Гибкий вал пружинный



Гибкий вал пружинный
Гибкий вал пружинный
Гибкий вал пружинный

 


Владельцы патента RU 2498123:

Заседателев Владимир Сергеевич (RU)

Изобретение относится к машино- и приборостроению и предназначено для передачи вращения ведущего вала ведомому при изменяющихся линейных и угловых расстояниях между ними. Гибкий вал содержит несколько расположенных концентрично с плотным прилеганием друг к другу винтовых цилиндрических пружин (1; 2; 3), соседние из которых имеют противоположное направление спирали, и концы которых скреплены с наконечниками (4; 4'), соединяемыми с ведущим и ведомым валами. Пружины (1; 2; 3) выполнены в виде однозаходных пружин, имеющих зазор (t1; t2; t3) между витками, форма поперечного сечения которых выбрана из условия предотвращения проскальзывания витков в зазоры между витками соседних пружин, а ширина (b1; b2; b3) указанного сечения больше максимального зазора между витками соседних пружин в условиях эксплуатации гибкого вала. Приложение крутящего момента приводит к смыканию соседних пружин гибкого вала, в результате чего получается трубка, жесткая на кручение и податливая на изгиб и растяжение-сжатие. Технический результат: увеличение диапазона передаваемых гибким пружинным валом крутящих моментов с возможностью взаимных перемещений концов ведущего и ведомого валов, а также уменьшение потерь на трение. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к машино- и приборостроению и предназначено для передачи вращения ведущего вала ведомому при изменяющихся линейных и угловых расстояниях между ними.

Известны два типа гибких валов: шарнирные и пружинные. Последние «…состоят из нескольких плотно навитых слоев, каждый из которых состоит из нескольких проволок (рис.216). Таким образом, гибкие валы представляют собой многослойные многозаходные витые пружины… Соседние слои имеют противоположные направления витков…» [Д.Н. Решетов, Детали машин, стр.441, М., Машиностроение, 1974].

Недостатком этих пружинных валов сравнительно с шарнирными является их большая изгибная жесткость, ограничение передаваемого крутящего момента, а также ощутимые потери на трение между проволоками.

Задача изобретения - увеличение диапазона передаваемых гибким пружинным валом крутящих моментов с возможностью взаимных перемещений концов ведущего и ведомого валов, а также уменьшение потерь на трение.

Для этого предлагаемый гибкий пружинный вал выполнен из скрепленных с наконечниками, соединяемыми с ведущим и ведомым валами, нескольких концентрично вставленных с плотным прилеганием друг к другу однозаходных винтовых цилиндрических пружин. Соседние пружины имеют противоположное направление винтовой линии (спирали). Форма поперечного сечения витков пружин гибкого вала, которые, как правило, выполнены с начальным зазором между витками каждой пружины, выбрана из условия предотвращения возможного проскальзывания витков в зазоры между витками соседних пружин. Ширина поперечного сечения витков указанных пружин больше максимального зазора между витками соседних пружин в условиях эксплуатации гибкого вала.

На фиг.1 показан общий вид гибкого пружинного вала с наружной пружиной 1, средней 2, внутренней пружиной 3 и наконечниками 4 и 4'. Штифтами 5 и 5' реализован вариант соединения концов пружин в жесткие наконечники. Для предотвращения растяжения гибкого вала сверх допустимого в наконечниках закреплены пробки 6 с заделанными в них концами троса 7 необходимой длины. Все три однозаходные пружины гибкого вала имеют одинаковую длину ℓ, определяемую линейными и угловыми расстояниями между ведущим и ведомым валами, а длины a 1, a 2 наконечников зависят от конструкции ведущего и ведомого валов.

В гибком вале из трех пружин (фиг.1) наружная 1 и внутренняя 3 пружины имеют левое направление спирали, а средняя 2 - правое.

Гибкий пружинный вал (фиг.1) работает следующим образом.

При приложении к наконечнику 4 крутящего момента по часовой стрелке наружная пружина 1 будет стремиться закручиваться и ее диаметр d1 уменьшаться, а средняя правоспиральная пружина 2 - раскручиваться и увеличиваться в диаметре (d2). В результате, обе пружины сомкнутся и образуют трубку, жесткую на кручение, но податливую на изгиб и растяжение-сжатие. При противоположном направлении крутящего момента сомкнутся средняя 2 и внутренняя 3 (с диаметром d3) пружины.

В обоих случаях одна из пружин будет свободно деформироваться.

Для исключения возможности проскальзывания витков в зазоры t1, t2, t3 между витками соседних пружин максимальные зазоры в условиях эксплуатации (то есть зазоры при максимально допустимых изгибе и растяжении гибкого вала) должны быть надежно меньше ширины b1, b2, b3 поперечных сечений витков.

При нереверсивном вращении гибкому пружинному валу достаточно иметь две пружины. Также возможны гибкие валы с более чем тремя пружинами.

На фиг.2 показана наружная пружина 1 гибкого вала, один из наконечников (4') которой выполнен со шлицами 8 высотой h0, что обеспечивает скользящее соединение гибкого вала с ведомым или ведущим валом.

На фиг.3 показаны предлагаемые формы поперечного сечения пружин гибкого вала. Наиболее технологично прямоугольное сечение 9. При трапециевидной 10 и D-образной 11 формах уменьшается площадь соприкосновения витков и облегчается подвод смазки. Плоскоовальное 12 и эллиптическое 13 сечения удобны при изготовлении пружин навивкой из ленты. Возможны и другие формы сечения, не допускающие проскальзывания витков; круглое сечение непригодно.

Кроме того, с целью защиты ведомого вала от ударных нагрузок гибкий пружинный вал может быть выполнен с неплотным прилеганием соседних пружин на части их длины, что обеспечивает постепенное смыкание пружин при увеличении передаваемого момента. При этом гибкий вал будет дополнительно играть роль упругой муфты.

Кроме того, при требуемой большой длине гибкого вала он может быть разделен промежуточными наконечниками на несколько участков.

Кроме того, для защиты гибкого вала от воздействия внешней среды он может иметь эластичный чехол снаружи и/или внутри пружин, закрепленный в наконечниках и вращающийся вместе с гибким валом.

Кроме того, для упрощения изготовления пружин они могут быть получены прорезыванием в трубках-заготовках спиральных зазоров между витками (винтовых прорезей) с последующей термообработкой.

Таким образом, при использовании изобретения в гибких пружинных валах повышается диапазон передаваемых крутящих моментов, а также уменьшаются потери на трение за счет взаимного смыкания вставленных друг в друга однозаходных пружин без проникновения витков одной пружины в зазоры между витками соседних пружин, имеющих противоположное направление спирали, а способ изготовления пружин конструктивно и технологически несложен.

1. Гибкий вал, содержащий несколько расположенных концентрично с плотным прилеганием друг к другу винтовых цилиндрических пружин, соседние из которых имеют противоположное направление спирали, а концы которых скреплены с наконечниками, соединяемыми с ведущим и ведомым валами, отличающийся тем, что он выполнен в виде однозаходных пружин, имеющих зазор между витками, форма поперечного сечения которых выбрана из условия предотвращения проскальзывания витков в зазоры между витками соседних пружин, а ширина указанного сечения больше максимального зазора между витками соседних пружин в условиях эксплуатации гибкого вала.

2. Гибкий вал по п.1, отличающийся тем, что поперечное сечение витков указанных пружин имеет прямоугольную форму.

3. Гибкий вал по п.1, отличающийся тем, что поперечное сечение витков указанных пружин имеет трапециевидную форму.

4. Гибкий вал по п.1, отличающийся тем, что поперечное сечение витков указанных пружин имеет D-образную форму.

5. Гибкий вал по п.1, отличающийся тем, что поперечное сечение витков указанных пружин имеет плоскоовальную форму.

6. Гибкий вал по п.1, отличающийся тем, что поперечное сечение витков указанных пружин имеет эллиптическую форму.

7. Гибкий вал по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что он на части своей длины выполнен с неплотным прилеганием соседних пружин, а на остальной длине - с плотным прилеганием соседних пружин.

8. Гибкий вал по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что он разделен промежуточными наконечниками на несколько участков.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к механике и предназначено для использования в механизмах, где требуется надежная фиксация оболочки троса, герметичность соединения и эстетический вид.

Гибкий вал // 2415312
Изобретение относится к общему машиностроению, точнее к конструкциям гибких валов, используемых в механизмах для передачи крутящего момента и осевого усилия от ведущего звена механизма ведомому при несоосности указанных звеньев.

Изобретение относится к тросовым приводам для торможения обоих колес мотоцикла. .

Изобретение относится к оборудованию, используемому в нефтегазодобывающей промышленности для вскрытия продуктивных пластов путем формирования отверстий в стенках обсадной трубы скважины и создания перфорационных каналов большой протяженности в породе продуктивного пласта.

Изобретение относится к фиксирующему устройству для наконечников регулируемого троса управления, которое может быть использовано, например, в автомобильной промышленности.

Гибкий вал // 2364759
Изобретение относится к общему машиностроению, точнее к конструкциям гибких валов, используемых в механизмах для передачи крутящего момента и осевого усилия от ведущего звена механизма ведомому при несоосности указанных звеньев.

Изобретение относится к машиностроению, к приводам возвратно-поступательного перемещения узлов и деталей. .

Изобретение относится к машиностроению, к приводам возвратно-поступательного перемещения узлов и деталей. .

Вал // 2340803
Изобретение относится к машиностроению, конкретно к конструкциям валов, в частности карданных, и может быть использовано в трансмиссиях транспортных средств. .

Изобретение относится к устройствам для передачи механических усилий, в том числе с использованием мускульных сил человека, и может быть использовано в различных приводных механизмах, в частности в приводе переднего колеса велосипеда. Тросовая передача содержит внешнюю оболочку (1), броню (2), шарики (3), установленные в кольцах-сепараторах (4), центрирующее кольцо (8) и фиксирующую концевую гильзу (9). Шарики (3) расположены между броней (2) и центральным тросом (5). Изобретение направлено на создание устройства, обладающего линейностью, высокой степенью гибкости и низким коэффициентом трения как при передаче усилия кручением, так и при линейном движении. 7 з.п. ф-лы, 15 ил.

Гибкий вал // 2546395
Изобретение относится к машиностроению и технике вообще и может быть использовано как для передачи вращательного движения в механизмах и между ними, так и для передачи вращательного движения в ручном, электро-, пневмо-, гидроинструментах в процессе сборки, разборки, монтажа, демонтажа и ремонта механизмов и техники вообще. Гибкий вал содержит пружину (3), концы которой неподвижно соединены с наконечниками (1). Наконечники (1) соединены между собой, по меньшей мере, одним элементом (2), выполненным в виде круглого диска, на одной стороне которого имеется проушина (3) с отверстием для оси, а на другой вилка, с отверстиями для оси (5). Плоскость проушины (3) расположена перпендикулярно плоскости вилки и обе плоскости проходят через центральную ось элемента и оболочки в виде гофрированной трубки (4), герметично закрепленной на наконечниках (1). Элементы (2) находятся внутри пружины (3), а трубка (4) - снаружи. Технический результат: снижение количества деталей, упрощение конструкции и изготовления, повышение надежности и ремонтопригодности, обеспечение возможности передачи больших крутящих моментов. 2 ил.

Изобретение относится к оборудованию для нефтяной промышленности и предназначено для использования в устройствах для глубокой перфорации пластов. Гибкий вал, содержащий упругий шланг, оболочку в виде отдельных цилиндрических звеньев с центральным отверстием, контактирующих друг с другом концевыми частями посредством соединительного элемента, выполненного из взаимодействующих звеньев, и сердечник, размещенный в центральном отверстии звеньев. В одном варианте каждое звено на противоположных торцах оснащено соответственно соединительным элементом и гнездом. Соединительный элемент каждого звена выполнен в виде прямоугольного выступа, а гнездо в виде расположенного перпендикулярно выступу этого звена паза под аналогичный выступ контактирующего звена. Во втором варианте звенья выполнены двух чередующихся видов, одни из которых оснащены на торцах прямоугольными перпендикулярно размещенными выступами, а вторые - гнездами, выполненными в виде размещенных перпендикулярно пазов под выступы контактирующих звеньев. Сердечник в обоих вариантах выполнен в виде упругого шланга с наружным диаметром, равным диаметру центрального отверстия звена, и установлен в центральном отверстии с предварительным продольным натяжением. Достигается возвращение вала к прямолинейному состоянию после изгиба. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к дистанционным тросовым приводам, применяемым, например, в автомобильной промышленности, в частности к конструкциям наконечников тросов. Наконечник содержит корпус (1) и соединенную с ним обжимом и завальцовкой крепежную втулку (2) с защемленной между ними броневой оплеткой (5) оболочки троса. Корпус (1) и втулка (2) выполнены с развитым контуром сечения, их смежные поверхности образуют ручей (6, 7) для размещения броневой оплетки (5), выполненный в виде лабиринтной фигуры. Сечение периферийного участка ручья (7) имеет коническую форму, с уменьшением диаметра в направлении от конца троса. В полость (8, 9, 10) защемления введен пластичный герметик, образующий уплотнительный слой у поверхности защемленной броневой оплетки (5). За счет повышения надежности и упрощения конструкции наконечника троса увеличивается долговечность тросового привода. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх