Синхронная муфта



Синхронная муфта
Синхронная муфта
Синхронная муфта

 


Владельцы патента RU 2585430:

Черняков Юрий Феликсович (UA)

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 шарнирным муфтам - модификациям шарнира Гука.

Известны шарнирные синхронные муфты, содержащие промежуточный вал с вилками в одной плоскости и устройство поддержки одинаковых углов ведущего и ведомого вала с промежуточным [1, с. 45, 46, рис. 11.37а]; RU 2292494 и др.

Недостаток таких муфт в повышенной сложности устройства.

Известна синхронная муфта в виде пятизвенного сферического механизма, содержащего меньшую и большую вилки, соединенные последовательно через меньшую и большую крестовины шарнирами с возможностью центробежными силами удерживать вращение крестовин в бисекторной плоскости угла между осями вращения вилок при совпадении осей пары шарниров большей и меньшей вилок, RU 2431065 прототип.

Недостаток ее в слишком сложной сборке.

Задачей и техническим результатом является изыскание синхронной муфты, технология сборки которой аналогична сборке шарнира Гука.

Сущность изобретения:

1. Синхронная муфта в виде пятизвенного сферического механизма, содержащего меньшую и большую вилки, соединенные последовательно через меньшую и большую крестовины шарнирами с возможностью центробежными силами удерживать вращение крестовин в бисекторной плоскости угла между осями вращения вилок при совпадении осей пары шарниров большей и меньшей вилок, причем по изобретению меньшая крестовина парой своих шипов соединена шарнирно с меньшей вилкой, а другой парой своих шипов соединена шарнирно с большей крестовиной.

2. Синхронная муфта по п. 1 такая, что большая крестовина охватывает большую вилку и выполнена с двумя парами отверстий для подшипников шарнирного соединения и с большей вилкой, и с меньшей крестовиной.

3. Синхронная муфта по п. 1 такая, что большая крестовина 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.

4. Синхронная муфта по п. 1 такая, что большая крестовина выполнена прямоугольной рамкой, причем отверстия для шарнирного соединения с меньшей крестовиной расположены в стенке рамки меньшей длины, а шипы шарнирного соединения с большей вилкой примыкают к стенке рамки большей длины.

Благодаря этому сборка синхронной муфты аналогична сборке шарнира Гука

Устроена синхронная муфта (далее муфта), например, следующим образом.

На фиг. 1 представлена соответствующая пп. 1, 2 формулы изобретения муфта в сборе.

На фиг. 2 - меньшая крестовина в проекции на плоскость, параллельную осям шипов.

На фиг. 3 - меньшая крестовина, вид А на фиг. 2.

На фиг. 4 - соответственно п. 2 формулы изобретения, большая крестовина в проекции на плоскость параллельную осям отверстий шарнирных соединений.

На фиг. 5 - большая крестовина, вид Б на фиг. 4.

На фиг. 6 - кинематическая схема пятизвенного сферического механизма муфты, соответствующего пп. 1, 2 формулы изобретения.

На фиг. 7 - то же, что на фиг. 6, но при пересечении валов под углом γ и в мгновение расположения вилок в плоскости, перпендикулярной чертежу.

На фиг. 8 - соответствующая пп. 1, 3, 4 формулы изобретения муфта в сборе.

На фиг. 9 - соответственно п. 2 формулы изобретения большая крестовина в проекции на плоскость, параллельную осям отверстий и шипов шарнирных соединений.

На фиг. 10 - большая крестовина, вид В на фиг. 9.

На фиг. 11 - кинематическая схема пятизвенного сферического механизма муфты, соответствующего пп. 1, 3, 4 формулы изобретения.

Условные обозначения на фиг. 1…7:

1 - корпус с подшипниками для валов, соединенных муфтой, то есть неподвижное звено пятизвенного механизма (далее звено),

2 - меньшая вилка с двумя соосными отверстиями для шарнирного соединения с меньшей крестовиной (далее вилка),

3 - большая вилка с двумя соосными шипами для шарнирного соединения с большей крестовиной (далее вилка),

4 - меньшая крестовина в виде двух взаимно перпендикулярных не одинаковой длины стержней с шипами на концах для подшипников шарнирного соединения с меньшей вилкой и с большей крестовиной (далее крестовина),

5 - большая крестовина в виде кольца с четырьмя равноудаленными от центра кольца отверстиями в стенке, причем оси отверстий взаимно перпендикулярны и пересекаются в центре кольца (далее крестовина),

6 - со смазкой и уплотнением подшипник роликовый игольчатый карданный шарнирного соединения вилки 2 и крестовины 4, два одинаковых подшипника такого размера [2, с. 189, табл. 113] (далее подшипник),

7 - со смазкой и уплотнением подшипник роликовый игольчатый карданный шарнирного соединения вилки 3 и крестовины 5, крестовины 4 и крестовины 5, четыре одинаковых подшипника такого размера [2, с. 189, табл. 113], причем эти подшипники меньше подшипников 6 (далее подшипник),

8 - внутреннее кольцо пружинное упорное по ГОСТ 13941-86 фиксации корпуса подшипника 6 в отверстии вилки 2 соединения ее с крестовиной 4, два кольца такого размера (далее кольцо),

9 - внутреннее кольцо пружинное упорное по ГОСТ 13941-86 фиксации корпуса подшипника 7 в отверстии вилки 5 соединения ее с крестовинами 4 и 5, четыре кольца такого размера, (далее кольцо),

10 - в отверстиях для подшипников канавка для кольца по ГОСТ 13941-8. всего 6 канавок, (далее канавка).

Условные обозначения на фиг. 8…11:

11 - корпус с подшипниками для валов, соединенных муфтой, то есть неподвижное звено пятизвенного механизма (далее звено),

12 - меньшая вилка с двумя соосными отверстиями для шарнирного соединения с меньшей крестовиной (далее вилка),

13 - большая вилка с двумя соосными отверстиями для шарнирного соединения с меньшей крестовиной (далее вилка),

14 - меньшая крестовина в виде двух взаимно перпендикулярных не одинаковой длины стержней с шипами на концах для подшипников шарнирного соединения с вилкой 12 и с большей крестовиной, причем разница длин стержней меньше, чем у крестовины 4 муфты на фиг. 1 (далее крестовина),

15 - большая крестовина в виде овальной (в другом варианте прямоугольной) рамки с двумя отверстиями для шарнирного соединения с крестовиной 14 и с двумя шипами для шарнирного соединения с вилкой 13 (далее крестовина),

16 - подшипник такой же, как подшипник 6 (далее подшипник),

17 - подшипник такой же, как подшипник 7 (далее подшипник),

18 - внутреннее кольцо пружинное упорное по ГОСТ 13941-86 фиксации корпуса подшипника 16 в отверстии вилки 12 соединения ее с крестовиной 14, два кольца такого размера, (далее кольцо),

19 - внутреннее кольцо пружинное упорное по ГОСТ 13941-86 фиксации корпуса подшипника 16 в отверстии вилки 12 соединения ее с крестовиной 14 и фиксации корпуса подшипника 17 в отверстии вилки 13 соединения ее с крестовиной 15, четыре кольца такого размера (далее кольцо),

20 - в отверстиях для подшипников канавка для кольца по ГОСТ 13941-8 всего 6 канавок (далее канавка).

Названные в условных обозначениях детали муфты собирают в сферический механизм так же, как собирают в сферический механизм детали обычного шарнира Гука. Шипы одной детали вводят в отверстия сопряженной детали, а затем устанавливают подшипники шарнирных соединений и фиксируют их кольцами.

Работа. Степень подвижности муфты - кинематической цепи пятизвенного сферического механизма по формуле Чебышева-Артоболевского [2, с. 76, формула (3.5) ]:

где w - число степеней свободы (степеней подвижности),

n - число подвижных звеньев кинематической цепи,

р5 - число пар пятого класса,

р4 - число пар четвертого класса.

Но так как муфта представляет собой карданный вал [2, с. 250, рис. 367], нулевой длины между полюсами крайних шарниров Гука (эта длина вырождается в точку - полюс сферического механизма), то звенья - вилки 2, 3 на фиг. 1, 6, 7 и звенья - вилки 12, 13 на фиг. 8, 11 связаны геометрической зависимостью (11.8) [2, с. 251]:

где φ1- угол поворота звена 2 (12) вокруг своей оси вращения,

φ2 - угол поворота звена 3 (13) вокруг своей оси вращения.

Поэтому число степеней свободы на одну степень меньше, т.е. фактически w=2-1=1, что аналогично, например, винтовой паре: винт вращают в неподвижной гайке вокруг оси и одновременно перемещают вдоль оси, но число степеней свободы равно единице.

При этом в муфте угол излома осей вращения вилок γ-α12. Пусть .

Следовательно: cos α1=cos α2 и поэтому φ12. Значит звенья - вилки 2, 3 (фиг. 1, 6, 7) и звенья - вилки 12, 13 (фиг. 8, 11) вращают синхронно.

При угле γ=0 зависимость (2) принимает неопределенное значение. Но при этом центробежной силой выставляют и удерживают вращение звеньев - крестовин 4, 5 и 14, 15 в плоскости, перпендикулярной совпадающим между собой осям вращения вилок, если даже до начала вращения крестовины находились в другой позиции. То есть вращением муфты при угле γ=0 на крестовины накладывают дополнительно динамическую связь. Поэтому и у крестовин одна степень свободы. Если угол γ≠0, то в двух точках по окружности вращения (φ=90° - позиция на фиг. 7) зависимость (2) также принимает неопределенное значение. В этой позиции равнодействующим вектором F центробежных сил Z вращения вокруг осей вилок крестовины удерживают в бисекторной плоскости угла между осями вилок, то есть также дополнительной динамической связью. Поэтому и в этой позиции у крестовин одна степень свободы.

Итак, ведущие и ведомые звенья муфты вращают так же, как звенья карданного вала с лежащими в одной плоскости соосными вилками при равных углах шарниров Гука, то есть синхронно.

Источники информации

1. В.С. Поляков и др. Справочник по муфтам. 2-е изд., испр. и доп. - Л.: Машиностроение, 1979, 344 с.

2. И.И Артоболевский. Теория механизмов. Изд. 2-е исправленное. - М.: изд. «Наука». Главная редакция физико-математической литературы. 1962, 719 с.

1. Синхронная муфта в виде пятизвенного сферического механизма, содержащего меньшую и большую вилки, соединенные последовательно через меньшую и большую крестовины шарнирами с возможностью центробежными силами удерживать вращение крестовин в бисекторной плоскости угла между осями вращения вилок при совпадении осей пары шарниров большей и меньшей вилок, отличающаяся тем, что меньшая крестовина парой своих шипов соединена шарнирно с меньшей вилкой, а другой парой своих шипов соединена шарнирно с большей крестовиной.

2. Синхронная муфта по п. 1, отличающаяся тем, что большая крестовина охватывает большую вилку и выполнена с двумя парами отверстий для подшипников шарнирного соединения и с большей вилкой, и с меньшей крестовиной.

3. Синхронная муфта по п. 1, отличающаяся тем, что большая крестовина 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.

4. Синхронная муфта по п. 1, отличающаяся тем, что большая крестовина выполнена прямоугольной рамкой, причем отверстия для шарнирного соединения с меньшей крестовиной расположены в стенке рамки меньшей длины, а шипы шарнирного соединения с большей вилкой примыкают к стенке рамки большей длины.



 

Похожие патенты:

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.

Изобретение относится к механизмам типа карданного шарнира и может использоваться в приводах автомобилей и других машин для равномерной передачи вращения между валами.

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.

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.

Изобретение относится к узлам сельскохозяйственных, транспортных и других машин. .

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

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

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 в шаровых шарнирах рулевых механизмов различных транспортных средств. Шаровая опора содержит корпус, выполненный из двух частей в виде крышек, неразъемно соединенных между собой, с заключенным в корпус шаровым пальцем, сферической головкой, размещенной во вкладыше.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве опор скольжения в узлах трения, способных сохранять свою работоспособность в широком диапазоне нагрузок и температур как в воздушной среде, так и в глубоком вакууме.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к конструированию шарниров с эластичным элементом применяемых для производства стоек стабилизатора, рулевых наконечников и шаровых опор.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях турбомашин, в частности в узлах соединения гидроцилиндра привода направляющих аппаратов с промежуточным корпусом газотурбинного двигателя.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в шаровых шарнирах рулевых механизмов различных транспортных средств. Шаровая опора содержит корпус, выполненный из двух частей в виде крышек, неразъемно соединенных между собой, с заключенными в корпус шаровым пальцем, сферической головкой, размещенной во вкладыше из антифрикционного материала.

Изобретение относится к шарниру, с помощью которого могут быть переданы или же восприняты осевые силы и моменты вращения в сочетании с эксцентрическими вращательными движениями насосов.

Изобретение относится к шаровым шарнирам, использующимся для соединения нижнего рычага подвески с подрамником транспортного средства. Шаровой шарнир (10) содержит монтажную часть (50) с отверстием, центральную часть (60), расположенную внутри отверстия, эластомерный материал (52), расположенный между монтажной частью (50) и центральной частью (60) для закрепления центральной части (60) внутри отверстия и проходящий в радиальном направлении непрерывно от монтажной части (50) до центральной части (60); а также первую и вторую полости, выполненные в эластомерном материале (52) и продольно разделяющие его на две части.

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к способам проведения однонаправленных испытаний на износ динамическим способом для определения механического ресурса шаровых шарниров передней подвески легкового автомобиля.

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.

Изобретение в целом относятся к подшипнику, а точнее к установке сферического подшипника в подшипниковый узел для применения в авиационно-космической технике. Заявлены подшипниковый узел (100) и способ формирования подшипникового узла, включающего в себя корпус (110) с отверстием (132).

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве опор скольжения в узлах крепления, способных сохранять свою работоспособность в широком диапазоне нагрузок как в воздушной среде, так и в глубоком вакууме. Шаровая опора содержит корпус, выполненный их двух крышек (1, 2), жестко соединенных между собой, с заключенным в корпус шаровым пальцем (3) со сферической головкой, размещенной во вкладыше (4). Шаровой палец (3) выполнен из материала ВЖЛ-16, а на его поверхности сформировано многослойное композиционное покрытие (7) со сдвиговым сопротивлением, меньшим сдвигового сопротивления шаровой опоры, при этом первый слой подложки методом гальванического покрытия выполнен из тантала, второй слой из серебра нанесен электролитическим способом, а третий - твердосмазочное покрытие ВАП. Технический результат: повышение износостойкости шаровой опоры, обеспечение положительного градиента напряжения, а также способность к восстановлению повреждений антифрикционного слоя. 2 ил
Наверх