RU121019U1

RU121019U1 - CONSTANT-VELOCITY JOINT

Info

Publication number: RU121019U1
Application number: RU2012107341/11U
Authority: RU
Inventors: Евгений Михайлович Силкин; Евгений Николаевич Мартьянов; Андрей Минниряшитович Шагаев
Original assignee: Евгений Михайлович Силкин
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2012-10-10

Abstract

Шарнир равных угловых скоростей, содержащий ведущий и ведомый валы с вилками на соединяемых концах, имеющими одинаковые размеры, две части, симметричные относительно оси вала, плоские параллельные боковые поверхности, задающие толщину вилки, упорные поверхности и паз с внутренними поверхностями, перпендикулярными боковым поверхностям, с прямолинейным участком длиной, равной половине ширины паза вилки, и участком в форме дуги окружности с радиусом, равным длине прямолинейного участка, со шлицами прямоугольного профиля на наружной поверхности противоположного конца вала, имеющими заходные фаски, с шейками для установки подшипников и манжет, отверстиями и технологическими зацентровками на торцах, бурт у основания вилки сплошной кольцевой формы, поверхность которого со стороны шлиц выполнена перпендикулярной оси вала и имеет краевую канавку, опорно-центрирующий шарик с двумя кольцевыми взаимно перпендикулярными пазами одинакового размера, прямоугольного профиля, ширина пазов опорно-центрирующего шарика равна толщине вилки, боковые поверхности пазов опорно-центрирующего шарика симметричны относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей, линия пересечения которых проходит через центр опорно-центрирующего шарика, вилки валов входят в пазы опорно-центрирующего шарика с противоположных сторон с образованием разъемного шарнирного соединения, обеспечивающего угол передачи вращения более 30°, отличающийся тем, что упорные поверхности вилок образуют с внутренними поверхностями прямолинейного участка паза вилок угол более 130°. A hinge of equal angular velocities, containing a driving and driven shafts with forks at the connected ends having the same dimensions, two parts symmetrical about the shaft axis, flat parallel side surfaces that define the fork thickness, thrust surfaces and a groove with inner surfaces perpendicular to the side surfaces, with a straight section with a length equal to half the width of the fork groove, and a section in the form of an arc of a circle with a radius equal to the length of the straight section, with rectangular splines on the outer surface of the opposite end of the shaft, having lead-in chamfers, with journals for installing bearings and collars, holes and technological centering on the ends, a collar at the base of the fork of a solid annular shape, the surface of which on the side of the slot is made perpendicular to the shaft axis and has an edge groove, a support-centering ball with two annular mutually perpendicular grooves of the same size, rectangular profile, the width of the grooves is support-plummet ball is equal to the thickness of the fork, the lateral surfaces of the grooves of the support-centering ball are symmetrical about two mutually perpendicular planes, the intersection line of which passes through the center of the support-centering ball, the forks of the shafts enter the grooves of the support-centering ball from opposite sides to form a detachable hinge joint, providing the angle of rotation transmission is more than 30 °, characterized in that the thrust surfaces of the forks form an angle of more than 130 ° with the inner surfaces of the straight section of the groove of the forks.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к механизмам типа карданного шарнира и может быть использована в приводах автомобилей и других машин для передачи вращения между валами, оси которых пересекаются под переменным углом и могут изменять свое положение. При этом угловые скорости ведущего и ведомого валов работающего шарнира должны совпадать, а вращение передаваться равномерно. Полезная модель повышает надежность работы гомокинетического шарнирного механизма.The utility model relates to mechanical engineering, namely to mechanisms such as a cardan joint and can be used in drives of cars and other machines to transmit rotation between shafts whose axes intersect at a variable angle and can change their position. In this case, the angular velocities of the driving and driven shafts of the working joint must coincide, and the rotation is transmitted evenly. The utility model increases the reliability of the homokinetic articulated mechanism.

Известен шарнир равных угловых скоростей, содержащий ведущий и ведомый валы с вилками на соединяемых концах, имеющими одинаковые размеры, две части, симметричные относительно оси вала, плоские параллельные боковые поверхности, задающие толщину вилки, упорные поверхности, перпендикулярные оси вала, и паз с внутренними поверхностями, перпендикулярными боковым поверхностям, с прямолинейным участком длиной, равной половине ширины паза вилки, и участком в форме дуги окружности с радиусом, равным длине прямолинейного участка, со шлицами прямоугольного профиля на наружной поверхности противоположного конца вала, имеющими заходные фаски, с шейками для установки подшипников и манжет, отверстиями и технологическими зацентровками на торцах, бурт у основания вилки, поверхность которого со стороны шлиц выполнена перпендикулярной оси вала, опорно-центрирующий шарик с двумя кольцевыми взаимно перпендикулярными пазами одинакового размера, прямоугольного профиля, ширина пазов опорно-центрирующего шарика равна толщине вилки, боковые поверхности пазов опорно-центрирующего шарика симметричны относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей, линия пересечения которых проходит через центр опорно-центрирующего шарика, вилки валов входят в пазы опорно-центрирующего шарика с противоположных сторон с образованием разъемного шарнирного соединения, обеспечивающего угол передачи вращения более 30° (П. 49933 РФ, МКИ F16C 11\06. Шарнир карданный равных угловых скоростей \ Шагаев A.M., Силкин Е.М. \\ Б.И.М.П. - 2005. - №34).Known hinge of equal angular velocities, containing the driving and driven shafts with forks at the connected ends having the same dimensions, two parts symmetrical about the axis of the shaft, flat parallel side surfaces that define the thickness of the fork, thrust surfaces, perpendicular to the axis of the shaft, and a groove with internal surfaces perpendicular to the side surfaces, with a straight section of length equal to half the width of the groove of the fork, and a section in the form of an arc of a circle with a radius equal to the length of the straight section, with slots straight angled profile on the outer surface of the opposite end of the shaft, with entry chamfers, with necks for mounting bearings and cuffs, holes and technological centerings at the ends, a shoulder at the base of the fork, the surface of which is made perpendicular to the axis of the shaft on the side of the spline, a support-centering ball with two annular mutually perpendicular grooves of the same size, rectangular profile, the width of the grooves of the supporting centering ball is equal to the thickness of the fork, the side surfaces of the grooves of the supporting centering ball immetrichny two mutually perpendicular planes whose line of intersection extends through the center of support-centering ball fork shafts are in the grooves of support-centering bead on opposite sides to form a releasable hinge, providing rotational transmission angle over 30 ° (P. 49933 RF, MKI F16C 11 \ 06. Cardan joint of equal angular velocities \ Shagaev A.M., Silkin EM \\ B.I.M.P. - 2005. - No. 34).

Недостатком карданного шарнира равных угловых скоростей является низкая надежность работы, что обусловлено недостаточной площадью взаимодействующих поверхностей при работе механизма с большими углами между осями валов.The disadvantage of the cardan joint of equal angular velocities is the low reliability of the operation, which is due to the insufficient area of the interacting surfaces during operation of the mechanism with large angles between the axes of the shafts.

Известен шарнир равных угловых скоростей, содержащий ведущий и ведомый валы с вилками на соединяемых концах, имеющими одинаковые размеры, две части, симметричные относительно оси вала, плоские параллельные боковые поверхности, задающие толщину вилки, упорные поверхности, перпендикулярные оси вала, и паз с внутренними поверхностями, перпендикулярными боковым поверхностям, с прямолинейным участком длиной, равной половине ширины паза вилки, и участком в форме дуги окружности с радиусом, равным длине прямолинейного участка, со шлицами прямоугольного профиля на наружной поверхности противоположного конца вала, имеющими заходные фаски, с шейками для установки подшипников и манжет, отверстиями и технологическими зацентровками на торцах, бурт у основания вилки, поверхность которого со стороны шлиц выполнена перпендикулярной оси вала, опорно-центрирующее звено с двумя кольцевыми взаимно перпендикулярными пазами одинакового размера, прямоугольного профиля, ширина пазов опорно-центрирующего звена равна толщине вилки, боковые поверхности пазов опорно-центрирующего звена симметричны относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей, линия пересечения которых проходит через геометрический центр опорно-центрирующего звена, вилки валов входят в пазы опорно-центрирующего звена с противоположных сторон с образованием разъемного шарнирного соединения, обеспечивающего угол передачи вращения более 30° (П. 49933 РФ, МКИ F16C 11\06. Шарнир карданный равных угловых скоростей \ Шагаев A.M., Силкин Е.М. \\ Б.И.М.П. - 2006. - №6).Known hinge of equal angular velocities, containing the driving and driven shafts with forks at the connected ends having the same dimensions, two parts symmetrical about the axis of the shaft, flat parallel side surfaces that define the thickness of the fork, thrust surfaces, perpendicular to the axis of the shaft, and a groove with internal surfaces perpendicular to the side surfaces, with a straight section of length equal to half the width of the groove of the fork, and a section in the form of an arc of a circle with a radius equal to the length of the straight section, with slots straight an angular profile on the outer surface of the opposite end of the shaft, having entry chamfers, with necks for mounting bearings and cuffs, holes and technological centerings at the ends, a shoulder at the base of the fork, the surface of which on the side of the slot is made perpendicular to the axis of the shaft, a support-centering link with two ring mutually perpendicular grooves of the same size, rectangular profile, the width of the grooves of the support-centering link is equal to the thickness of the fork, the side surfaces of the grooves of the support-centering link s symmetrical about two mutually perpendicular planes whose line of intersection extends through the geometric center of the support-centering unit, the fork shafts are in the grooves of support-centering unit opposite sides to form a releasable hinge, providing rotational transmission angle over 30 ° (P. 49933 RF, MKI F16C 11 \ 06. Cardan joint of equal angular velocities \ Shagaev A.M., Silkin EM \\ B.I.M.P. - 2006. - No. 6).

Недостатком карданного шарнира равных угловых скоростей является низкая надежность работы, что обусловлено недостаточной площадью взаимодействующих поверхностей, в первую очередь, при работе механизма с большими углами между осями валов.The disadvantage of the cardan joint of equal angular velocities is the low reliability of operation, which is due to the insufficient area of the interacting surfaces, primarily when the mechanism operates with large angles between the axes of the shafts.

Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является карданный шарнир равных угловых скоростей, содержащий ведущий и ведомый валы с вилками на соединяемых концах, имеющими одинаковые размеры, две части, симметричные относительно оси вала, плоские параллельные боковые поверхности, задающие толщину вилки, упорные поверхности, перпендикулярные оси вала, и паз с внутренними поверхностями, перпендикулярными боковым поверхностям, с прямолинейным участком длиной, равной половине ширины паза вилки, и участком в форме дуги окружности с радиусом, равным длине прямолинейного участка, со шлицами прямоугольного профиля на наружной поверхности противоположного конца вала, имеющими заходные фаски, с шейками для установки подшипников и манжет, отверстиями и технологическими зацентровками на торцах, бурт у основания вилки сплошной кольцевой формы, поверхность которого со стороны шлиц выполнена перпендикулярной оси вала, опорно-центрирующий шарик с двумя кольцевыми взаимно перпендикулярными пазами одинакового размера, прямоугольного профиля, ширина пазов опорно-центрирующего шарика равна толщине вилки, боковые поверхности пазов опорно-центрирующего шарика симметричны относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей, линия пересечения которых проходит через центр опорно-центрирующего шарика, вилки валов входят в пазы опорно-центрирующего шарика с противоположных сторон с образованием разъемного шарнирного соединения, обеспечивающего угол передачи вращения более 30° (П. 49934 РФ, МКИ F16C 11\06. Шарнир карданный равных угловых скоростей \ Шагаев A.M., Силкин Е.М. \\ Б.И.М.П. - 2005. - №34).The closest in technical essence to the utility model is a cardan joint of equal angular velocities, containing drive and driven shafts with forks at the connected ends that have the same dimensions, two parts symmetrical about the axis of the shaft, flat parallel lateral surfaces that define the thickness of the fork, thrust surfaces, perpendicular to the axis of the shaft, and a groove with internal surfaces perpendicular to the side surfaces, with a rectilinear portion of a length equal to half the width of the groove of the fork, and a portion in the form of an arc surrounding with a radius equal to the length of the rectilinear section, with slots of a rectangular profile on the outer surface of the opposite end of the shaft, having entry chamfers, with necks for mounting bearings and cuffs, holes and technological centerings at the ends, a shoulder at the base of the plug is of a continuous ring shape, the surface of which the sides of the slot are made perpendicular to the axis of the shaft, a support-centering ball with two annular mutually perpendicular grooves of the same size, rectangular profile, the width of the grooves of the support of the trimming ball is equal to the thickness of the fork, the side surfaces of the grooves of the supporting centering ball are symmetrical with respect to two mutually perpendicular planes, the intersection line of which passes through the center of the supporting centering ball, the shaft forks enter the grooves of the supporting centering ball from opposite sides with the formation of a detachable hinge connection, providing rotation transmission angle of more than 30 ° (P. 49934 RF, MKI F16C 11 \ 06. Cardan joint of equal angular velocities \ Shagaev A.M., Silkin EM \\ B.I.M.P. - 2005. - No. 34).

Указанный карданный шарнир равных угловых скоростей рассматривается в качестве прототипа полезной модели.The specified universal joint of equal angular velocities is considered as a prototype of a utility model.

Недостатком прототипа является низкая надежность работы, что обусловлено недостаточной площадью взаимодействующих поверхностей, в первую очередь, при работе механизма с большими углами между осями валов.The disadvantage of the prototype is the low reliability, due to the insufficient area of the interacting surfaces, primarily when the mechanism operates with large angles between the axes of the shafts.

Полезная модель направлена на решение задачи повышения надежности работы карданного шарнира равных угловых скоростей, что является целью полезной модели.The utility model is aimed at solving the problem of improving the reliability of the universal joint of equal angular velocities, which is the purpose of the utility model.

Указанная цель достигается тем, что в шарнире равных угловых скоростей, содержащем ведущий и ведомый валы с вилками на соединяемых концах, имеющими одинаковые размеры, две части, симметричные относительно оси вала, плоские параллельные боковые поверхности, задающие толщину вилки, упорные поверхности и паз с внутренними поверхностями, перпендикулярными боковым поверхностям, с прямолинейным участком длиной, равной половине ширины паза вилки, и участком в форме дуги окружности с радиусом, равным длине прямолинейного участка, со шлицами прямоугольного профиля на наружной поверхности противоположного конца вала, имеющими заходные фаски, с шейками для установки подшипников и манжет, отверстиями и технологическими зацентровками на торцах, бурт у основания вилки сплошной кольцевой формы, поверхность которого со стороны шлиц выполнена перпендикулярной оси вала и имеет краевую канавку, опорно-центрирующий шарик с двумя кольцевыми взаимно перпендикулярными пазами одинакового размера, прямоугольного профиля, ширина пазов опорно-центрирующего шарика равна толщине вилки, боковые поверхности пазов опорно-центрирующего шарика симметричны относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей, линия пересечения которых проходит через центр опорно-центрирующего шарика, вилки валов входят в пазы опорно-центрирующего шарика с противоположных сторон с образованием разъемного шарнирного соединения, обеспечивающего угол передачи вращения более 30°, упорные поверхности вилок образуют с внутренними поверхностями прямолинейного участка паза вилок угол более 130°.This goal is achieved by the fact that in the joint of equal angular velocities, containing the drive and driven shafts with forks at the connected ends having the same dimensions, two parts symmetrical about the axis of the shaft, flat parallel side surfaces that define the thickness of the fork, thrust surfaces and a groove with internal surfaces perpendicular to the side surfaces, with a rectilinear section of a length equal to half the width of the groove of the fork, and a section in the form of a circular arc with a radius equal to the length of the rectilinear section, with slots of a angular profile on the outer surface of the opposite end of the shaft, having entry chamfers, with necks for mounting bearings and cuffs, holes and technological centerings at the ends, a shoulder at the base of the fork of a continuous annular shape, the surface of which on the side of the slot is made perpendicular to the axis of the shaft and has an edge groove, supporting centering ball with two annular mutually perpendicular grooves of the same size, rectangular profile, the width of the grooves of the supporting centering ball is equal to the thickness of the fork, side the grooves of the grooves of the support centering ball are symmetrical with respect to two mutually perpendicular planes, the intersection line of which passes through the center of the support centering ball, the forks of the shafts enter the grooves of the support centering ball from opposite sides with the formation of a detachable swivel, providing an angle of transmission of rotation of more than 30 ° , the thrust surfaces of the forks form an angle of more than 130 ° with the inner surfaces of the rectilinear portion of the groove of the forks.

Существенным отличием, характеризующим полезную модель, является повышение надежности работы карданного шарнира равных угловых скоростей за счет снижения удельной нагрузки на взаимодействующие поверхности звеньев механизма. Повышается статическая и динамическая прочность звеньев механизма. Это достигается увеличением площади взаимодействующих поверхностей звеньев механизма.A significant difference characterizing the utility model is an increase in the reliability of the cardan joint of equal angular velocities by reducing the specific load on the interacting surfaces of the links of the mechanism. Increases the static and dynamic strength of the links of the mechanism. This is achieved by increasing the area of the interacting surfaces of the links of the mechanism.

Повышение надежности работы карданного шарнира равных угловых скоростей является полученным техническим результатом, обусловленным заявляемым выполнением звеньев механизма, в том числе, вилок, наличием дополнительных элементов в конструкции и их пространственной ориентацией, то есть, отличительными признаками полезной модели. Таким образом, отличительные признаки заявляемого карданного шарнира равных угловых скоростей являются существенными.Improving the reliability of the universal joint of equal angular speeds is the technical result due to the claimed implementation of the links of the mechanism, including forks, the presence of additional elements in the structure and their spatial orientation, that is, the hallmarks of the utility model. Thus, the distinguishing features of the inventive universal joint of equal angular velocities are significant.

На рисунке приведен эскизный чертеж вала заявляемого карданного шарнира равных угловых скоростей, поясняющий сущность полезной модели.The figure shows a sketchy drawing of the shaft of the inventive cardan joint of equal angular velocities, explaining the essence of the utility model.

Шарнир равных угловых скоростей, содержит ведущий и ведомый валы с вилками на соединяемых концах, имеющими одинаковые размеры, две части, симметричные относительно оси вала, плоские параллельные боковые поверхности 1, задающие толщину вилки, упорные поверхности 2 и паз с внутренними поверхностями, перпендикулярными боковым поверхностям, с прямолинейным участком 3 длиной, равной половине ширины паза вилки, и участком в форме дуги окружности с радиусом, равным длине прямолинейного участка, со шлицами 4 прямоугольного профиля на наружной поверхности противоположного конца вала, имеющими заходные фаски, с шейками 5 для установки подшипников и манжет, отверстиями и технологическими зацентровками на торцах, бурт 6 у основания вилки сплошной кольцевой формы, поверхность которого со стороны шлиц выполнена перпендикулярной оси вала и имеет краевую канавку 7, опорно-центрирующий шарик с двумя кольцевыми взаимно перпендикулярными пазами одинакового размера, прямоугольного профиля, ширина пазов опорно-центрирующего шарика равна толщине вилки, боковые поверхности пазов опорно-центрирующего шарика симметричны относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей, линия пересечения которых проходит через центр опорно-центрирующего шарика, вилки валов входят в пазы опорно-центрирующего шарика с противоположных сторон с образованием разъемного шарнирного соединения, обеспечивающего угол передачи вращения более 30°, упорные поверхности вилок образуют с внутренними поверхностями прямолинейного участка паза вилок угол более 130°.The hinge of equal angular velocities contains the drive and driven shafts with forks at the connected ends having the same dimensions, two parts symmetrical about the axis of the shaft, flat parallel side surfaces 1, specifying the thickness of the fork, thrust surfaces 2 and a groove with internal surfaces perpendicular to the side surfaces , with a straight section 3 of a length equal to half the width of the groove of the fork, and a section in the form of an arc of a circle with a radius equal to the length of the rectilinear section, with slots 4 of a rectangular profile on the outer surface Surfaces of the opposite end of the shaft, having entry chamfers, with necks 5 for mounting bearings and cuffs, holes and technological centerings at the ends, shoulder 6 at the base of the fork of a continuous annular shape, the surface of which on the side of the slot is made perpendicular to the axis of the shaft and has an edge groove 7, supporting - centering ball with two annular mutually perpendicular grooves of the same size, rectangular profile, the width of the grooves of the support-centering ball is equal to the thickness of the fork, the side surfaces of the grooves of the support-cent of the ball are symmetrical with respect to two mutually perpendicular planes, the intersection line of which passes through the center of the support-centering ball, the forks of the shafts enter the grooves of the support-centering ball from opposite sides with the formation of a detachable hinge that provides a transmission angle of rotation of more than 30 °, the contact surfaces of the forks form with the inner surfaces of the straight section of the groove of the forks angle of more than 130 °.

Карданный шарнир равных угловых скоростей работает следующим образом. Вращение передается от ведущего вала шарнирного механизма к ведомому валу за счет зацепления частей вилок валов в опорно-центрирующем шарике. Устройство представляет собой кинематическую цепь, состоящую из двух кинематических (вращательных) пар. Опорно-центрирующий шарик образует две кинематические пары с ведущим и ведомым валами, соответственно. Вилки валов входят в пазы опорно-центрирующего шарика с противоположных сторон. Взаимодействие осуществляется по поверхностям звеньев, то есть, кинематические пары являются простыми. Это позволяет обеспечить предельный передаваемый крутящий момент. Плоские параллельные боковые поверхности 1 вилок валов собранного механизма при работе ориентированы в пространстве взаимно перпендикулярно за счет размещения в пазах опорно-центрирующего шарика. При работе взаимодействующие внутренние поверхности пазов вилок (в частности, прямолинейный участок 3) соприкасаются с поверхностями оснований пазов опорно-центрирующего шарика, а взаимодействующие плоские параллельные боковые поверхности 1 вилок валов соприкасаются с боковыми поверхностями пазов опорно-центрирующего шарика. Поскольку обе вилки ведущего и ведомого валов жестко не закреплены в пазах опорно-центрирующего шарика, происходит непрерывное смещение опорных боковых поверхностей 1 вилок относительно боковых поверхностей пазов опорно-центрирующего шарика. При этом ведущая и ведомая вилки и, соответственно, валы при работе механизма совершают простые вращательные движения с постоянной угловой скоростью, а опорно-центрирующий шарик - сложное вращательное или вращательно-колебательное движение вокруг оси, непрерывно меняющей свое положение в пространстве. Свободное перемещение опорно-центрирующего шарика относительно вилок ведущего и ведомого валов позволяет также компенсировать погрешности сборки механизма и небольшие осевые смещения вилок, возникшие в ходе, например, эксплуатации автомобиля с шарниром равных угловых скоростей. Вращение может передаваться под произвольным углом между осями ведущего и ведомого валов механизма в пределах заданного диапазона (до более 30°). Диапазон изменения угла передачи вращения (максимальный угол в шарнире) ограничивается упором внешнего основания (упорной поверхности 2) вилки вала и плоской параллельной боковой поверхности 1 вилки другого вала и задается размерами звеньев механизма (длиной прямолинейного участка 3 и толщиной вилки). Механизм допускает не только изменение угла между осями ведущего и ведомого валов, но и смещение их по высоте.The cardan joint of equal angular velocities works as follows. Rotation is transmitted from the drive shaft of the articulated mechanism to the driven shaft due to the engagement of the parts of the shaft forks in the support-centering ball. The device is a kinematic chain consisting of two kinematic (rotational) pairs. The support-centering ball forms two kinematic pairs with drive and driven shafts, respectively. The forks of the shafts enter the grooves of the support-centering ball from opposite sides. The interaction is carried out on the surfaces of the links, that is, the kinematic pairs are simple. This allows you to provide maximum transmitted torque. The flat parallel side surfaces 1 of the forks of the shafts of the assembled mechanism during operation are oriented in space mutually perpendicular due to the placement of the support-centering ball in the grooves. During operation, the interacting inner surfaces of the grooves of the forks (in particular, the straight portion 3) are in contact with the surfaces of the bases of the grooves of the support centering ball, and the interacting flat parallel side surfaces 1 of the forks of the shafts are in contact with the side surfaces of the grooves of the support centering ball. Since both forks of the driving and driven shafts are not rigidly fixed in the grooves of the supporting centering ball, there is a continuous displacement of the supporting side surfaces 1 of the forks relative to the side surfaces of the grooves of the supporting centering ball. In this case, the driving and driven forks and, accordingly, the shafts during the operation of the mechanism make simple rotational movements with a constant angular velocity, and the supporting centering ball makes a complex rotational or rotational-vibrational motion around an axis that continuously changes its position in space. The free movement of the support-centering ball relative to the forks of the driving and driven shafts also makes it possible to compensate for errors in the assembly of the mechanism and small axial displacements of the forks that have arisen during, for example, operation of a car with a joint of equal angular speeds. Rotation can be transmitted at an arbitrary angle between the axes of the driving and driven shafts of the mechanism within a given range (up to more than 30 °). The range of variation of the rotation transmission angle (maximum angle in the hinge) is limited by the emphasis of the external base (thrust surface 2) of the shaft fork and the plane parallel to the side surface 1 of the fork of another shaft and is determined by the dimensions of the mechanism links (length of the straight section 3 and thickness of the fork). The mechanism allows not only a change in the angle between the axes of the drive and driven shafts, but also their shift in height.

Таким образом, шарнирный механизм является пространственным и обеспечивает передачу вращения между валами, взаимное положение которых во время работы может изменяться.Thus, the hinge mechanism is spatial and provides transmission of rotation between the shafts, the relative position of which during operation can change.

Внешние соединения механизма обеспечивается шлицами 4 на концах валов, имеющими для удобства использования заходные фаски.External connections of the mechanism are provided by splines 4 at the ends of the shafts, having entrance chamfers for ease of use.

Для установки подшипников и манжет на ведущем и ведомом валах предусмотрены специальные шейки 5.For the installation of bearings and seals on the drive and driven shafts, special necks 5 are provided.

Для ограничения возможности продольного перемещения служат упорные бурты 6 у оснований вилок валов с краевыми канавками 7. При этом внешняя ограничивающая деталь взаимодействует с поверхностью упорного бурта 6 и предотвращает продольное перемещение звеньев механизма. Наличие краевой канавки 7 на поверхности бурта 6 позволяет использовать внешние ограничивающие детали разной конструкции, что расширяет область применения механизма и надежной работы в различных условиях.To limit the possibility of longitudinal movement, thrust collars 6 at the base of the shaft forks with edge grooves 7 are used. In this case, the external limiting part interacts with the surface of the thrust collar 6 and prevents longitudinal movement of the links of the mechanism. The presence of an edge groove 7 on the surface of the shoulder 6 allows the use of external limiting parts of different designs, which expands the scope of the mechanism and reliable operation in various conditions.

Большая площадь взаимодействующих опорных поверхностей вилок и боковых поверхностей пазов опорно-центрирующего шарика позволяют передавать значительный крутящий момент при минимальных габаритах шарнира (наименьший максимальный диаметр вращения), а простота конструкции и высокая твердость взаимодействующих поверхностей, работа элементов устройства на «сжатие», позволяют достичь высокой надежности.The large area of the interacting supporting surfaces of the forks and the side surfaces of the grooves of the support-centering ball allows significant torque to be transmitted with minimal dimensions of the hinge (the smallest maximum diameter of rotation), and the simplicity of design and high hardness of the interacting surfaces, the work of the elements of the device for "compression", allows to achieve high reliability.

По сравнению с прототипом площадь взаимодействующих поверхностей может быть увеличена (при сохранении максимального угла шарнира) за счет выполнения упорной поверхности 2 вилок в заявленном виде. В результате, снижается удельная нагрузка и, соответственно, увеличивается крутящий момент, соответствующий пределу прочности шарнира. Надежность устройства возрастает.Compared with the prototype, the area of the interacting surfaces can be increased (while maintaining the maximum angle of the hinge) due to the implementation of the thrust surface of 2 forks in the declared form. As a result, the specific load is reduced and, accordingly, the torque corresponding to the tensile strength of the hinge is increased. The reliability of the device is increasing.

Дополнительно, за счет большей площади взаимодействующих поверхностей, снижается износ звеньев карданного механизма при длительной эксплуатации, что также повышает надежность его работы.Additionally, due to the larger area of the interacting surfaces, the wear of the links of the cardan mechanism during long-term operation is reduced, which also increases the reliability of its operation.

По сравнению с прототипом существенно расширяется и область применения нового шарнирного механизма за счет обеспечения возможности использования его в качестве универсального шарнира, например, в приводах автомобилей и других машин, так как в механизме возможно ограничение продольного перемещения звеньев. От продольного перемещения шарнирный механизм ограничивается путем взаимодействия поверхностей буртов с внешней ограничивающей деталью заданной конструкции.Compared with the prototype, the scope of application of the new hinge mechanism is significantly expanded by providing the possibility of using it as a universal hinge, for example, in drives of cars and other machines, since the mechanism may limit the longitudinal movement of the links. From longitudinal movement, the hinge mechanism is limited by the interaction of the surfaces of the shoulders with an external bounding part of a given design.

Claims

Hinge of equal angular velocities, containing drive and driven shafts with forks at the connected ends, having the same dimensions, two parts symmetrical about the axis of the shaft, flat parallel lateral surfaces defining the thickness of the fork, thrust surfaces and a groove with internal surfaces perpendicular to the side surfaces, with a rectilinear section with a length equal to half the width of the groove of the fork, and a section in the form of an arc of a circle with a radius equal to the length of the rectilinear section, with slots of a rectangular profile on the outer surface features of the opposite end of the shaft, having entry chamfers, with necks for mounting bearings and cuffs, holes and technological centerings at the ends, a shoulder at the base of the fork of a continuous annular shape, the surface of which on the side of the slot is made perpendicular to the axis of the shaft and has an edge groove, a support-centering ball with two annular mutually perpendicular grooves of the same size, rectangular profile, the width of the grooves of the support-centering ball is equal to the thickness of the fork, the side surfaces of the grooves are support-center the spherical ball are symmetrical with respect to two mutually perpendicular planes, the intersection line of which passes through the center of the support-centering ball, the forks of the shafts enter the grooves of the support-centering ball from opposite sides with the formation of a detachable hinge that provides a rotation transmission angle of more than 30 °, characterized in that the thrust surfaces of the forks form an angle of more than 130 ° with the inner surfaces of the rectilinear portion of the groove of the forks.