвоенный шарнир, состоящий из двух шарниров Гука, отличающийся тем, что имеет полый телескопический карданный вал, а ведущий и ведомый валы соединены внутренним шаровым шарниром, равноудаленным от обеих крестовин.

7. Шарнир по п.5, отличающийся тем, что крестовина или крестовины шарнира выполнены в виде кольца.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к соединительным муфтам между валами, и в частности - к универсальным шарнирам, и конкретнее - к муфтам, имеющим равные мгновенные угловые скорости входного вала и выходного вала или обеспечивающим приблизительно таковые скорости.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для соединения валов машин и механизмов, передающих крутящий момент в условиях изменяющихся углов между валами при сохранении равенства угловых скоростей.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для соединения валов машин и механизмов, передающих крутящий момент в условиях изменяющихся углов между валами при сохранении равенства угловых скоростей.

Изобретение относится к машиностроению, в частности для карданных валов грузовых автомобилей. .

Кардан // 1831602

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных механизмах для соединения валов, оси которых расположены в пересекающихся плоскостях.

Изобретение относится к машиностроению , предназначено для соединения валов , расположенных под углом друг к другу. .

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для соединения преимущественно несоосных валов. .

Изобретение относится к муфтам, обеспечивающим вращение валов под углом друг к другу, и, в частности, к шарнирам равных угловых скоростей

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к средствам передачи вращающихся моментов в условиях, когда оси соединяемых валов расположены под углом друг к другу, а угловые скорости вращения ведущего и ведомого вала должны совпадать, и может быть использовано в приводах машин

Изобретение относится к узлам сельскохозяйственных, транспортных и других машин

Изобретение относится к шарнирам равных угловых скоростей с продольно-подвижными обоймами. Шарнир состоит из наружной (2) и внутренней (4) обойм, шариков (3) и сепаратора, причем вал (5) внутренней (4) обоймы продольно-подвижно крепится в ней на шлицах, шпонках, шариках или роликах. По второму варианту в шарнире наружная (2) обойма продольно- подвижно крепится в стакане (1), соединенном с рабочим валом. Крепление может осуществляться посредством шлицов, шпонок, шариков или роликов. Шпонки могут быть цилиндрическими, а шарики могут иметь сепараторы, в частности, в виде вставок из антифрикционного материала, например фторопласта или бронзы. Ролики также могут иметь сепараторы в виде вставок из антифрикционного материала или сепараторы в виде пластины с прямоугольными отверстиями. Технический результат: увеличение в несколько раз ресурса шарнира равных угловых скоростей с продольно- подвижными обоймами. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к сферическим устройствам типа механизма Гука или двойного механизма Кардана, и может использоваться в качестве аналога шарнира равных угловых скоростей, а также в качестве замены шарнира неравных угловых скоростей в приводах тракторов и мини-тракторов, автомобилей и других транспортных средств, иных машин и механизмов для передачи вращения между валами. Шарнир содержит ведущий (1) и ведомый валы с вилками (3) на концах, имеющими одинаковые размеры, две части, симметричные относительно оси вала, плоские параллельные опорные поверхности, задающие толщину h вилки (3), внешние поверхности, паз с внутренними поверхностями, перпендикулярными опорным поверхностям, с прямолинейным участком шириной q, 2h≤q≤2,3h, и участком в форме дуги окружности радиуса 0,5q, и канавки (4) на опорных поверхностях шириной 0,1…0,15q и глубиной 0,05…0,15q, средние линии канавок (4) равноудалены на 0,2…0,3q от линий пересечения опорных поверхностей с внутренними поверхностями паза вилки (3), бурт (5) у основания вилки (3) сплошной кольцевой формы, поверхность которого с противоположной стороны выполнена перпендикулярной оси вала, опорно-центрирующий шар (6) радиуса R, 0,9q≤R≤1,2q, с двумя кольцевыми взаимно перпендикулярными пазами прямоугольного профиля шириной h. Поверхности оснований пазов шара (6) представляют собой пересечение поверхностей двух цилиндров радиуса 0,5q, оси которых взаимно перпендикулярны, проходят через центр шара (6) и перпендикулярны каждая соответствующей плоскости симметрии, и с двумя сквозными отверстиями (7) радиуса 0,08…0,15h, оси которых совпадают с осями цилиндров. Вилки (3) входят в пазы шара (6) с противоположных сторон с образованием разъемного шарнирного соединения, обеспечивающего угол передачи вращения более 30°. Технический результат - повышение надежности работы шарнирного механизма. 3 ил.

Изобретение относится к механизмам типа карданного шарнира и может использоваться в приводах автомобилей и других машин для равномерной передачи вращения между валами. Шарнир равных угловых скоростей содержит ведущий (1) и ведомый (2) валы с вилками на концах, имеющими одинаковые размеры, две части, симметричные относительно оси вала (1, 2), плоские параллельные поверхности, задающие толщину вилки h, внешнее основание, пазы с внутренними поверхностями, перпендикулярными наружным поверхностям, прямолинейным участком и участком в форме дуги окружности радиуса q, равного половине ширины паза вилки, опорно-центрирующее звено (3) с двумя кольцевыми взаимно перпендикулярными пазами одинакового размера прямоугольного профиля, ширина пазов звена (3) равна толщине вилки h. Боковые поверхности пазов звена (3) симметричны относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей симметрии, линия пересечения которых проходит через центр звена (3). Поверхности, ограничивающие геометрическую форму оснований пазов звена (3), представляют собой пересечение поверхностей двух цилиндров радиуса q, оси которых взаимно перпендикулярны, проходят через центр звена (3) и перпендикулярны каждая соответствующей плоскости симметрии. Поверхность, ограничивающая геометрическую форму звена (3), представляет собой пересечение поверхности сферы радиуса R, центр которой совпадает с центром звена (3), поверхностей двух цилиндров радиуса r, , оси цилиндров радиуса r совпадают с осями цилиндров радиуса q, и двух секущих плоскостей, параллельных плоскости, образованной осями цилиндров радиусов r и q, и расположенных симметрично от нее на расстоянии 0,80…0,98 r. Вилки валов (1, 2) входят в пазы звена (3) с противоположных сторон с образованием разъемного шарнирного соединения, обеспечивающего угол передачи вращения более 30°. Технический результат: повышение надежности работы карданного шарнира равных угловых скоростей. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для передачи вращения между валами, которые могут совершать плоское угловое смещение относительно друг друга, в том числе во время вращения, и может быть использовано в машиностроении. Шарнир равных угловых скоростей включает ведущий вал (1), установленный в корпусе (2) и связанный с водилом (Н) планетарной передачи. Зубчатые сателлиты (3) водила (H) входят в зацепление с центральными зубчатыми колесами (4, 5), свободно установленными на валу (1) и имеющими дополнительные зубчатые венцы (6, 7). Колесо (4) своим венцом (6) входит в зацепление под прямым углом с промежуточным зубчатым колесом (8), которое своим дополнительным зубчатым венцом (9) или напрямую входит в зацепление под прямым или иным углом с зубчатым колесом (10) ведомого вала (11). Вал (11) находится на цапфе (12). Поворотный вал (13) цапфы (12) установлен в корпусе (2) перпендикулярно валу (1) и перпендикулярно или под иным углом валу (11). На валу (11) находится колесо (8) и зубчатое колесо (14), входящее в зацепление с венцом (7) колеса (5) планетарной передачи, при этом колесо (8) установлено на валу (13) свободно, а цапфа (12) и колесо (14) жестко. Передаточные числа зубчатых колес заявленного шарнира имеют следующие значения. Между венцом (6) и колесом (8) - u=1, между колесом (14) и венцом (7) - u=1, между колесом (5) и колесом (4) при неподвижном водиле (H) - u=1, между венцом (9) и колесом (10) вала (11) - u=2. Технический результат: разработка устройства для соединения валов, передающих вращение с высокой скоростью, позволяющего осям валов совершать неограниченное плоское угловое смещение относительно друг друга, без изменения положения оси углового смещения, без зависимости нагрузки на узлы шарнира от величины углового смещения валов, с возможностью применения для ведущего управляемого моста транспортного средства. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к шарнирным муфтам. Синхронная муфта в виде пятизвенного сферического механизма содержит меньшую и большую вилки, соединенные последовательно через меньшую и большую крестовины шарнирами. Центробежными силами вращение крестовин удерживают в бисекторной плоскости угла между осями вращения вилок при совпадении осей пары шарниров большей и меньшей вилок. Меньшая крестовина парой своих шипов соединена шарнирно с меньшей вилкой, а другой парой своих шипов соединена шарнирно с большей крестовиной. Большая крестовина охватывает большую вилку и выполнена с двумя парами отверстий для подшипников шарнирного соединения и с большей вилкой, и с меньшей крестовиной. Большая крестовина может быть выполнена овальной рамкой, причем отверстия для шарнирного соединения с меньшей крестовиной расположены в дугообразной стенке рамки, а шипы шарнирного соединения с большей вилкой примыкают к прямолинейной стенке рамки. Достигается упрощение сборки. 3 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям втулок винтов на кардане. Универсальный шарнир постоянной скорости состоит из двух концентрических колец (5А и 5В), при этом первое внутреннее кольцо (5А) имеет поворотное соединение с двумя противоположными штифтами (31) поводка (3), соединенного с валом (1) трансмиссии. Второе внешнее кольцо (5В) имеет поворотное соединение с двумя противоположными штифтами (22) ступицы (2). Два концентрических кольца также взаимно соединены посредство пары шарнирных противоположных штифтов (542) под углом 90° относительно штифтов (31), соединенных с валом трансмиссии, и относительно штифтов (22) ступицы, общая ось (ОО) которых стабильно поддерживается в плоскости, именуемой гомокинетической, которая разделяет пополам угол между осью вращения ступицы (2) и осью вращения вала (1) трансмиссии, посредством по меньшей мере одного или двух устройств (6). При этом биссекторы соединены с валом трансмиссии и со ступицей. Обеспечивается постоянная передача вращательного движения между валом (1) трансмиссии и указанной ступицей (2), к которой прикреплены лопасти (7), независимо от угла наклона ступицы относительно ведущего вала. 9 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к шарнирам равных угловых скоростей и предназначено в основном для транспорта

Наверх