Шарнир равных угловых скоростей

Изобретение относится к области машиностроения, авиастроения и станкостроения и может быть использовано в приводах машин и механизмов для передачи вращающих моментов в условиях, когда оси соединяемых валов расположены со значительным угловым смещением, а круговые частоты ведущего и ведомого звеньев механизма должны совпадать. Шарнир равных угловых скоростей содержит две полумуфты (1.1, 1.2) с посадочным отверстием, связанные между собой элементами связующего зацепления, и вкладыши (4.1, 4.2). Полумуфты (1.1, 1.2) выполнены сферической формы с одинаковым внутренним радиусом, а в диаметральном сечении соосно выполнены по меньшей мере два отверстия (5), в которые установлены пальцы (3), диметр которых равен диаметру отверстий, а длина пальца (3) больше, чем толщина стенки полумуфты (1.1, 1.2) с посадочным отверстием. Элементы связующего зацепления выполнены в виде двух кулачков (2.1, 2.2), соединенных между собой с возможностью разъема. Кулачки (2.1, 2.2) имеют сферическую поверхность, диаметр которой равен внутреннему диаметру полумуфт (1.1, 1.2), а на сферической поверхности кулачков (2.1, 2.2) в плоскости, параллельной оси посадочного отверстия полумуфт (1.1, 1.2) выполнены пазы (6), ширина которых равна диаметру пальцев (3), а глубина Δl=L-m, где L - длина пальцев (3), m - толщина стенки полумуфт (1.1, 1.2). Вкладыши (4.1, 4.2) закреплены на торцевой поверхности полумуфт (1.1, 1.2) с возможностью разъемного соединения. Предлагаемый карданный шарнир равных угловых скоростей имеет простоту конструкции, высокий КПД, технологичность в сборке и изготовлении, ремонтоспособность, низкую себестоимость и повышенный ресурс работы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, авиастроения и станкостроения и может быть использовано в приводах машин и механизмов для передачи вращающих моментов в условиях, когда оси соединяемых валов расположены со значительным угловым смещением, а круговые частоты ведущего и ведомого звеньев механизма должны совпадать.

Известен шарнир равных угловых скоростей (Патент RU №2289733. МПК: F16D 3/34, 3/44, 3/22, 3/16, опубл. 20.12.2006 г.), содержащий две полумуфты с коническими рабочими поверхностями в меридиональных плоскостях, в которых размещены ролики в форме усеченных конусов, установленные на оси, проходящей через овальное отверстие траверсы, имеющей два поводка со сферическими головками.

Недостатками данного устройства являются сложность конструкции, относительная ненадежность в зоне передачи нагрузок, а именно контакта роликов и контактных линий, и наличие относительного проскальзывания в зоне передачи нагрузок, что снижает его КПД.

Наиболее близким к заявляемому устройству является шарнир равных угловых скоростей (Патент RU №2391567. МПК: F16C 11/06, D3/16, С3/22, D3/30, опубл. 10.06.2010 г.), содержащий две полумуфты, одна из которых выполнена с внешней и внутренней сферическими соосными поверхностями, а другая выполнена с внешней сферической поверхностью, связанные с соединяемыми валами и имеющие возможность взаимодействия между собой, ось, проходящую через траверсу, концы которой связаны с полумуфтами через имеющие сферические элементы соединительные узлы, размещенные в соответствующих отверстиях полумуфт, а на концах оси дополнительно установлены внутренние и наружные вкладыши, взаимодействующие своими торцевыми поверхностями с торцевыми рабочими поверхностями пазов полумуфт, в которых они установлены, а в средней части оси в месте установки траверсы размещена подвижная направляющая, имеющая отверстие круглого сечения для прохождения через него оси и наружный профиль прямоугольного сечения с пазом для установки в него траверсы, концы которой связаны с полумуфтами через шарнирные подшипники.

Недостатками данного устройства являются нетехнологичность в сборке, низкая ремонтопригодность, а также относительно низкий ресурс работы.

Техническим результатом изобретения является повышение технологичности в сборке, высокая ремонтопригодность и повышенный ресурс работы.

Указанный технический результат достигается тем, что в шарнире равных угловых скоростей, содержащем две полумуфты с посадочным отверстием, связанные между собой элементами связующего зацепления, и вкладыши, где полумуфты с посадочным отверстием выполнены сферической формы с одинаковым внутренним радиусом, а в диаметральном сечении соосно выполнены по меньшей мере два отверстия, в которые установлены пальцы, диметр которых равен диаметру отверстий, а длина пальца больше чем толщина стенки полумуфты с посадочным отверстием; элементы связующего зацепления выполнены в виде двух кулачков, соединенных между собой с возможностью разъема, при этом кулачки имеют сферическую поверхность, диаметр которой равен внутреннему диаметру полумуфт с посадочным отверстием, а на сферической поверхности кулачков в плоскости, параллельной оси посадочного отверстия полумуфт, выполнены пазы, ширина которых равна диаметру пальцев, а глубина Δl=L-m, где L - длина пальцев, m - толщина стенки полумуфт с посадочным отверстием; вкладыши закреплены на торцевой поверхности полумуфт с посадочным отверстием с возможностью разъемного соединения.

Указанный технический результат достигается тем, что в шарнире равных угловых скоростей полумуфты с посадочным отверстием, кулачки, вкладыши и пальцы взаимозаменяемы.

Сущность данного изобретения заключается в том, что полумуфты с посадочным отверстием выполнены сферической формы с одинаковым внутренним радиусом, а в диаметральном сечении соосно выполнены по меньшей мере два отверстия, в которые установлены пальцы, диметр которых равен диаметру отверстий, а длина пальца больше чем толщина стенки полумуфты с посадочным отверстием; элементы связующего зацепления выполнены в виде двух кулачков, соединенных между собой с возможностью разъема, при этом кулачки имеют сферическую поверхность, диаметр которой равен внутреннему диаметру полумуфт с посадочным отверстием, а на сферической поверхности кулачков в плоскости, параллельной оси посадочного отверстия полумуфт, выполнены пазы, ширина которых равна диаметру пальцев, а глубина Δl=L-m, где L - длина пальцев, m - толщина стенки полумуфт с посадочным отверстием; вкладыши закреплены на торцевой поверхности полумуфт с посадочным отверстием с возможностью разъемного соединения.

Также сущность данного изобретения заключается в том, что полумуфты с посадочным отверстием, кулачки и вкладыши взаимозаменяемы.

Выполнение полумуфт с посадочным отверстием сферической формы и с одинаковым внутренним радиусом в шарнире равных угловых скоростей обеспечивает технологичность при сборке и разборке за счет взаимозаменяемости.

В полумуфтах с посадочным отверстием в диаметральном сечении соосно выполнены отверстия, в которые установлены пальцы, диаметр которых равен диаметру отверстий. Кулачок с шаровой поверхностью с диаметром, равным внутреннему диаметру, установлен в полумуфт с посадочным отверстием. Причем пальцы входят в пазы, которые расположены диаметрально противоположно на шаровой поверхности кулачка.

Взаимодействие пальца и паза показано на фиг. 1, где изображена диаграмма траектории движения паза относительно пальца. Отчет берется в нейтральном положении и описывается полный цикл, то есть один оборот, совершаемый кулачком. Из диаграммы видно, что паз обкатывает палец и ввиду этого в шарнире равных угловых скоростей отсутствует трение скольжение, но присутствует трение качения. Вследствие чего шарнир равных угловых скоростей имеет повышенный ресурс работы.

Кулачки, на которых выполнены пазы, связаны между собой с возможностью разъема. Разъемное соединение кулачков может быть выполнено, например, в виде двух хвостовиков, закрепленных и соединенных между собой внутренним и внешним шлицевым соединением. Шлицевое соединение обеспечит высокую нагрузочную способность, лучшее центрирование кулачков и более точное направление при осевых перемещениях. Соединение кулачков с возможность разъема обеспечит повышенную технологичность при сборке и высокую ремонтопригодность шарнира равных угловых скоростей.

Вкладыши закреплены на торцевой поверхности полумуфт с посадочным отверстием и не допускают выскакивания кулачков из конструкции шарнира равных угловых скоростей. Одним из способов установки вкладышей в механизм шарнира равных угловых скоростей может выступать запрессовка с последующим закреплением винтами, что позволит разбирать механизм шарнира равных угловых скоростей для осуществления ремонта или других технологических действий. Тем самым вкладыши обеспечивают повышенную технологичность в сборке и ремонтопригодность шарнира равных угловых скоростей.

Вновь введенные элементы позволят производить ремонт шарнира равных угловых скоростей, не извлекая его из узла, в котором он установлен, при условии свободного доступа для монтажа и демонтажа пальцев.

Тем самым достигается указанный в изобретении технический результат.

Для увеличения КПД и срока службы шарнира равных угловых скоростей в узлах трения может применяться смазочный материал с элементами удержания последнего в зоне контакта, а также антифрикционные и противоизносные напыления.

Также для увеличения срока службы шарнир равных угловых скоростей может быть защищен от попадания в него посторонних предметов, что достигается любым известным в технике способом.

На фиг. 1 изображена диаграмма траектории движения паза относительно пальца.

На фиг. 2 изображен шарнир равных угловых скоростей в разрезе в варианте шлицевого соединения кулачков между собой и винтовым соединением вкладышей с торцевой поверхностью полумуфт.

На фиг. 2 обозначены: 1.1, 1.2 - полумуфты с посадочным отверстием, 2.1, 2.2 - кулачки, 3 - пальцы, 4.1, 4.2 - вкладыши, 5 - отверстия, 6 - пазы, 7.1, 7.2 - хвостовики.

Назначения элементов ясны из их названия.

Сборка шарнира равных угловых скоростей производится следующим образом.

В отверстия 5 полумуфты с посадочным отверстием 1.1 устанавливаются пальцы 3. Затем в полумуфту с посадочным отверстием 1.1 устанавливается кулачок 2.1 так, чтобы пальцы 3 входили в пазы 6. Далее на торцевую поверхность полумуфты с посадочным отверстием 1.1 крепится вкладыш 4.1.

Далее в отверстия 5 полумуфты с посадочным отверстием 1.2 устанавливаются пальцы 3. Затем в полумуфту с посадочным отверстием 1.2 устанавливается кулачок 2.1 так, чтобы пальцы 3 входили в пазы 6. Затем на торцевую поверхность полумуфты с посадочным отверстием 2.1 крепится вкладыш 4.2.

И в итоге кулачки 2.1 и 2.2 соединяются хвостовиками 7.1 и 7.2.

Шарнир равных угловых скоростей работает следующим образом.

Вращение от полумуфты с посадочным отверстием 1.1 передается на кулачок 2.1. При этом посредством пальцев 3 и пазов 6 удерживается вращение кулачка 2.1 и полумуфты с посадочным отверстием 1.1 в одной плоскости, а с помощью вкладыша 4.1 не допускается выскакивания кулачка 2.1 из полумуфты с посадочным отверстием 1.1.

Кулачок 2.1 соединен с возможностью разъема с кулачком 2.2 при помощи хвостовиков 7.1 и 7.2. и передает вращение на полумуфту с посадочным отверстием 1.2. При этом посредством пальцев 3 и пазов 6 удерживается вращения кулачка 2.2 и полумуфты с посадочным отверстием 1.2 в одной плоскости, а с помощью вкладыша 4.2 не допускается выскакивания кулачка 2.2 из полумуфты с посадочным отверстием 1.2.

1. Шарнир равных угловых скоростей, содержащий две полумуфты с посадочным отверстием, связанные между собой элементами связующего зацепления, и вкладыши, отличающийся тем, что полумуфты с посадочным отверстием выполнены сферической формы с одинаковым внутренним радиусом, а в диаметральном сечении соосно выполнены по меньшей мере два отверстия, в которые установлены пальцы, диметр которых равен диаметру отверстий, а длина пальца больше, чем толщина стенки полумуфты с посадочным отверстием; элементы связующего зацепления выполнены в виде двух кулачков, соединенных между собой с возможностью разъема, при этом кулачки имеют сферическую поверхность, диаметр которой равен внутреннему диаметру полумуфт с посадочным отверстием, а на сферической поверхности кулачков в плоскости, параллельной оси посадочного отверстия полумуфт, выполнены пазы, ширина которых равна диаметру пальцев, а глубина Δl=L-m, где L - длина пальцев, m - толщина стенки полумуфт с посадочным отверстием; вкладыши закреплены на торцевой поверхности полумуфт с посадочным отверстием с возможностью разъемного соединения.

2. Шарнир равных угловых скоростей по п. 1, отличающийся тем, что полумуфты с посадочным отверстием, кулачки и вкладыши взаимозаменяемы.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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 шарнирной опоре, в частности, для шарового шарнира с вкладышем подшипника скольжения. Шаровой шарнир содержит корпус, в котором установлены палец с шаровой головкой, вкладыш, состоящий из двух частей, выполненных в виде усеченной сферической оболочки из упругопластичного материала.
Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для обслуживания карданных шарниров на игольчатых подшипниках. Способ технического обслуживания карданных шарниров заключается в том, что вначале проводят предварительную разметку положения вилок карданного шарнира, затем разбирают подшипники карданного вала, промывают их и обратно устанавливают.

Изобретение относится к самосмазывающимся шарнирам. Изобретение предпочтительно применяется для всех типов шарниров, требующих действия в отсутствие смазки, то есть с самосмазывающим действием, и действующих под высокими нагрузками в динамическом режиме.

Изобретение относится к области авиа- и ракетостроительного машиностроения и может быть использовано в создании опорных узлов трения, где в качестве опор скольжения используются сферические шарнирные подшипники.

Изобретение относится к шаровому шарниру как узлу зацепления для элемента привода и системы блокировки. Шаровой шарнир и система блокировки используются, в частности, для дверей автомобиля, приводимых в действие с помощью электропривода.

Изобретение относится к области самосмазывающихся соединений, в частности к конструкции оси в шаровом шарнире или опоре, имеющей поступательное или вращательное направление хода.

Изобретение относится к шарнирному устройству. Шарнирное устройство (6) включает в себя простирающийся аксиально палец (8) шарнира и полностью или частично радиально его охватывающий корпус (11).

Изобретение относится к шарнирному устройству. Шарнирное устройство (1), включающее в себя простирающийся аксиально палец (3) шарнира, прежде всего так называемую лапку, и полностью или частично радиально окружающий его эластично деформируемый слой (5), который на его радиальной внешней стороне (6), по меньшей мере, участками находится в контакте с корпусом (2) и который по меньшей мере на одном аксиальном конце соединен с кольцевой деталью (7), прежде всего привулканизирован к ней, причем палец (3) шарнира образует с эластично деформируемым слоем (5) и по меньшей мере одной кольцевой деталью (7) подвижное по отношению к корпусу (2) тело (8) шарнира.

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

Изобретение относится к области авиа- и ракетостроительного машиностроения и может быть использовано в создании узлов трения, где в качестве опор скольжения используются сферические шарнирные подшипники.

Изобретение относится к области машиностроения, авиастроения и станкостроения и может быть использовано в приводах машин и механизмов для передачи вращающих моментов в условиях, когда оси соединяемых валов расположены со значительным угловым смещением, а круговые частоты ведущего и ведомого звеньев механизма должны совпадать. Шарнир равных угловых скоростей содержит две полумуфты с посадочным отверстием, связанные между собой элементами связующего зацепления, и вкладыши. Полумуфты выполнены сферической формы с одинаковым внутренним радиусом, а в диаметральном сечении соосно выполнены по меньшей мере два отверстия, в которые установлены пальцы, диметр которых равен диаметру отверстий, а длина пальца больше, чем толщина стенки полумуфты с посадочным отверстием. Элементы связующего зацепления выполнены в виде двух кулачков, соединенных между собой с возможностью разъема. Кулачки имеют сферическую поверхность, диаметр которой равен внутреннему диаметру полумуфт, а на сферической поверхности кулачков в плоскости, параллельной оси посадочного отверстия полумуфт выполнены пазы, ширина которых равна диаметру пальцев, а глубина ΔlL-m, где L - длина пальцев, m - толщина стенки полумуфт. Вкладыши закреплены на торцевой поверхности полумуфт с возможностью разъемного соединения. Предлагаемый карданный шарнир равных угловых скоростей имеет простоту конструкции, высокий КПД, технологичность в сборке и изготовлении, ремонтоспособность, низкую себестоимость и повышенный ресурс работы. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх