RU2292494C2 - Clutch - Google Patents
Clutch Download PDFInfo
- Publication number
- RU2292494C2 RU2292494C2 RU2003131326/11A RU2003131326A RU2292494C2 RU 2292494 C2 RU2292494 C2 RU 2292494C2 RU 2003131326/11 A RU2003131326/11 A RU 2003131326/11A RU 2003131326 A RU2003131326 A RU 2003131326A RU 2292494 C2 RU2292494 C2 RU 2292494C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- axis
- coupling
- fork
- output
- input
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Настоящее 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.The present invention relates to couplings between shafts, and in particular to universal joints, and more particularly, to couplings having equal instantaneous angular velocities of the input shaft and output shaft or providing approximately such speeds.
Область техникиTechnical field
Задача соединения двух вращающихся валов, работающих под углом друг к другу, решается инженерами по меньшей мере со времен начала промышленной революции. «Карданное Соединение», разработанное первоначально Карданом в 16 веке, в принципе применяется еще и сегодня, несмотря на присущие ему недостатки, и это соединение можно увидеть, например, практически в каждом автомобиле с приводом на задние колеса.The problem of connecting two rotating shafts, working at an angle to each other, is solved by engineers at least since the beginning of the industrial revolution. The “Cardan Connection”, originally developed by Cardan in the 16th century, in principle is still used today, despite its inherent disadvantages, and this connection can be seen, for example, in almost every car with rear-wheel drive.
Присущий недостаток конструкции простого карданного соединения фактически заключается в том, что под любым углом между входным и выходным валами, превышающим 180 градусов, угловая скорость выходного вала изменяется по синусоиде относительно угловой скорости входного вала.An inherent disadvantage of the construction of a simple universal joint is that at any angle between the input and output shafts exceeding 180 degrees, the angular velocity of the output shaft changes in a sinusoid relative to the angular velocity of the input shaft.
Обычно, опять же на примере привода на задние колеса автомобилей, используются два карданных соединения, соединяющие входной и выходной валы с промежуточным валом. За счет обеспечения параллельной соосности между входным и выходным валами и за счет согласования элементов соединения можно обеспечивать равные угловые скорости, колебания которых теперь ограничиваются промежуточным валом.Usually, again using the rear-wheel drive as an example, two cardan joints are used connecting the input and output shafts with the intermediate shaft. By ensuring parallel alignment between the input and output shafts and by matching the coupling elements, equal angular velocities can be ensured, the oscillations of which are now limited by the intermediate shaft.
Но колебательные напряжения, возникающие по причине изменений угловых скоростей входного и выходного валов по отношению к промежуточному валу, необходимо амортизировать в двух карданных соединениях. При этом во многих применениях, и в частности в автомобилях, невозможно выдерживать строгую геометрическую взаимосвязь между входным и выходным валами, в результате чего возникают вибрации, механические напряжения и потери передачи мощности.But the vibrational stresses arising from changes in the angular velocities of the input and output shafts with respect to the intermediate shaft must be absorbed in two cardan joints. Moreover, in many applications, and in particular in automobiles, it is impossible to maintain a strict geometric relationship between the input and output shafts, resulting in vibrations, mechanical stresses and loss of power transmission.
Частичное решение задачи обеспечения выверки входного и выходного валов было выработано в виде т.н. «двойного карданного соединения», которое часто называют Шарниром Равных Угловых Скоростей и которое представляет собой узел из двух карданных соединений, связанных с коротким промежуточным валом вместе с центрующим механизмом, который ограничивает оба соединения в заданной геометрической взаимосвязи друг с другом, в результате чего входной и выходной валы образуют равные углы с промежуточным валом. Основные недостатки этой конструкции заключаются в передаче осевых и радиальных нагрузок в центрующий механизм, и это обстоятельство ускоряет износ и потери на трение.A partial solution to the problem of ensuring alignment of the input and output shafts was developed in the form of the so-called "Double cardan joint", which is often called the Joint of Equal Angular Velocities and which is a node of two cardan joints connected to a short intermediate shaft together with a centering mechanism that restricts both joints in a given geometric relationship with each other, resulting in an input and output shafts form equal angles with the intermediate shaft. The main disadvantages of this design are the transfer of axial and radial loads to the centering mechanism, and this circumstance accelerates wear and friction losses.
Для обеспечения передачи равных угловых скоростей между валами разработаны многие другие муфты. Все они, как правило, имеют тот недостаток, что являются приблизительными решениями задачи обеспечения строгих геометрических ограничений муфты действительно равных угловых скоростей; либо согласно этим решениям приближение к нужной геометрии достигается за счет больших приводящих к износу потерь на трение скользящих компонентов.To ensure the transmission of equal angular velocities between the shafts, many other couplings have been developed. All of them, as a rule, have the disadvantage that they are approximate solutions to the problem of ensuring strict geometric constraints of the coupling of truly equal angular velocities; or according to these solutions, approximation to the desired geometry is achieved due to large friction losses leading to wear of the sliding components.
Технической задачей настоящего изобретения является устранение или по меньшей мере снижение одного из упоминаемых выше недостатков или по меньшей мере обеспечение полезной альтернативы.An object of the present invention is to eliminate or at least reduce one of the disadvantages mentioned above, or at least provide a useful alternative.
Краткое существо изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Соответственно, согласно одному широкому варианту настоящего изобретения создана муфта равных угловых скоростей, в которой условия для равной мгновенной передачи угловых скоростей между входным и выходным валами обеспечены регулирующим механизмом, при этом указанная муфта содержит:Accordingly, according to one broad embodiment of the present invention, an equal angular velocity coupling is provided in which conditions for equal instantaneous angular velocity transmission between the input and output shafts are provided by a control mechanism, wherein said coupling comprises:
(а) ось вращения входного вала,(a) the axis of rotation of the input shaft,
(б) ось вращения выходного вала,(b) the axis of rotation of the output shaft,
(в) регулирующий механизм,(c) a regulatory mechanism
при этом указанный регулирующий механизм выполнен с возможностью ограничения по меньшей мере частей указанного соединения, чтобы обеспечивать характеристику равных угловых скоростей.however, the specified regulatory mechanism is configured to limit at least parts of the specified connection to ensure equal angular velocity characteristics.
Настоящее изобретение также в общем виде предлагает муфту равных угловых скоростей, в которой угол между входным валом и выходным валом регулируется для изменения объемных характеристик гидравлического устройства смещения наклонного диска.The present invention also provides, in general terms, an equal-angle clutch in which the angle between the input shaft and the output shaft is adjusted to change the volumetric characteristics of the hydraulic ram bias device.
Настоящее изобретение также в общем виде предлагает двойную муфту равных угловых скоростей, в которой условия равной мгновенной передачи угловых скоростей между входной и выходной осями обеспечивает регулирующий механизм, при этом указанная муфта содержит:The present invention also provides in general terms a double clutch of equal angular velocities, in which the conditions for equal instantaneous transmission of angular velocities between the input and output axes are provided by a control mechanism, wherein said clutch contains:
(а) входную ось,(a) input axis
(б) выходную ось,(b) output axis
(в) вилку входного конца,(c) the input end plug,
(г) вилку выходного конца,(d) the plug of the output end,
(д) регулирующий механизм.(e) regulatory mechanism.
Настоящее изобретение также в общем виде предлагает шарнир равных угловых скоростей, имеющий входной вал, с возможностью поворота соединенный с выходным валом с помощью механизма универсального шарнира; при этом указанный шарнир содержит механическое регулирующее средство, которое удерживает указанный универсальный шарнир по отношению к указанной входной оси и указанной выходной оси, в результате чего, при работе, характеристика равных угловых скоростей обеспечена в заданном диапазоне значений угла между указанным входным валом и указанным выходным валом.The present invention also provides in general terms a constant velocity joint having an input shaft rotatably connected to the output shaft by a universal joint mechanism; wherein said hinge comprises a mechanical adjusting means which holds said universal hinge with respect to said input axis and said output axis, as a result of which, during operation, the characteristic of equal angular velocities is provided in a predetermined angle range between said input shaft and said output shaft .
Настоящее изобретение также в общем виде предлагает шарнир равных угловых скоростей, включающий в себя регулирующий механизм, основанный на сферической геометрии по отношению к геометрическом центру, определяемому как пересечение указанной входной оси и указанной выходной оси.The present invention also provides in general terms a constant velocity joint comprising a control mechanism based on spherical geometry with respect to a geometric center defined as the intersection of a specified input axis and a specified output axis.
Настоящее изобретение также в общем виде предлагает центрирующее средство для шарнира равных угловых скоростей; при этом указанное центрирующее средство содержит шарниры, определяемые по отношению к сферическим треугольным конструкциям, чтобы ограничивать по меньшей мере части указанного шарнира на гомокинетической плоскости, определяемой по отношению к точке пересечения указанной входной оси с указанной выходной осью.The present invention also provides, in general terms, centering means for a constant velocity joint; wherein said centering means comprises hinges defined with respect to spherical triangular structures in order to limit at least parts of said hinge on a homokinetic plane defined with respect to the intersection point of said input axis with said output axis.
Настоящее изобретение также в общем виде предлагает способ ограничения первого входного вала по отношению ко второму выходному валу шарнира равных угловых скоростей с достижением по существу равных угловых скоростей; согласно указанному способу используют регулирующее средство, центрированное и шарнирно установленное на одной или более осей, проходящих через центр муфты, определяемый пересечением входного вала с осью выходного вала.The present invention also provides in general terms a method for limiting a first input shaft with respect to a second output shaft of a hinge of equal angular velocities to achieve substantially equal angular velocities; according to the specified method, control means are used, centered and pivotally mounted on one or more axes passing through the center of the coupling, determined by the intersection of the input shaft with the axis of the output shaft.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Варианты осуществления настоящего изобретения далее описываются со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:Embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which:
Фиг.1 - вид в перспективе полностью собранной муфты равных угловых скоростей согласно первому предпочтительному осуществлению с входным и выходным валам, расположенными на одной прямой,Figure 1 is a perspective view of a fully assembled clutch of equal angular velocities according to a first preferred embodiment with input and output shafts located on one straight line,
Фиг.2 - вид в перспективе изображаемой на Фиг.1 муфты, входной и выходной валы имеют некоторое угловое смещение;Figure 2 is a perspective view of the coupling shown in Figure 1, the input and output shafts have some angular displacement;
Фиг.3 - вид в перспективе изображаемой на Фиг.1 муфты, некоторые компоненты удалены для наглядности,Figure 3 is a perspective view of the coupling shown in Figure 1, some components are removed for clarity,
Фиг.4 - вид в перспективе изображаемой на Фиг.2 муфты, иллюстрирующий принцип действия регулирующего механизма,Figure 4 is a perspective view depicted in figure 2 of a coupling illustrating the principle of operation of the regulatory mechanism,
Фиг.5 - вид в перспективе полностью собранного регулирующего механизма изображаемой на Фиг.1 муфты;Figure 5 is a perspective view of a fully assembled control mechanism of the coupling depicted in Figure 1;
Фиг.6 - ортогональный вид регулирующего механизма согласно второму предпочтительному осуществлению,6 is an orthogonal view of the regulatory mechanism according to the second preferred embodiment,
Фиг.7 - ортогональный вид рычажного механизма согласно третьему предпочтительному осуществлению,7 is an orthogonal view of the linkage according to the third preferred embodiment,
Фиг.8 - вид в перспективе собранной муфты равных угловых скоростей согласно четвертому предпочтительному осуществлению,FIG. 8 is a perspective view of an assembled clutch of equal angular velocities according to a fourth preferred embodiment,
Фиг.9 - вид в перспективе изображаемой на Фиг.8 муфты без центральной трубы,Fig.9 is a perspective view depicted in Fig.8 coupling without a Central pipe,
Фиг.10 - вид в перспективе компонентов муфты, изображаемой на Фиг.9,Figure 10 is a perspective view of the components of the coupling depicted in Figure 9,
Фиг.11 - вид в перспективе конструкции муфты, выполненной с возможностью ее функционирования в качестве гидравлического двигателя, в соответствии с пятым осуществлением,11 is a perspective view of the design of the coupling, made with the possibility of its functioning as a hydraulic motor, in accordance with the fifth implementation,
Фиг.12 - боковая проекция муфты, изображаемой на Фиг.11,Fig.12 is a side view of the coupling depicted in Fig.11,
Фиг.13 - вид в перспективе основных компонентов, составляющих муфту, изображаемую на Фиг.11,Fig.13 is a perspective view of the main components that make up the clutch depicted in Fig.11,
Фиг.14.1-14.20 - разные виды осуществления с шестого по десятое,Fig.14.1-14.20 - different types of implementation from the sixth to the tenth,
Фиг.15.1-15.4 - разные виды одиннадцатого осуществления,Fig.15.1-15.4 - different types of the eleventh implementation,
Фиг.16.1-16.14 - разные виды осуществлений с двенадцатого до пятнадцатого,Fig.16.1-16.14 - different types of implementations from the twelfth to fifteenth,
Фиг.17.1-17.9 - виды шестнадцатого осуществления,Fig.17.1-17.9 are views of the sixteenth implementation,
Фиг.18.1-18.13 - виды семнадцатого осуществления,Fig.18.1-18.13 - types of the seventeenth implementation,
Фиг.19.1 - вид в перспективе восемнадцатого осуществления,Fig. 19.1 is a perspective view of an eighteenth implementation,
Фиг.20.1-20.9 - виды девятнадцатого осуществления,Fig.20.1-20.9 are views of the nineteenth implementation,
Фиг.21.1-21.5 - виды двадцатого осуществления,Fig.21.1-21.5 - types of twentieth implementation,
Фиг.22.1-22.7 - виды двадцать первого осуществления, и22.1-22.7 are views of a twenty-first implementation, and
Фиг.23 - графическое изображение гомокинетической плоскости и соответствующих осей для пояснения общего описания некоторых общих признаков многих упоминаемых выше осуществлений.23 is a graphical depiction of a homokinetic plane and corresponding axes for explaining a general description of some common features of many of the above-mentioned embodiments.
Подробное описание предпочтительных вариантов выполнения изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS
Далее приводится описание разных вариантов выполнения изобретения. Различные варианты в общем относятся к системам, имеющим входной вал, механически соединенный с выходным валом таким образом, что крутящий момент можно передавать от входного вала на выходной вал с одновременным обеспечением характеристики по существу «равных угловых скоростей». Характеристика равных угловых скоростей должна обеспечиваться несмотря на изменения угла между входным и выходным валами.The following is a description of various embodiments of the invention. Various options generally relate to systems having an input shaft mechanically coupled to the output shaft such that torque can be transmitted from the input shaft to the output shaft while providing substantially substantially equal angular velocity characteristics. The characteristic of equal angular velocities must be ensured despite changes in the angle between the input and output shafts.
В данном описании характеристика «равных угловых скоростей» относится к характеристике, согласно которой мгновенная угловая скорость входного вала согласована с мгновенной угловой скоростью выходного вала в течение полного поворота валов. Подразумевается, что характеристика равных угловых скоростей является целью конструкции, и различные осуществления могут обеспечивать эту характеристику в большей или меньшей степени на основании параметров, которые могут включать в себя механические и структурные изменения в собранном узле.In this description, the characteristic of "equal angular velocities" refers to the characteristic according to which the instantaneous angular velocity of the input shaft is consistent with the instantaneous angular velocity of the output shaft during a complete rotation of the shafts. It is understood that the characteristic of equal angular velocities is the goal of the design, and various implementations can provide this characteristic to a greater or lesser extent on the basis of parameters that may include mechanical and structural changes in the assembled assembly.
В тех случаях, когда допускается изменение угла между входным и выходным валами, то эти шарниры в данном описании называются универсальными шарнирами равных угловых скоростей.In cases where a change in the angle between the input and output shafts is allowed, these joints in this description are called universal joints of equal angular velocities.
Характеристика равных угловых скоростей входного и выходного валов в общем обеспечивается с помощью регулирующей системы, которая согласно осуществлениям настоящего изобретения выполнена в механическом виде и называется в разных осуществлениях как регулирующая вилка, регулирующий механизм, рычажный механизм, ограничивающее средство, межустановочный соединительный элемент, центрирующий механизм и центрирующее средство.The characteristic of equal angular velocities of the input and output shafts is generally ensured by means of a control system, which according to the embodiments of the present invention is made in mechanical form and is referred to in various implementations as a control fork, a control mechanism, a lever mechanism, a limiting means, an interconnecting connecting element, a centering mechanism and centering agent.
Во всех осуществлениях точка пересечения осей входного и выходного валов именуется центром муфты или геометрическим центром и, в некоторых случаях, называется «контактными точками» осей двух валов.In all implementations, the intersection point of the axes of the input and output shafts is called the center of the coupling or the geometric center and, in some cases, is called the “contact points” of the axes of the two shafts.
Значение центра муфты или геометрического центра в том, что в значительном числе осуществлений эта точка становится общей точкой шарнира равных угловых скоростей, через которую проходят оси вращения всех шарниров, образующих часть регулирующей системы (и также оси входного и выходного валов по определению).The value of the center of the coupling or the geometric center is that in a significant number of implementations this point becomes the common point of the hinge of equal angular velocities through which the rotation axes of all the hinges forming part of the control system (and also the axes of the input and output shafts by definition) pass.
Также в значительном числе осуществлений механизм универсального шарнира можно определить как механизм, образующий часть муфты и, в частности, включающий в себя части, регулируемые регулирующей системой, для обеспечения характеристики равных угловых скоростей. В данном описании универсальный шарнир в большинстве случаев означает внутреннюю по существу круглую вилку, установленную внутри наружной также по существу круглой вилки и выполненную с возможностью поворота относительно нее. Вилки механизма универсального шарнира в свою очередь соединены, с возможностью поворота, с соответствующими входным и выходным валами. Универсальный шарнир по меньшей мере частично ограничен в своих движениях регулирующим механизмом; в большинстве случаев в виде регулирующей вилки и соответствующих регулирующих компонентов, которые придают характеристику равных угловых скоростей взаимным перемещениям входного и выходного валов.Also, in a significant number of implementations, the universal joint mechanism can be defined as a mechanism forming a part of the coupling and, in particular, including parts controlled by a regulating system to ensure equal angular velocity characteristics. In this specification, a universal joint in most cases means an inner substantially round fork mounted inside an outer also substantially round fork and rotatable relative to it. The forks of the universal joint mechanism are in turn connected, with the possibility of rotation, with the corresponding input and output shafts. The universal joint is at least partially limited in its movements by a regulating mechanism; in most cases in the form of an adjusting fork and corresponding adjusting components, which give the characteristic of equal angular velocities to the mutual movements of the input and output shafts.
Ограничивающее действие, необходимое для обеспечения характеристики равных угловых скоростей, описывается в большинстве осуществлений по отношению к центру муфты или геометрическому центру и также по отношению к «гомокинетической плоскости» муфты.The limiting action necessary to ensure equal angular velocity characteristics is described in most embodiments with respect to the center of the coupling or geometric center and also with respect to the “homokinetic plane” of the coupling.
Как видно из Фиг.23, в данном описании гомокинетической плоскостью является плоскость 300, которая располагается на биссектрисе 301 угла 302 между входной осью 303 и выходной осью 304 иллюстрируемой муфты 305 равных угловых скоростей. В частности, гомокинетическая плоскость 300 располагается под прямыми углами к плоскости, определяемой входной и выходной осями 303, 304. В случае Фиг.23: если входная ось 303 и выходная ось 304 находятся в плоскости страницы, то гомокинетическая плоскость 300 будет располагаться под прямыми углами к странице.As can be seen from Fig.23, in this description, the homokinetic plane is the
В своих частных видах регулирующая система более наглядно определена относительно дополнительного угла 306, который образован, в данном случае, между выходной осью 304 и продолжением входной оси 303 через центр муфты или геометрический центр 307. С математической точки зрения: дополнительный угол 306 составляет 180о, минус угол 302 между входным и выходным валами.In its particular views, the regulatory system is more clearly defined relative to the
Биссектриса 308 дополнительного угла является биссектрисой дополнительного угла 306 и проходит через центр 307 и, по определению, расположена под прямыми углами к гомокинетической плоскости 300 и под прямыми углами к биссектрисе 301. На Фиг.23 биссектриса 308 дополнительного угла обозначена как СС и соответствует оси С на Фиг.4, описываемой со ссылкой на первое осуществление.The
Особенность многих осуществлений настоящего изобретения заключается в том, что регулирующая система в виде регулирующего механизма центрирована на оси 308 и действует симметрично вокруг этой оси во всех видах работы. В отдельных осуществлениях термины «сферические треугольники» и «сферическая геометрия» используются в контексте рычажных механизмов и осей для регулирующей системы 309, и все они вращаются вокруг осей, которые проходят через центр 307.A feature of many implementations of the present invention is that the regulatory system in the form of a regulating mechanism is centered on the
В некоторых ее осуществлениях всю регулирующую систему, обеспечивающую характеристику равных угловых скоростей (или приближение, в той или иной степени, к этой характеристике), можно выполнить с помощью шарниров, которые вращаются вокруг этих осей, например с помощью шарико- или роликоподшипников, то есть, т.с., с использованием несущих поверхностей, для которых не требуются несущие нагрузку поверхности скольжения.In some of its implementations, the entire regulatory system that provides a characteristic of equal angular velocities (or approximation, to one degree or another, of this characteristic) can be performed using hinges that rotate around these axes, for example, with ball or roller bearings, i.e. , t.s., using bearing surfaces for which load-bearing sliding surfaces are not required.
1. Первый вариант выполнения1. The first embodiment
Первый предпочтительный вариант выполнения муфты равных угловых скоростей далее излагается со ссылкой на Фиг.1-5.A first preferred embodiment of a constant-angle coupling is described below with reference to FIGS. 1-5.
На Фиг.1 и 2 показана муфта 10 равных угловых скоростей, в которой входной вал 11 связан с выходным валом 12. Входной вал 11 жестко соединен с выступом 13 входного вала. Выходной вал 12 жестко соединен с вилкой 14 выходного вала, имеющей цапфы 15.Figures 1 and 2 show a clutch 10 of equal angular velocities, in which the
Вилка 14 выходного вала шарнирно соединена с наружной вилкой 16 с помощью шарнирных валов 17 и подшипников (не видны) в цапфах 18 наружной вилки.The
Выступ 13 входного вала выполнен с возможностью поворота вокруг вала 19, проходящего через цапфы 20 внутренней вилки.The
Регулирующая вилка 21 шарнирно соединена с наружной вилкой 16 и с внутренней вилкой 22 посредством валов 23 в цапфах 24 регулирующей вилки и подшипников (не видны) в цапфах 25 наружной вилки и цапфах 26 внутренней вилки. Ось Y-Y, определяемая регулирующей вилкой 21 и цапфами наружной вилки 16 и внутренней вилки 22, является главной осью муфты 10.The adjusting
Как видно из Фиг.1 и 2, все шарнирные оси вместе с осью 27 входного вала и осью 28 выходного вала пересекаются в центре 29 муфты.As can be seen from Figs. 1 and 2, all hinge axes together with the
Как видно из Фиг.3: внутренняя вилка 22 и наружная вилка 16 для наглядности не изображены, чтобы показать первый ножничный механизм 30, состоящий из первого ножничного звена 31 и первых ножничных кулис 32 и 33. На Фиг.3 также показаны: продолжение 34 входного вала и регулирующий штифт 35 входного вала. Ось регулирующего штифта 35 входного вала пересекает центр 29 муфты и расположена в плоскости, переделяемой осью 27 входного вала и осью 36 выступа входного вала.As can be seen from Figure 3: the
Обращаясь к Фиг.4, на которой входной вал 11 не показан для наглядности: далее излагаются геометрические характеристики первой половины ножничного регулирующего механизма 30.Turning to Figure 4, on which the
Вилка 14 выходного вала имеет регулирующий штифт 37 выходного вала. Ось А регулирующего штифта 37 находится в плоскости, определяемой осью 28 выходного вала и осью Х-Х, проходящей через центры цапф 15 вилки выходного вала и пересекающей центр 29 муфты.The
Шарнирный штифт 38 регулирующей вилки жестко соединен в центре регулирующей вилки 21 таким образом, что его ось С пересекает центр 29 муфты. Первое ножничное звено 31 поворачивается вокруг шарнирного штифта 38 регулирующей вилки и имеет на своих внешних концах шарнирные валы 39, оси которых также пересекаются в центре 29 муфты. Первые ножничные кулисы 32 и 33 шарнирно соединены с шарнирными валами 39 первого ножничного звена 31. Внешний конец первой ножничной кулисы 32 шарнирно соединен с регулирующим штифтом 35 входного вала (см. Фиг.3), и внешний конец первой ножничной кулисы 33 шарнирно соединен с регулирующим штифтом 37 выходного вала.The
Поскольку все оси вращения первого ножничного механизма 30 пересекаются в центре 29 муфты, поэтому ясно, что вращательное смещение регулирующего штифта 35 входного вала из плоскости, определяемой осью 28 выходного вала и осью Х-Х, обусловит вращение регулирующей вилки 21 вокруг оси Х-Х. Если межцентровые расстояния шарнирных валов 39 от шарнирного штифта 38 регулирующей вилки и шарнирных центров кулис 32 и 33 равны, то из этого следует, что угловое смещение регулирующей вилки 21 будет составлять половину углового смещения регулирующего штифта 35 входного вала.Since all the rotation axes of the
Это угловое соотношение верно, если оси А, В и С ограничены своим нахождением в общей плоскости, проходящей через центр 29 муфты. Как видно из Фиг.5, регулирующий ножничный механизм фактически содержит двойные симметричные ножничные звенья и рычажные механизмы, которые обеспечивают соблюдение этого условия. Можно считать, что этот механизм расположен на нескольких концентричных сферах таким образом, что номинальные точки шарнирного пересечения ножничных звеньев и рычажных механизмов расположены на вершинах сферических треугольников и ограничены таким образом, что соответствующие углы в треугольниках остаются равными при изменении ориентации ножничного механизма за счет действия двух регулирующих штифтов.This angular ratio is true if the axes A, B and C are limited by their presence in a common plane passing through the
Для ясности: приводимые ниже примеры относятся только к одной половине двойного ножничного регулирующего механизма, но подразумевается, что упоминаемые здесь движения регулируются полным механизмом.For clarity: the examples below relate to only one half of the double scissor control mechanism, but it is understood that the movements mentioned here are governed by the full mechanism.
Обращаясь к Фиг.3 и 4, предположим, что ось 28 выходного вала 12 фиксирована в ориентации, находящейся в горизонтальной плоскости по оси Х-Х. Теперь если входной вал 11 вращается вниз только вокруг оси Х-Х, т.е. ось 27 входного вала 11 продолжает находиться в той же вертикальной плоскости, что и плоскость, проходящая через ось выходного вала 12 и ось Y-Y, тогда конец оси В в ее шарнирном соединении с первой ножничной кулисой 32 будет следовать траектории вверх на радиусе В сферы с центром в центре 29 муфты. Этой траекторией является малый круг на радиусе В сферы, и она находится в вертикальной плоскости, параллельной вертикальной плоскости, проходящей через оси входного вала 11 и выходного вала 12. Это смещение кулисы 32 принуждает первичное ножничное звено 31 поворачиваться вокруг прикрепленного к регулирующей вилке 21 шарнирного штифта 38 регулирующей вилки. Но ножничное звено 31 ограничено своим соединением с кулисой 33 и регулирующим штифтом 37 выходного вала. Если угол между плоскостью, определяемой осью Х-Х и повернутой осью В и горизонтальной плоскостью, проходящей через Х-Х, равен α, то ножничное звено 31 и кулисы 32 и 33 будут поворачивать ось С в плоскость через ось Х-Х под углом α/2. Теперь угол между осью 27 входного вала и горизонтальной плоскостью также составляет α, и из этого следует, что ось Y-Y делит пополам угол (180-α) между осью 27 входного вала и осью 28 выходного вала.Turning to FIGS. 3 and 4, suppose that the
Ось Y-Y теперь находится в плоскости, делящей пополам тупой угол между осью 27 входного вала и осью 28 выходного вала и перпендикулярной к плоскости, определяемой осями 27 и 28. Эта плоскость является т.н. гомокинетической плоскостью, а оси Y-Y можно определить как ось симметрии муфты.The Y-Y axis is now in a plane bisecting the obtuse angle between the
Очевидно, что ось Y-Y удовлетворяет этой взаимосвязи с осями 27 и 28, т.е. она находится в гомокинетической плоскости, для любого относительного угла между входным валом 11 и выходным валом 12 - в пределах физических ограничений муфты 10.Obviously, the Y-Y axis satisfies this relationship with
Это удовлетворяет теоретическому условию для муфты равных угловых скоростей, согласно которому оси входного и выходного валов встречаются в некоторой точке, и контактные точки между двумя валами находятся на оси симметрии в гомокинетической плоскости.This satisfies the theoretical condition for the coupling of equal angular velocities, according to which the axes of the input and output shafts meet at some point, and the contact points between the two shafts are on the axis of symmetry in the homokinetic plane.
Все относительные движения компонентов внутри муфты являются вращательными и реализуются роликоподшипниками, тем самым в значительной степени устраняя потери крутящего момента, обусловленные трением.All relative movements of the components inside the coupling are rotational and implemented by roller bearings, thereby largely eliminating the loss of torque due to friction.
2. Второй вариант выполнения2. The second embodiment
Согласно второму предпочтительному варианту выполнения: описываемый ножничный регулирующий механизм можно заменить механизмом 40 зубчатой передачи - Фиг.6.According to a second preferred embodiment: the described scissor control mechanism can be replaced by gear mechanism 40 - Fig.6.
Как видно из Фиг.3, 4 и 6, центр 45 основного звена 41 и центральное зубчатое колесо 44 установлены с возможностью поворота вокруг шарнирного штифта 38 регулирующей вилки. Рычажные звенья 42 и 43 имеют зацепляющие зубчатые сегменты 48 и 49, соответственно, и имеют на своих внешних концах шарнирные центры 46 и 47. Рычажные звенья 42 и 43 шарнирно прикреплены к основному звену 41 на валах 50 и 51.As can be seen from Figs. 3, 4 and 6, the
Все вращательные и шарнирные оси регулирующего механизма 40 являются радиальными по отношению к геометрическому центру 29 муфты 10 (см. Фиг.4). Рычажные звенья 42 и 43 имеют одинаковую длину и стягивают равные углы с основным звеном 41. Поэтому шарнирные центры 46 и 47 и центр центрального зубчатого колеса 44 ограничены их нахождением на дуге большого круга сферы, центр которой находится в геометрическом центре 29; и центр зубчатого колеса 44 всегда находится в срединной точке этой дуги большого круга независимо от изменения длины этой дуги.All rotational and articulated axes of the
В собранном виде шарнир 46 регулирующего механизма 40 соединен с регулирующим штифтом 35 входного вала, и шарнир 47 соединен с регулирующим штифтом 37 выходного вала.Assembled, the
Очевидно, что любое изменение угла между входным валом 11 и выходным валом 12 обусловит смещения рычажных звеньев 42 и 43. Например, если предположить, что шарнирный центр 47 рычажного звена 43 остается стационарным, то любое смещение, вызванное в шарнирном центре 46 регулирующим штифтом 35 входного вала, обусловит половину этого смещения в центре зубчатого колеса 44. Поэтому ось, проходящая через шарнирный штифт 38 регулирующей вилки, будет постоянно делить пополам дополнительный угол между входным валом 11 и выходным валом 12 и оставаться в плоскости, определяемой осями валов 11 и 12. Из этого поэтому следует, что ось Y-Y будет ограничена ее нахождением в указанной выше гомокинетической плоскости.Obviously, any change in the angle between the
3. Третий вариант выполнения3. Third Embodiment
Согласно третьему предпочтительному варианту выполнения на Фиг.7 предложена рычажная система 60, которая заменяет внутреннюю вилку 26 и наружную вилку 27 муфты 10, показанные на Фиг.1 и 2. Вал 61 жестко соединен своими внешними концами с рычажными элементами 62 и 63, каждый из которых на своем внешнем конце имеет выступ 64 и 65, соответственно. На выступе 64 и выступе 65 установлены регулирующие цапфовые валы 66 и 67, соответственно. Рычажная система 60 также имеет рычажные звенья 68 и 69, концы 70 и 71 каждого из которых шарнирно соединены с регулирующими цапфовыми валами 66 и 67, соответственно. Внешние концы 70 и 71 рычажных звеньев 68 и 69 имеют цапфовые валы 74 и 75 вилки выходного вала.According to a third preferred embodiment of FIG. 7, a
Рычажные элементы 62 и 63 и рычажные звенья 68 и 69 находятся в сферических оболочках, центр которых находится в точке 80 пересечения оси вала 61 и оси Y-Y, и все оси вращения рычажной системы 60 пересекаются в точке 80 пересечения осей.The
На осях узла точка 80 пересечения совпадает с геометрическим центром 29 муфты 10 согласно Фиг.1.On the axes of the assembly, the
В этом осуществлении выступ 13 входного вала на входном вале 11 согласно Фиг.1 вращается вокруг вала 61 рычажной системы 60, показанной на Фиг.7; и цапфы 15 вилки выходного вала на вилке 14 выходного вала соединены с цапфовыми валами 74 и 75. Цапфы 24 регулирующей вилки на регулирующей вилке 21 соединены с регулирующими цапфовыми валами 74 и 75.In this embodiment, the
Как и в предыдущем осуществлении, ось Y-Y- регулирующей вилки ограничена своим постоянным нахождением в гомокинетической плоскости за счет использования описываемых выше либо ножничного регулирующего механизма, либо зубчатого регулирующего механизма.As in the previous embodiment, the axis of the Y-Y control fork is limited by its constant presence in the homokinetic plane through the use of either the scissor control mechanism or the gear control mechanism described above.
Преимущество расположения оси Y-Y и вала 61 под предпочтительным углом 45 градусов в этом осуществлении заключается в том, что создаваемое таким образом пространство обеспечивает повышенную степень свободы движения описываемых выше различных элементов вращения и регулирующих механизмов.An advantage of arranging the Y-Y axis and
4. Четвертый вариант выполнения4. Fourth Embodiment
В четвертом предпочтительном варианте выполнения, иллюстрируемом на Фиг.7, предложена двойная муфта 100 равных угловых скоростей, которая содержит входной вал 111 и выходной вал 112. Каждый из валов 111 и 112 имеет вилки 113 и 114, соответственно, в которых валы 111 и 112 шарнирно соединены вокруг осей X-X и X'-X'. Вилки 113 и 114 в свою очередь шарнирно соединены с соединительной трубой 115, и каждая из вилок 113 и 114 выполнена с возможностью вращения вокруг осей Y-Y и Y'-Y', соответственно.In a fourth preferred embodiment illustrated in FIG. 7, an equal-velocity
Как видно из Фиг.8 и 9, входной вал 111 и выходной вал 112 имеют одинаковую конструкцию, каждая из которых имеет соответствующие продолжения 116 и 117 вала, соответственно; при этом каждое продолжение вала имеет регулирующие штифты 118 и 119, соответственно. Оси регулирующих штифтов 118 и 119 находятся в плоскости, ограничиваемой осью вала и осями вращения Х-Х и X'-X' вала валов 111 и 112, и пересекаются с пересечением этих осей.As can be seen from Figs. 8 and 9, the
В центре соединительной трубы 115 (на Фиг.8 и 9 эта труба для ясности не показана) установлен регулирующий узел 120, содержащий верхний и нижний трансмиссионные блоки 121 и 122, соответственно. Блоки 121 и 122 соединены шарнирно вокруг шарнирного вала 129 регулирующего блока, расположенного на центральной оси Z-Z соединительной трубы 115. Вал 129 установлен в фиксированном шарнире (не показан для ясности), который прикреплен к внутренней стенке соединительной трубы 115.In the center of the connecting pipe 115 (this pipe is not shown in FIGS. 8 and 9), a
Как видно из Фиг.8, все оси вращения на конце входного вала муфты 100 являются радиальными по отношению к пересечению осей Х-Х и Y-Y; аналогично, все оси вращения на выходном конце муфты 100 являются радиальными по отношению к пересечению осей X'-X' и Y'-Y'.As can be seen from Fig. 8, all rotation axes at the end of the input shaft of the
Любое вращение в пределах физических ограничений муфты входного вала 111 вокруг его осей вращения Х-Х и Y-Y обусловит смещение соединенных рычажных механизмов 125 и 126 регулирующим валом 118, что в свою очередь обусловит вращение трансмиссионных блоков 121 и 122 вокруг шарнирного вала 129. Соответствующие рычажные механизмы 125 и 126 на выходном конце регулирующего узла 120 принудительно повторяют смещение, создаваемое на входном конце, передавая смещение на связанный рычажным механизмом регулирующий вал 119, тем самым приводя выходной вал 112 в соответствующие вращения вокруг осей X'-X' и Y'-Y'.Any rotation within the physical limits of the
Угловые смещения входного вала 111 и 112 симметричны вокруг плоскости, перпендикулярной к плоскости, определяемой осями валов 111 и 112 и проходящей через центр регулирующего узла 120. Сама эта плоскость находится на пересечении осей валов 111 и 112, деля пополам угол между ними и имея ось симметрии. Эта плоскость поэтому является гомокинетической плоскостью, и условия равных угловых скоростей входного и выходного валов выполняются.The angular displacements of the
Все относительные перемещения между компонентами муфты в этом осуществлении являются вращательными и реализованы роликоподшипниками, в значительной степени устраняя потери крутящего момента на трение.All relative movements between the coupling components in this embodiment are rotational and implemented by roller bearings, largely eliminating friction torque losses.
5. Пятый вариант выполнения5. The fifth embodiment
Согласно пятому варианту выполнения предложена муфта равных угловых скоростей, в которой угол между входным и выходным валами обеспечен в некотором нужном значении с помощью регулирующего механизма, чтобы изменять объемное смещение наклонного диска, действующего как гидравлический насос или двигатель. В этом предпочтительном осуществлении возвратно-поступательные насосные или двигательные элементы составляют часть конструкции муфты.According to a fifth embodiment, an equal angular velocity coupling is provided in which the angle between the input and output shafts is provided at a certain desired value by means of a regulating mechanism in order to change the volume displacement of the inclined disk acting as a hydraulic pump or motor. In this preferred embodiment, the reciprocating pump or motor elements form part of the coupling structure.
В этом пятом предпочтительном осуществлении муфта равных угловых скоростей содержит гидравлическое устройство смещения в виде наклонного диска.In this fifth preferred embodiment, the equal velocity coupling comprises a hydraulic biasing device in the form of an inclined disk.
На Фиг.11 показана муфта 200 равных угловых скоростей, имеющая входной вал 211 и выходной вал 212. Специалистам в данной области техники будет очевидно, что терминами «входной вал» и «выходной вал» в этом осуществлении можно обозначить каждый из этих элементов в зависимости от конкретного применения муфты.11 shows an equal-velocity coupling 200 having an
Ось каждого из валов 211 и 212 пересекает точку 220, совпадающую с пересечением осей Х-Х и Y-Y на Фиг.11; точка 220 определяет геометрический центр муфты. Угол между осями валов 111 и 112 можно изменять по желанию в пределах физических ограничений муфты с помощью соответствующего регулирующего механизма. Регулирующий механизм также выполнен с возможностью обеспечивать угол регулирующей вилки 213 в фиксированной взаимосвязи с этим углом, заданным между валами 211 и 212. Эта взаимосвязь показана на Фиг.12, на которой если дополнительный угол между валами 211 и 212 есть α, то ось вращения регулирующей вилки 113 делит пополам угол α. Поэтому ось Y-Y ограничена вращением в гомокинетической плоскости, выполняя при этом условия муфты равных угловых скоростей.The axis of each of the
Фиг.13 показывает отличающиеся от предыдущих элементы муфты, включая регулирующую вилку 213, внутреннюю вилку 214 и наружную вилку 215. Входной вал 211 жестко соединен с наклонным диском 216, имеющим цапфовые валы 217 наклонного диска.Fig. 13 shows clutch elements that are different from the previous ones, including the adjusting
В сборе: цапфовые валы 217 наклонного диска шарнирно соединяются в цапфах 218 внутренней вилки на внутренней вилке 214. Внутренняя вилка 214 шарнирно соединена своими цапфовыми валами 219 внутренней вилки с цапфами 221 наружной вилки на наружной вилке 215. В свою очередь наружная вилка 215 с помощью своих цапфовых валов 222 наружной вилки шарнирно установлена в цапфах 223 вилки выходного вала на вилке 224 выходного вала. Регулирующая вилка 213 (показана с ее конца) шарнирно соединена с помощью цапф 225 регулирующей вилки с продолженными цапфовыми валами 219 внутренней вилки на внутренней вилке 214.Assembly: the
Выходной вал 212 муфты 200 также имеет цилиндрический блок 226. Цилиндрический блок 226 имеет радиальную совокупность цилиндров 227. В каждый из цилиндров 227 входит поршень 228, имеющий на своем сжимающем конце уплотнения 229 и на своих противоположных концах имеющий шаровое гнездо 230. Каждый поршень 228 посредством своего шарового гнезда 230 соединен с первым концом 231 соединительного стержня 232. Второй конец 233 соединительного стержня 232 соединен с шаровым гнездом 234 наклонного диска 216.The
В сборе: когда выходной вал 211 и выходной вал 212 соосны, то поверхность наклонного диска 216 ориентирована перпендикулярно к оси выходного вала 212 и поэтому - к осям цилиндров 227. В этом положении при вращении входного вала 211 и выходного вала 212 вокруг их общей оси поршни 228 остаются в цилиндрах 227 неподвижными. Если между входным валом 211 и выходным валом 212 создан угол α регулирующим механизмом, то возвратно-поступательное осевое перемещение обусловливается в каждом из цилиндров 227 с помощью поршней 228 для каждого вращения муфты 200.Assembled: when the
Объемные смещения, обусловленные этим возвратно-поступательным перемещением поршней 228 в цилиндрах 227 при вращении муфты 200, возрастают с увеличением угла α.The volumetric displacements due to this reciprocating movement of the
Возможные преимущества такой конфигурации:Possible advantages of this configuration:
А. Ранее использовались шарниры равных угловых скоростей типа Rzeppa, в которых внутренний элемент шарнира равных угловых скоростей выдерживался соосно с цилиндрическим корпусом и внешним элементом шарнира равных угловых скоростей, таким образом формируя наклонный диск. В этой конструкции весь крутящий момент узла передавался через шарнир равных угловых скоростей и элементы передачи крутящего момента с радиусом, меньшим, чем наклонный диск, в результате чего средства передачи крутящего момента подвергались сильным нагрузкам.A. Previously, equal-velocity joints of the Rzeppa type were used, in which the inner member of the joint of equal angular velocities was kept coaxially with the cylindrical body and the outer member of the joint of equal angular velocities, thereby forming an inclined disk. In this design, the entire torque of the assembly was transmitted through a constant velocity joint and torque transmission elements with a radius smaller than the inclined disk, as a result of which the torque transmission means were subjected to strong loads.
Б. Согласно предлагаемой конструкции крутящий момент можно передавать к наклонному диску, или от него, в соответствии с одним из двух способов, оба из которых превосходят известный уровень техники:B. According to the proposed design, the torque can be transmitted to or from the inclined disk, in accordance with one of two methods, both of which exceed the prior art:
1. Крутящий момент, передаваемый валом, соединенным с цилиндрическим корпусом - В этом случае средство, передающее крутящий момент, находится на большем радиусе, чем наклонный диск, в результате чего элементы, передающие крутящий момент, подвержены меньшим нагрузкам крутящего момента, чем в известном уровне техники.1. Torque transmitted by a shaft connected to the cylindrical body - In this case, the torque transmitting means is located at a larger radius than the inclined disk, as a result of which the torque transmitting elements are subject to lower torque loads than at a known level technicians.
2. Крутящий момент, передаваемый валом, соединенным с наклонным диском - В этом случае элементы, передающие крутящий момент, шарнира равных угловых скоростней не подвергаются рабочему крутящему моменту устройства; единственной нагрузкой, передаваемой посредством муфты, является крутящий момент, необходимый для вращения цилиндрического корпуса.2. Torque transmitted by the shaft connected to the inclined disk - In this case, the elements transmitting the torque of the hinge of equal angular speeds are not exposed to the working torque of the device; the only load transmitted through the coupling is the torque required to rotate the cylindrical body.
6. Шестой вариант выполнения6. The sixth embodiment
Этот вариант согласно Фиг.14 предусматривает шарнир типа модифицированного шарнира Гука, в котором ось А5 непрерывно находится на гомокинетической плоскости за счет действия системы зубчатых колес и рычагов, выполненных таким образом, что частота и угол поворота первого приводного зубчатого колеса всегда одинаковы с частотой и углом поворота второго приводного зубчатого колеса за счет обеспечения угла наклона между осью А3 и осью первого приводного зубчатого колеса, равного углу наклона между осью А4 и осью второго приводного зубчатого колеса. Либо предусматривается только система рычагов, в которой рычаги выполняют функции, аналогичные функциям упомянутых зубчатых колес.This embodiment according to FIG. 14 provides a hinge of a type of modified Hooke hinge, in which the axis A5 is continuously on the homokinetic plane due to the action of the system of gears and levers, made in such a way that the frequency and angle of rotation of the first drive gear are always the same with frequency and angle rotation of the second drive gear by providing an angle of inclination between the axis A3 and the axis of the first drive gear equal to the angle of inclination between the axis A4 and the axis of the second drive gear Olesa. Or only a leverage system is provided in which the levers perform functions similar to those of said gears.
Далее следует описание предпочтительных способов реализации этого осуществления. В каждом предпочтительном способе предусматриваются две половины модифицированного шарнира Гука согласно Фиг.14.6. Нужно отметить, что изображаемый на Фиг.14.6 шарнир аналогичен шарниру согласно Фиг.14.1 за тем исключением, что крестовина 6, показанная на Фиг.14.1, не показана, и круглый элемент 7 позиционирован на вилке 4 таким образом, что выполнен с возможностью свободного вращения вокруг оси А4. Размер кольцевого элемента 7 и вилки 4 таковы, что узел выполнен с возможностью плотной посадки внутри кольцевого элемента 5, который прикреплен к вилке 3. Показанные на Фиг.14.6 компоненты являются общими для всех предпочтительных осуществлений настоящего изобретения.The following is a description of preferred methods for implementing this implementation. In each preferred method, two halves of the modified Hook joint of FIG. 14.6 are provided. It should be noted that the hinge shown in Fig. 14.6 is similar to the hinge according to Fig. 14.1, with the exception that the
Фиг.14.7 показывает крестовинный элемент, два плеча одинаковой длины которого длиннее двух других плечей, в результате чего более длинные плечи имеют совокупную длину, по меньшей мере равную наружному диаметру более крупного кольцевого элемента 5; и два более коротких плеча имеют совокупную длину, которая меньше внутреннего диаметра кольцевого элемента 7, в результате чего, в сборе, более длинные плечи соединяют две половины шарнира, показанного на Фиг.14.6, на оси А5; и крестовинный элемент выполнен с возможностью свободного вращения на оси А5 внутри кольцевого элемента 7.Fig. 14.7 shows a cross-piece, two shoulders of the same length which are longer than the other two shoulders, as a result of which the longer shoulders have a combined length of at least equal to the outer diameter of the larger
Фиг.14.8 иллюстрирует крестовинный элемент, показанный на Фиг.14.7, с четырьмя зацепленными коническими зубчатыми колесами, одно из которых позиционировано на каждом из плечей указанного крестовинного элемента и выполнено с возможностью свободного вращения на них. Два зубчатых колеса на более коротких плечах крестовинного элемента имеют рычаг, жестко прикрепленный к ним - не показан.Fig. 14.8 illustrates the cross member shown in Fig. 14.7, with four engaged bevel gears, one of which is positioned on each of the shoulders of said cross member and is configured to rotate freely thereon. Two gears on the shorter shoulders of the spider element have a lever rigidly attached to them - not shown.
Фиг.14.9 показывает одно из зубчатых колес с жестко прикрепленным плечом рычага. Плечо рычага имеет на конце шар 25. В упоминаемых ниже параметрах ни длина плеча рычага, ни его смещение по оси зубчатого колеса существенного значения не имеют.Одно из таких зубчатых колес позиционировано на каждом из более коротких плечей крестовинного элемента, в результате чего плечо рычага проходит на противоположные стороны крестовинного элемента. Плечо рычага, прикрепленное к одному из зубчатых колес, должно на половину зубца отличаться от выверки другого плеча рычага и зубчатого колеса, в результате чего ось двух более длинных плечей крестовинного элемента будет делить пополам угол между двумя рычагами, когда они будут вращаться в зацеплении с другими двумя зубчатыми колесами.Fig. 14.9 shows one of the gears with a rigidly attached lever arm. The arm of the lever has a
Фиг.14.10 показывает вилку с шаровым элементом, жестко прикрепленным к центру внутренней поверхности вилки; при этом обе вилки имеют этот прикрепленный к ним шар.Fig. 14.10 shows a fork with a ball element rigidly attached to the center of the inner surface of the fork; however, both forks have this ball attached to them.
Фиг.14.11 показывает соединительный элемент, являющийся стержнем с шаровым гнездом на обоих концах и выполненный с возможностью соединения, одним концом, с шаром на другом конце рычага, показанного на Фиг.14.9, и, другим концом - с шаром в центре вилочного элемента, показанного на Фиг.14.10.Fig. 11.11 shows a connecting element, which is a rod with a ball socket at both ends and configured to connect, at one end, to the ball at the other end of the lever shown in Fig. 14.9, and, at the other end, to the ball in the center of the fork element shown on Fig.10.10.
Упоминаемые выше и показанные на Фиг.14.6, 7, 8, 9, 10 и 11 компоненты собраны таким образом, что более длинные плечи крестовинного элемента проходят через отверстия в кольцевых элементах 5 и 7 таким образом, что указанные кольцевые элементы позиционированы относительно друг друга посредством более длинных плечей крестовинного элемента и имеют возможность свободного вращения вокруг оси А5; и крестовинный элемент также имеет возможность свободного вращения на оси А5. Положения различных компонентов в собранном виде таково, что когда оси вала 1 и вала 2 расположены на одной прямой, то составляющие узел детали имеют взаимное расположение согласно Фиг.14.12; и согласно этому чертежу оси А3 и А4 и оси зубчатых колес на более коротких плечах крестовинного элемента все являются соосными, и ось А5 перпендикулярна плоскости осей А3, А4, А1 и А2.The components mentioned above and shown in FIGS. 14.6, 7, 8, 9, 10 and 11 are assembled in such a way that the longer shoulders of the spider element pass through the holes in the
Шарнир, представленный на Фиг.14.12, специально показан с вилкой 3, существенно более крупной, чем вилка 4, чтобы проиллюстрировать взаимосвязь между различными компонентами. Рычажный элемент 13 (согласно изображению на Фиг.14.11) одним концом соединен с шаром на конце рычага 11, и другим концом - с шаром, который прикреплен к центру внутренней поверхности вилки 3; и аналогичный рычажный элемент 14 аналогично соединен в другой половине шарнира, и длина каждого рычажного элемента и длина двух плечей 11 и 12 рычага определяются следующим образом. Важное обстоятельство заключается в том, что треугольник, образованный между точкой оси плеча 11 рычага и центром шара, который прикреплен к центру вилки 3, и центром шара на конце рычага 11, имеет те же внутренние углы, что и у треугольника, аналогично сформированного в другой половине шарнира; т.е. два таким образом сформированных треугольника должны быть в этом осуществлении одинаковыми - за исключением размера.The hinge shown in FIG. 14.12 is specifically shown with a
Если центральные линии плечей рычага проходят к центру крестовинного элемента (или дискового элемента, описываемого ниже), то внутренние углы треугольника остаются одинаковыми все время при вращении шарнира. Но если центральные линии плечей рычага проходят к точке, которая смещена от центра крестовинного элемента, то внутренние углы треугольника постоянно изменяются при вращении шарнира. Если центральные линии плечей рычага смещены от центра крестовинного элемента, то существенно, чтобы оба плеча рычага были смещены до такой степени, чтобы одинаковые треугольники образовались на обеих сторонах шарнира.If the center lines of the shoulders of the lever extend to the center of the spider element (or disk element described below), then the internal angles of the triangle remain the same all the time as the hinge rotates. But if the central lines of the shoulders of the lever extend to a point that is offset from the center of the spider element, then the internal angles of the triangle constantly change as the hinge rotates. If the center lines of the arm shoulders are offset from the center of the spider element, it is essential that both arms of the arm are offset to the extent that the same triangles form on both sides of the hinge.
Очевидно, что при работе описываемого выше шарнира оба упомянутых треугольника будут эффективно качаться относительно своих соответствующих оснований и также качаться вокруг точки оси плечей рычагов, в результате чего: когда оси А3 и А4 будут соосными, то тогда оси двух рычагов также будут соосными с осями А3 и А4; и когда оси А3 и А4 не будут соосными, то ось плечей рычага и соответствующих зубчатых колес всегда будет делить пополам угол между осями А3 и А4 во время их вращения вокруг оси А5, в результате чего углы между осью приводных рычагов 11 и 12 и их соответствующими зубчатыми колесами всегда будут одинаково наклонены к осям А3 и А4, соответственно, и поэтому при вращении вилки 3 вокруг оси А3 и при вращении вилки 4 вокруг оси А4 рычаги 11 и 12 и их прикрепленные зубчатые колеса будут вращаться в противоположную сторону вокруг своих осей с другой частотой и с другим углом поворота по сравнению с вращением вилок вокруг осей А3 и А4. Но указанные рычаги и соответствующие зубчатые колеса будут вращаться в противоположную сторону с равной частотой и равным углом поворота по отношению друг к другу, в результате чего ось AS будет непрерывно находиться на гомокинетической плоскости, и шарнир будет действовать как шарнир равных угловых скоростей в том смысле, что угловая скорость вала 1 и вала 2 всегда будет равной независимо от угла наклона указанных валов относительно друг друга, и всегда будет такой, даже если угол наклона во время работы будет изменяться.Obviously, during the operation of the hinge described above, both of these triangles will swing effectively with respect to their respective bases and also swing around the point of the axis of the arms of the levers, resulting in: when the axes A3 and A4 are coaxial, then the axes of the two levers will also be coaxial with the axes A3 and A4; and when the axes A3 and A4 are not coaxial, the axis of the arms of the lever and the corresponding gears will always halve the angle between the axes A3 and A4 during their rotation around the axis A5, resulting in angles between the axis of the
7. Седьмой вариант выполнения7. Seventh embodiment
В соответствии с еще одним вариантом крестовинный элемент согласно Фиг.14 и четыре конических зубчатых колеса и соответствующие рычаги заменены элементом, выполненным с возможностью удерживать два зацепляющихся зубчатых колеса в таком положении, что когда оси вала 1 и вала 2 находятся на одной прямой, то их соответствующие оси перпендикулярны осям обоих зубчатых колес, и ось А5 будет перпендикулярна плоскости между осями двух зубчатых колес и центральной по отношению к этой плоскости. Плечо рычага жестко прикреплено к каждому зубчатому колесу, и шар находится на конце каждого плеча рычага. Обращаясь к Фиг.14.13: элементом, выполненным с возможностью удерживать два зубчатых колеса, является дискообразный элемент, диаметр которого будет посажен внутри кольца 7. Дисковый элемент имеет два прилива, которые используют для позиционирования и обеспечения оси для колец 5 и 7. Дисковый элемент имеет прямоугольное отверстие, чтобы обеспечивать возможность зацепления двух зубчатых колес через диск. Дисковый элемент выполнен с возможностью свободного вращения на оси А5. Дисковый элемент имеет два выступа с каждой поверхности, и ось для каждого из зубчатых колес удерживается этими выступами. Фиг.14.14 показывает боковую проекцию дискового элемента с двумя установленными зубчатыми колесами. Частично показаны плечи рычага, одно из которых жестко прикреплено к каждому из зубчатых колес. Действие этого дискообразного элемента и соответствующих зубчатых колес и рычагов идентично действию, подробно описываемому выше в отношении крестовинного элемента и четырех конических зубчатых колес, с теми же комментариями.In accordance with yet another embodiment, the cross member according to FIG. 14 and the four bevel gears and corresponding levers are replaced by an element configured to hold two engaging gears in such a position that when the axles of the
8. Восьмой вариант выполнения8. The eighth embodiment
Еще один вариант, показанный на Фиг.14, представляет собой систему рычагов, шарнирно установленных на каждом из четырех плечей описываемого выше крестовинного элемента, действие которых аналогично узлу из четырех зубчатых колес взаимного зацепления.Another option, shown in Fig. 14, is a system of levers pivotally mounted on each of the four arms of the cross member described above, the action of which is similar to the assembly of four gears of mutual engagement.
9. Девятый вариант выполнения9. The ninth embodiment
Еще один вариант, показанный на Фиг.14 и который можно использовать либо с крестовинным элементом и четырьмя коническими зубчатыми колесами, или с дискообразным элементом и двумя зубчатыми колесами, или только с системой рычагов, выполнен следующим образом. Шаровой элемент, прикрепленный к центру внутренней поверхности каждой вилки, здесь отсутствует, и каждая вилка имеет дугообразный паз на внутренней поверхности вилки, в результате чего в собранном положении шар на конце плечей рычагов располагается в этом пазе, и поэтому во время действия шарнира и когда угол между осями А3 и А4 изменяется, то шар на каждом рычаге в результате этого перемещается в пазе. В этой конструкции отсутствует упоминаемый выше треугольник, который обеспечивает правильную взаимосвязь между осями приводных зубчатых колес и осями А3 и А4, и поэтому для обеспечения одинакового наклона между осями зубчатых колес и рычагами и осями их соответствующих приводных вилок нужно применять другое средство. Один такой способ заключается в использовании ножничного действия колец 5 и 7, которое происходит при изменении угла между осями А3 и А4. Один из способов применения этого ножничного действия заключается в том, что стержень жестко прикреплен к одному из более длинных плечей крестовинного элемента, или - в зависимости от конкретного случая - к одному из приливов дискообразного элемента таким образом, что он будет ориентирован перпендикулярно плоскости четырех плечей крестовинного элемента или поверхности дискообразного элемента - в зависимости от конкретного случая; при этом используются два плеча рычага, одно из которых, с возможностью поворота, прикреплено к каждому из кольцевых элементов 5 и 7 на одном конце, и другой конец прикреплен к элементу, который соединяет оба плеча рычага на их другом конце с помощью элемента, который скользит по штырю, прикрепленному к плечу крестовинного элемента или дискового элемента, в зависимости от конкретного случая, и поэтому стержень постоянно делит пополам угол между кольцевыми элементами 5 и 7. Фиг.14.15 иллюстрирует именно этот ножничный механизм.Another option, shown in Fig. 14 and which can be used either with a spider element and four bevel gears, or with a disk-shaped element and two gears, or only with a lever system, is made as follows. The ball element attached to the center of the inner surface of each fork is absent here, and each fork has an arcuate groove on the inner surface of the fork, as a result of which in the assembled position the ball at the end of the arms of the levers is located in this groove, and therefore during the operation of the hinge and when the angle between the axes A3 and A4 changes, then the ball on each lever as a result of this moves in the groove. In this design, the triangle mentioned above is missing, which provides the correct relationship between the axles of the drive gears and the axes A3 and A4, and therefore, to ensure the same inclination between the axles of the gears and the levers and axes of their respective drive forks, another means must be used. One such method is to use the scissor action of
Необходимо отметить, что в пределах объема настоящего изобретения разнообразные другие конфигурации зубчатых колес и рычагов будут также обеспечивать взаимосвязь между упоминаемыми здесь разными компонентами.It should be noted that, within the scope of the present invention, various other configurations of gears and levers will also provide a relationship between the various components mentioned herein.
Также нужно отметить, что в пределах объема данного изобретения также возможно выполнить только систему рычагов вместо состоящих из зубчатых колес и рычагов систем, чтобы обеспечить описываемые здесь взаимосвязи.It should also be noted that, within the scope of the present invention, it is also possible to implement only a leverage instead of gears and levers of systems to provide the relationships described herein.
В отношении осуществлений с шестого по девятое обнаружено, что целесообразно предусмотреть отдельное средство, которое обеспечивает деление пополам угла между осями А3 и А4 более короткими плечами крестовинного элемента всякий раз, когда они не будут соосными; и в отношении седьмого осуществления также целесообразно предусмотреть отдельное средство, которое будет обеспечивать деление пополам плоскостью изображаемого на Фиг.14.13 элемента угла между осями А3 и А4 всякий раз, когда они не будут соосными. В обоих случаях это центрирующее устройство может использовать ножничное действие между элементами 5 и 7, как указано выше в отношении восьмого осуществления.With regard to the sixth to ninth embodiments, it has been found that it is advisable to provide a separate means that ensures that the angle between the axes A3 and A4 is divided in half by the shorter shoulders of the spider element whenever they are not coaxial; and with respect to the seventh embodiment, it is also advisable to provide a separate means which will ensure that the angle element between the axes A3 and A4, represented in FIG. 14.13, is divided in half by the plane whenever they are not coaxial. In both cases, this centering device can use a scissor action between
10. Десятый вариант выполнения10. The tenth embodiment
Как видно из Фиг.14, предлагается особое и обладающее новизной средство обеспечения ограничения для формирования шарнира равных угловых скоростей за счет ограничения оси AS на гомокинетической плоскости.As can be seen from Fig. 14, a special and novelty means of providing constraints is proposed for forming a hinge of equal angular velocities by limiting the axis AS on the homokinetic plane.
Это обладающее новизной средство предусматривает элементы, которые описывают два одинаковых сферических треугольника в каждой половине описываемого ниже шарнира.This novelty means provides elements that describe two identical spherical triangles in each half of the hinge described below.
Здесь используются изображаемые на Фиг.6 элементы описываемых выше универсальных шарниров равных угловых скоростей, но в этом обладающем новизной осуществлении, со ссылкой на Фиг.14.16, предусмотрен дискообразный элемент 15. Дисковый элемент имеет две штифта или цапфы 16, которые обеспечивают соединительные средства между кольцевыми элементами 5 и 7 и образуют ось А5. Дискообразный элемент имеет отверстие 17 в центре диска. Когда две половины изображаемого на Фиг.14.6 шарнира будут собраны с помощью дискообразного элемента, показанного на Фиг.14.16, то все оси А1, А2, А3, А4 и А5 пересекаются в некоторой точке. В данном описании точка, в которой все указанные оси пересекаются, называется «геометрическим центром».Here, the elements of the universal universal joints of equal angular velocities described above are used, but in this novel embodiment, with reference to FIG.
Как видно из Фиг.14.17, также обеспечен двухконечный коленчатый элемент с шатунной шейкой 18 на каждом конце; при этом шатунная шейка имеет такой угол, что в собранном виде ось А6 каждой шатунной шейки расположена на радиусе, который пересекает геометрический центр.As can be seen from Fig.17.17, also provided is a two-pointed cranked element with a connecting
В сборе, со ссылкой на Фиг.14.18: вал коленчатого элемента проходит через отверстие в дискообразном элементе, показанном на Фиг.14.16, и поэтому одна шатунная шейка находится на одной из сторон указанного дискообразного элемента.Assembled, with reference to Fig.14.18: the shaft of the cranked element passes through the hole in the disk-shaped element shown in Fig.14.16, and therefore one connecting rod journal is located on one side of the specified disk-shaped element.
Фиг.14.19 показывает две вилки шарнира: штифт 19 прикреплен к внутренней дуге или поверхности вилочных элементов 3, и еще один штифт 20 аналогично прикреплен к внутренней стороне или к дуге вилки 4, в результате чего ось каждого из указанных штифтов также располагается на радиусе, который пересекает геометрический центр. Штифты расположены таким образом, что они находятся на одной и той же стороне шарнира, а не напротив друг друга по диагонали.Fig.14.19 shows two hinge forks: a
Как видно из Фиг.14.20, предложен еще один элемент 21, который имеет отверстие 22 на одном конце, и таким образом элемент 21 можно позиционировать на штифте 19; и имеет еще одно отверстие 23, в результате чего другой конец элемента 21 можно позиционировать на первом штифте 18; еще один аналогичный элемент позиционирован на другом конце штифта 20 и на другом конце второго штифта 18. Длина, или точнее, угол между отверстиями на обоих концах элемента 21 устанавливается следующим образом.As can be seen from Fig.14.20, another
В собранном состоянии шарнира, и когда шарнир находится в таком положении, в котором оси А1 и А2 выставлены находятся на одной прямой и оси А3 и А4 соосны, ось шатунных шеек 18 находится на плоскости осей А5, А1 и А2, и каждая из осей штифтов 19 и 20 находится на плоскости оси А3 и А4, и А1 и А2. Угол между отверстиями на обоих концах элемента 21 имеет значение, при котором выдерживаются и являются действительными указываемые в этом параграфе взаимосвязи.In the assembled state of the hinge, and when the hinge is in a position in which the axes A1 and A2 are exposed are on the same straight line and the axes A3 and A4 are aligned, the axis of the connecting
При использовании описываемого здесь нового ограничивающего средства очевидно, что сферический треугольник описывается дугами большого круга между, во-первых, осью штифта 19 и осью А1, и, во-вторых, осью А1 и осью первой шатунной шейки, в-третьих, осью первой шатунной штифта и осью штифта 19. Аналогичный сферический треугольник описывается между соответствующими компонентами на другой стороне шарнира. Будет очевидно, что при вращении собранного шарнира в любое время, когда валы 1 и 2 наклонены друг к другу, определенный сферический треугольник формируется в каждой точке вращения и с каждым углом наклона, и этот треугольник формируется на каждой половине шарнира, в результате чего ось коленчатого элемента одинаково наклонена, во-первых, к оси А1 и, во-вторых, к оси А2, в результате чего плоскость дискообразного элемента 15 и, поэтому, ось А5 ограничены постоянным их нахождением на гомокинетической плоскости шарнира.When using the new limiting means described here, it is obvious that the spherical triangle is described by arcs of a large circle between, firstly, the axis of the
11. Одиннадцатый вариант выполнения11. Eleventh embodiment
Этот вариант согласно Фиг.15 обеспечивает, во-первых, рычажный механизм согласно Фиг.15.1, описываемый ниже, и, во-вторых, описываемый ниже универсальный шарнир равных угловых скоростей, использующий указанный рычажный механизм.This embodiment according to FIG. 15 provides, firstly, the linkage mechanism according to FIG. 15.1, described below, and, secondly, the universal equal velocity joint described below using the linkage mechanism described below.
Как видно из Фиг.15.1, состав рычажного механизма согласно данному варианту является следующим: Элементы 1 и 2 являются двумя аналогичными элементами, каждый из которых имеет отверстие, выполненное в каждом конце, при этом оси указанных отверстий пересекаются в некоторой точке. Элементы 3 и 4 также являются двумя аналогичными элементами и также аналогичны элементам 1 и 2, за тем исключением, что элементы 3 и 4 имеют отверстия, сформированные в каждом конце с более крупным радиусом, чем элементы 1 и 2. Элементы 1 и 2 соединены друг с другом валом 5. Позиционирующий штифт 6 соединяет элементы 1 и 3, в результате чего элементы 1 и 3 могут вращаться относительно друг друга вокруг оси А1. Указанные элементы собраны таким образом, что перпендикулярная ось вала 5 пересекает ось А1. Очевидно, что в этом узле элементы 1 и 2, соединенные вместе валом 5, будут вращаться синхронно вокруг оси А1, в результате чего перпендикулярная ось вала 5 будет вращаться вокруг оси А1, и, аналогично, если элементы 3 и 4 имеют фиксированную взаимосвязь друг с другом, то они также будут вращаться синхронно вокруг оси А1, в результате чего их ось, ось А2, будет также вращаться вокруг оси А1, а оси А1, А2 и перпендикулярная ось вала 5 будут всегда пересекаться в геометрическом центре описываемого выше рычажного механизма.As can be seen from Fig. 15.1, the composition of the lever mechanism according to this embodiment is as follows:
Одним из осуществлений, использующих описываемый выше рычажный механизм, является описываемый ниже универсальный шарнир равных угловых скоростей. Фиг.15.2 показывает вал с отверстием, выполненным в одном конце, в результате чего этот вал 5 может проходить через указанное отверстие. Фиг.15.3 показывает вилку, обычно используемую в таких универсальных шарнирах, как обычный шарнир Гука (также известный как карданный шарнир). Отверстия 13 и 14 выполнены в плечах вилки таким образом, что вилку можно позиционировать по отношению к описываемому рычажному механизму с помощью позиционирующих штифтов 8 и 9 в отверстиях 13 и 14, соответственно. Вал 10 установлен на вале 5 таким образом, что ось А3, являясь перпендикулярной осью вала 10, пересекает ось А1 и А2 в геометрическом центре рычажного механизма. Также нужно отметить, что в описываемом выше узле ось А4, являющаяся перпендикулярной осью вилочного элемента 12, также пересекает оси А1 и А2 в геометрическом центре рычажного механизма. Очевидно, что в этом узле всякий раз, когда оси А3 и А4 не будут на одной прямой или соосны, то вращение вала 10 и вилки 12 вокруг оси А3 и А4, соответственно, обусловит синхронное вращение элементов 1 и 2 вокруг оси А1, и при этом элементы 3 и 4 будут также вращаться синхронно вокруг оси А1 в направлении, противоположном вращению элементов 1 и 2. В этом узле: всякий раз, когда оси А3 и А4 не будут на одной прямой или соосными, и когда ось А2 и перпендикулярная ось вала 5 не будут на одной прямой или соосными, то плоскость вращения оси А1 всегда будет делить пополам угол между плоскостью вращения оси А2 и перпендикулярной осью вала 5; и при этом плоскость вращения оси А1 является перпендикулярной к плоскости между осью А3 и А4, и поэтому всегда обеспечивается шарнир равных угловых скоростей.One of the implementations using the linkage mechanism described above is the universal joint of equal angular velocities described below. Fig. 15.2 shows a shaft with a hole made at one end, as a result of which this
Фиг.15.4 показывает рычажный механизм, состоящий из вала 10 и вилки 12 с образованием ими описываемого выше шарнира равных угловых скоростей. Согласно этому чертежу оси А3 и А4 находятся на одной прямой, и ось А2 и перпендикулярная ось вала 5 также находятся на одной прямой или соосны. В этом осуществлении ось А2 и перпендикулярная ось вала 5 находятся на плоскости бумаги, при этом ось А1 входит в страницу снизу с наклоном, равным углу между отверстиями в элементах 1, 2, 3 и 4. В этом осуществлении очевидно, что если вал 10 вращается против часовой стрелки на плоскости бумаги и если вилка 12 вращается по часовой стрелке на плоскости бумаги, то вал 5 будет вращаться вокруг оси А1, и ось А2 будет также вращаться вокруг оси А1, но в противоположном направлении.Fig. 15.4 shows a linkage mechanism consisting of a
Также показан рычажный механизм с тремя пересекающимися осями, из которых две вращаются относительно третьей. Также показан шарнир равных угловых скоростей, использующий указанный рычажный механизм; при этом универсальный шарнир равных угловых скоростей имеет по меньшей мере три оси, две из которых вращаются вокруг третьей. Это осуществление использует ту же регулирующую систему, содержащую регулирующую вилку и регулирующие штифты первого осуществления, для ограничения оси А1 на гомокинетической плоскости.A link mechanism with three intersecting axes is also shown, of which two rotate relative to the third. Also shown is a constant velocity joint using said linkage; wherein the universal joint of equal angular velocities has at least three axes, two of which rotate around the third. This implementation uses the same regulatory system containing the adjusting fork and the adjusting pins of the first implementation, to limit the axis A1 on the homokinetic plane.
12. Двенадцатый вариант выполнения12. Twelfth embodiment
В данном варианте термин «сферическая геометрия» поясняется ниже и со ссылкой на Фиг.16. Фиг.16.1 показывает сферу со сферическим треугольником и соответствующим трехгранником на нем. Обращаясь к Фиг.16.1: оси 2 и 3 являются диаметрами сферы 1. Стороны AD, АО и AZ сферического треугольника являются отсекаемыми дугами большого круга углов D, Z и О трехгранника, соответственно; и углы А, В и С являются внутренними углами сферического треугольника AD, AO, AZ. Обращаясь к Фиг.16.1: очевидно, что если сферический треугольник AD, AO, AZ вращать вокруг либо радиуса 4 или радиуса 5, или диаметра 3, то вращающиеся радиусы описывают конусы в сфере. Как видно из Фиг.1, также очевидно, что если изменить любой плоский угол многогранного угла D, O или Z, то его отсеченная дуга большого круга также изменяется, как изменяется и сферический треугольник AD, AO, AZ. Очевидно, что здесь применимы правила сферической геометрии.In this embodiment, the term "spherical geometry" is explained below and with reference to Fig.16. Fig. 16.1 shows a sphere with a spherical triangle and the corresponding trihedron on it. Referring to Fig. 16.1: the
В контексте вышеизложенного термин «сферическая геометрия» в данном осуществлении означает перемещение компонентов шарнира таким образом, что они описывают или образуют формы или функции сферической геометрии.In the context of the foregoing, the term "spherical geometry" in this implementation means the movement of the components of the hinge in such a way that they describe or form the forms or functions of spherical geometry.
Основная цель этого осуществления заключается в обеспечении, во-первых, основы универсального шарнира равных угловых скоростей с элементами, установленными между первым валом вращения и вторым валом вращения; при этом каждый двигающийся или действующий элемент из числа указанных межустановочных элементов описывает формы или функции сферической геометрии; и вторая цель настоящего изобретения заключается в обеспечении нескольких определенных и обладающих новизной вариантов универсального шарнира равных угловых скоростей, основанного на сферической геометрии.The main objective of this implementation is to provide, firstly, the basis of a universal joint of equal angular velocities with elements mounted between the first shaft of rotation and the second shaft of rotation; in this case, each moving or acting element among the indicated interinstallation elements describes the forms or functions of spherical geometry; and the second objective of the present invention is to provide several specific and novelty variants of a universal joint of equal angular velocities based on spherical geometry.
Из приводимого ниже описания очевидно следует, что выполнение шарниров равных угловых скоростей на основе сферической геометрии 15, а не на иной геометрии, предусматривает шарниры уменьшенного размера и также шарниры, не имеющие компонентов скольжения.From the description given below it obviously follows that the execution of hinges of equal angular velocities based on
Описываемое выше шестое осуществление предусматривало средство формирования одинаковых сферических треугольников в каждой половине шарнира, чтобы было средство для обеспечения нахождения межустановочного элемента на гомокинетической плоскости описываемого там шарнира. Указанное осуществление описывало центрующее средство, состоящее из вала, имеющего шатунную шейку на обоих концах, и также предусматривало две вилки, каждая из которых имеет штифт, установленный на внутренней поверхности; причем продолженные оси указанных шатунных шеек и указанных штифтов отсекали геометрический центр указанного шарнира. Для ясности: шарнир согласно шестому осуществлению состоял из модифицированного шарнира Гука, имеющего две половины согласно Фиг.16.2. Межустановочный соединительный элемент показан на Фиг.16.3 и состоит из дискообразного элемента 15 с отверстием 17 в центре и из двух прикрепленными к нему приливов 16, которые используются для соединения двух половин шарнира согласно Фиг.16.2 за счет позиционирования указанных приливов в отверстиях 8, 9, 10 и 11 согласно Фиг.16.2. Фиг.16.5 показывает вал 12 с плечами 13 и шатунными шейками 18, установленными на обоих концах, ориентированных таким образом, что продолженная ось А6, в собранном узле, указанных шатунных шеек пересекает геометрический центр шарнира. Фиг.16.4 показывает вал 12, собранный с дискообразным элементом 15. Фиг.16.6 показывает вилку 3 и вилку 4, каждая из которых имеет штифт 19 и 20, выступающий из внутренней поверхности вилок; при этом указанные штифты ориентированы таким образом, что продолженная ось каждого штифта пересекает геометрический центр шарнира в собранном узле. Указанные вилки собраны таким образом, что штифты 19 и 20 находятся на одной и той же стороне шарнира, или, другими словами, продолженные оси штифтов 19 и 20 не находятся на одной прямой или не являются соосными. Приводятся два примера еще одного элемента 21 согласно Фиг.16.7; указанный элемент имеет отверстие 22 на обоих концах, и длина указанного элемента и угол между указанными отверстиями таковы, что в собранном шарнире этот первый элемент находится на одном конце на штифте 19 и на другом конце на его соседнем штифте 18; и второй такой элемент находится на штифте 20 и втором штифте 18. Длина каждого из элементов 21 и угла между отверстиями 22 в каждом элементе 21 таковы, что в собранном шарнире и когда оси А1 и А2 соосны, то два одинаковых прямоугольных сферических треугольника со сторонами G, H, I и J, K, L согласно Фиг.16.8 сформированы по одному в каждой половине шарнира; при этом прямой угол находится на оси входного или выходного вала - в зависимости от конкретного случая. Первый элемент 21 образует сторону I на первом прямоугольном сферическом треугольнике, и второй элемент 21 образует сторону J на втором прямоугольном сферическом треугольнике.The sixth embodiment described above provided a means of forming the same spherical triangles in each half of the hinge, so that there was a means to ensure that the interconnect element was located on the homokinetic plane of the hinge described there. Said embodiment described a centering means consisting of a shaft having a connecting rod journal at both ends, and also provided for two forks, each of which has a pin mounted on the inner surface; moreover, the continued axis of these connecting rod necks and these pins cut off the geometric center of the specified hinge. For clarity: the hinge according to the sixth embodiment consisted of a modified Hooke hinge having two halves according to FIG. 16.2. The interconnect element is shown in Fig. 16.3 and consists of a disk-shaped
Фиг.16.8А и 16.8В иллюстрируют шарнир согласно описываемому выше осуществлению. При изучении Фиг.16.8А и 16.8В в совокупности с излагаемым выше описанием очевидно, что всякий раз, когда оси входного вала и выходного вала наклонены друг к другу, то формируется определенный сферический треугольник для каждого возможного вращательного положения и углового положения; и также очевидно, что сферический треугольник, образованный в каждой половине шарнира за счет этой конструкции, должен быть идентичен другому, чтобы плоскость вращения оси А5 согласно Фиг.16.1 и позиционированная приливами 16 всегда делила пополам угол, появляющийся время от времени между осями входного и выходного валов.16.8A and 16.8B illustrate a hinge according to the above described embodiment. When studying Fig.16.8A and 16.8B in conjunction with the above description, it is obvious that whenever the axes of the input shaft and the output shaft are inclined to each other, then a certain spherical triangle is formed for each possible rotational position and angular position; and it is also obvious that the spherical triangle formed in each half of the hinge due to this design must be identical to the other, so that the plane of rotation of the axis A5 according to Fig. 16.1 and positioned by the
Несмотря на то, что описываемые шарнир и центрирующее средство используют сферическую геометрию для обеспечения центрирования, все остальные компоненты, не являющиеся центрирующим средством, описывают диски или плоскости с центром на геометрическом центре шарнира при вращении, и каждый из этих дисков может быть описан простой планарной геометрией. Из приводимого ниже описания будет очевидно, что целесообразно модифицировать описываемый выше шарнир настоящего изобретения, чтобы обеспечить такую конструкцию, в которой компоненты и взаимосвязь между компонентами описывают формы сферической геометрии, а не планарной геометрии.Although the described hinge and centering tool use spherical geometry to provide centering, all other components that are not the centering tool describe disks or planes centered on the geometric center of the hinge during rotation, and each of these disks can be described by simple planar geometry . From the description below, it will be obvious that it is advisable to modify the hinge of the present invention described above to provide a design in which the components and the relationship between the components describe the forms of spherical geometry rather than planar geometry.
13. Тринадцатый вариант выполнения13. The thirteenth embodiment
Как видно из Фиг.16.9 из числа Фиг.16, предложен элемент 22, являющийся дискообразным элементом с отверстием 32 в центре. Цель и функция этого элемента идентичны элементу 15, описываемому выше в отношении двенадцатого осуществления. Элемент 22 имеет два жестко прикрепленных штифта 23 и 24. Элементы 25, 26, 27 и 33 являются идентично выполненными компонентами в виде дуги с центром на узле, показанном на Фиг.16.9; при этом каждый из элементов 25, 26, 27 и 33 выполнен с возможностью свободного вращения на штифтах 23 и 24. Шарнир также имеет две вилки, идентичные тем, которые показаны на Фиг.16.6; при этом одна вилка установлена на штифтах 28 и 29, другая - на штифтах 30 и 31. Центрирующее средство аналогично средству, описываемому в отношении первого шарнира, состоящего из элементов 12, 13, 18, 19, 20 и 21 - согласно Фиг.16.5, 6 и 7. Фиг.16.10 показывает шарнир в сборе; при этом оси входного вала и выходного вала находятся на одной прямой; изображение представлено по оси вала 2 - согласно Фиг.16.2. На этом чертеже видны только концы вилки 3. Во время работы этого описываемого шарнира всякий раз, когда оси входного вала и выходного вала наклонены друг к другу, то образуется сферический треугольник, формируемый отсекаемыми дугами трехгранника, сформированного осями штифтов 23, 28 и 31; и еще один идентичный сферический треугольник, сформированный отсеченными дугами трехгранника, сформированного осями штифтов 24, 29 и 30, за тем исключением, что дважды при каждом обороте, когда оси штифтов 28 и 31 соосны, в этот момент на обеих сторонах шарнира трехгранник не формируется. Также очевидно следует, что во время работы этого шарнира штифты 28, 29, 30 и 31 описывают дуги большого круга, и дуга большого круга присутствует между осями штифтов 28 и 31 и также между осями штифтов 29 и 30. Необходимо отметить, что во время работы шарнира согласно этому осуществлению в шарнире имеется четыре постоянно изменяющихся сферических треугольника - помимо упомянутых сферических треугольников имеется два сферических треугольника, относящихся к описываемому выше центрирующему средству.As can be seen from Fig.16.9 from Fig.16, proposed
14. Четырнадцатый вариант выполнения14. Fourteenth embodiment
Еще одна модификация с использованием сферической геометрии, а не планарной геометрии, показана на Фиг.16.11 из числа чертежей Фиг.16. Эта модификация предусматривает рычажный механизм, идентичный механизму, изображаемому на Фиг.16.9, - за тем исключением, что не показаны элементы 27 и 33. Обращаясь к Фиг.16.12: также предусмотрены две вилки, как и на Фиг.16.6, - за тем исключением, что одно плечо на каждой из вилок не показано, либо укорочено; при этом необходимо отметить, что для того, чтобы штифты 19 и 20 находились на одной и той же стороне шарнира, необходимо продлить по меньшей мере один из укороченных плечей, чтобы позиционировать штифт 20 или штифт 19, в зависимости от конкретного случая, в нужном положении. В этом варианте очевидно следует, что действие этого шарнира аналогично действию шарнира предыдущего описания: за тем исключением, что сферические треугольники, относящиеся к штифтам 23 и 24, оба являются прямоугольными сферическими треугольниками, образуемыми между осью штифтов 23 и 31 и точкой, в которой дуга, описываемая штифтом 31, отсекает дугу плоскости вращения штифта 23, и идентичный треугольник образован на другой стороне относительно штифтов 24, 30 и дуги штифта 24.Another modification using spherical geometry rather than planar geometry is shown in FIG. 16.11 from the drawings of FIG. 16. This modification provides a linkage mechanism identical to that shown in Fig. 16.9, with the exception that
Необходимо отметить, что в шарнирах согласно трем последним описаниям само центрирующее средство выполнено с возможностью передачи усилия через шарнир, и в описываемых шарнирах оно принимает часть нагрузки. Поэтому обеспечена возможность выполнения шарнира равных угловых скоростей исключительно из центрирующего устройства, обеспечиваемого штифтами 19, 20 вместе с элементами, изображаемыми на Фиг.16.5 и 16.7.It should be noted that in the hinges according to the last three descriptions, the centering device itself is configured to transmit force through the hinge, and in the hinges described, it takes part of the load. Therefore, it is possible to perform the joint of equal angular velocities exclusively from the centering device provided by the
Обращаясь к Фиг.16.13: вал 12 жестко установлен на поверхности с помощью подшипника 36 и соответствующего крепления. Валы 37 и 38 также жестко прикреплены таким образом, что когда угол между их осями может быть либо фиксированным, либо изменяемым, их оси всегда пересекают центр вала 12 и ось двух шатунных шеек 18; и оси штифтов 19 и 20 также пересекаются в этой же точке.Turning to FIG. 16.13: the
Специалисту в данной области техники будет ясно, что этот узел можно включить в автономное опорное средство, например в полый шаровой шарнир, из которого выходят трубы, позиционирующие валы 37 и 38.It will be clear to a person skilled in the art that this assembly can be included in a stand-alone support means, for example, in a hollow ball joint from which
15. Пятнадцатый вариант выполнения15. Fifteenth embodiment
Как видно из Фиг.16, ниже предлагается еще один вариант выполнения. Описываемые выше осуществления можно в широком смысле классифицировать как модифицированные шарниры Гука, а осуществление, сильно отличающееся от них, больше похоже на шарнир Rzeppa. Как видно из Фиг.16.4, предложен элемент, по существу аналогичный элементу, показанному на Фиг.16.12, - за тем исключением, что сферическая плоскость сферического треугольника, описываемого элементами 25, является трехмерным элементом 36 по меньшей мере той же формы и размера; и аналогично, на другой стороне шарнира сферическая плоскость, описываемая элементом 26, также является трехмерным элементом по меньшей мере того же размера и формы (независимо от изображения на Фиг.16.14 этот узел является симметричным). В поверхности каждого трехмерного элемента 36 и 37 выполнен паз, который описывает большой круг, который был бы описан штифтами 30 и 31, если бы они присутствовали в этом варианте. Также обеспечены две вилки 38 и 39, показанные на Фиг.16.15; при этом каждая вилка имеет удлиненное и искривленное плечо, и каждая из них имеет паз 40 и 41, выполненный во внутренней поверхности каждой вилки 38 и 39, в результате чего во время работы шарнира шар перемещается в пазах за счет скольжения. Сборка этого шарнира аналогична приводимым выше описаниям с использованием вилок, за тем исключением, что шар находится между вилкой 39 и трехмерным элементом 36, и также между вилкой 38 и трехмерным элементом 37. Согласно последнему варианту: третий и четвертый сферические треугольники формируются дугами большого круга между осью штифта 23 и центром шара и между точкой, в которой траектория шара отсекает плоскость вращения штифта 23, и аналогично на другой стороне; при этом первый и второй сферические треугольники сформированы центрирующим средством согласно приводимому выше описанию.As can be seen from FIG. 16, another embodiment is provided below. The embodiments described above can be broadly classified as modified Hooke joints, and an implementation that is very different from them is more like a Rzeppa joint. As can be seen from Fig. 16.4, an element is proposed, essentially similar to the element shown in Fig. 16.12, with the exception that the spherical plane of the spherical triangle described by
Из вышеизложенного следует, что потенциальная общая характеристика, согласно которой все подвижные элементы описывают сферические геометрические траектории и конструкции описываемого здесь типа, полагает возможными выполнения шарниров по существу равных угловых скоростей без наличия скользящих элементов. Также обеспечивается возможность сократить все составляющие конструкцию элементы до элементов простой конструкции; в то время как во всех вариантах известного уровня техники шарниров равных угловых скоростей, которые не выполняют функции сферической геометрии, присутствуют и скользящие компоненты, и также элементы очень сложной конструкции.It follows from the foregoing that a potential general characteristic, according to which all moving elements describe spherical geometric trajectories and constructions of the type described here, considers it possible to perform hinges of substantially equal angular velocities without the presence of sliding elements. It also provides the opportunity to reduce all the components that make up the structure to elements of a simple structure; while in all variants of the prior art, hinges of equal angular velocities, which do not perform the functions of spherical geometry, there are sliding components, as well as elements of a very complex structure.
16. Шестнадцатый вариант выполнения16. The sixteenth embodiment
Фиг.17.1 представляет собой копию Фиг.16.2: две половины модифицированного шарнира Гука, хорошо известного и упоминаемого в предыдущих осуществлениях. Обращаясь к Фиг.17.2: способ согласно этому шестнадцатому осуществлению предусматривает наличие двух вилок 3 и 4, каждая из которых имеет штифт 19 и 20, установленный на внутренней дуговой поверхности указанных вилок согласно предыдущим осуществлениям. Фиг.17.3 и 17.4 представляют элементы, которые отличаются от описываемых или раскрываемых здесь центрирующих средств. Фиг.17.3 представляют собой круглый кольцевой элемент, внутренний диаметр которого превышает диаметр кольцевого элемента 5 на Фиг.17.1. Фиг.17.4 показывает еще один круглый кольцевой элемент, внутренний диаметр которого превышает наружный диаметр круглого элемента согласно Фиг.17.3. Обращаясь к Фиг.17.3: круглый кольцевой элемент 21 имеет два прилива или цапфы 24 и 25, диаметрально противоположные друг другу, и отверстия с подшипниками 22 и 23, чтобы обеспечивать или облегчать установку кольца 21 на оси А5 согласно Фиг.17.6. Обращаясь к Фиг.17.4: круглый кольцевой элемент 26 имеет два диаметрально противоположных отверстия с подшипниками для обеспечения или облегчения сборки кольцевого элемента 26 с кольцевым элементом 21, при этом приливы или цапфы 24 и 25 установлены в подшипниках 27 и 28, соответственно. Также согласно Фиг.17.4: элементами 29 и 30 являются штифты, оси которых соосны радиусам кольцевого элемента 26, и каждый из указанных штифтов под одинаковым углом отстоит от центра подшипников 27 и 28, соответственно. Круглые кольцевые элементы 21 и 26 установлены согласно Фиг.17.5, и их установка по отношению к шарниру показана на Фиг.17.6. Два дуговых элемента, показанных на Фиг.17.7, имеют дугу или угол между отверстиями 32 и 33, равный углу между элементами 29 и 19, и также между элементами 30 и 20, когда оси валов 1 и 2 соосны находятся на одной прямой, в результате чего первый сферический треугольник сформирован на первой половине шарнира, показанного на Фиг.17.6, и второй сферический треугольник сформирован на второй половине шарнира, показанного на Фиг.17.6; при этом первый сферический треугольник сформирован дугами большого круга между штифтом 29 и штифтом 19, и штифтом 19 и осью вала 1, и осью вала 1 и штифтом 29. Второй сферический треугольник сформирован дугами большого круга между соответствующими точками и элементами во второй половине шарнира.Fig. 17.1 is a copy of Fig. 16.2: two halves of a modified Hooke joint, well known and referred to in previous embodiments. Turning to FIG. 17.2: the method according to this sixteenth embodiment provides for two
Необходимо отметить, что описываемый здесь узел эффективно выполняет те же функции, что и узел согласно двенадцатому осуществлению, согласно которому вал с шатунной шейкой на обоих концах используется для выполнения той же задачи, которую выполняет кольцевой элемент 27 и штифты 29 и 30, описываемые здесь.It should be noted that the assembly described here effectively performs the same functions as the assembly according to the twelfth embodiment, according to which a shaft with a crank pin at both ends is used to perform the same task as the
Раскрываемый здесь узел обеспечивает возможность использования элемента, показанного на Фиг.17.8. Элемент, показанный на Фиг.17.8, представляет собой вал, соединяющийся с центром шарнира либо в качестве входного вала, либо в качестве выходного вала вместо одной из вилок. Для содействия работе описываемого здесь центрирующего механизма: элемент, согласно Фиг.17.8 имеет выполненную в нем дугообразную прорезь 36, чтобы кольцевые элементы 21 и 26 смогли проходить через нее; и в указанной дугообразной прорези обеспечен штифт 37, который выполняет ту же задачу, что и штифт 19 или 20, в зависимости от конкретного случая. Фиг.17.9 показывает рычажный механизм согласно одиннадцатому осуществлению. Очевидно, что раскрываемый здесь центрирующий механизм вместе с элементом, показанным на Фиг.17.8, применим, в частности, в качестве целесообразного центрирующего средства, показанного на Фиг.17.9. В этом осуществлении подшипники 22 и 23 позиционируются штифтами 38 и 39, соответственно.The assembly disclosed here provides the ability to use the element shown in FIG. The element shown in Fig. 17.8 is a shaft connected to the center of the hinge either as an input shaft or as an output shaft instead of one of the forks. To facilitate the operation of the centering mechanism described here: the element according to Fig. and in said arcuate slot, a
Данное осуществление представляет собой еще один пример центрирующего средства, которое формирует первый сферический треугольник в первой половине шарнира равных угловых скоростей, и также формирует идентичный сферический треугольник во второй половине шарнира равных угловых скоростей, чтобы обеспечивать или ограничивать элементы шарнира на гомокинетической плоскости шарнира, в то время как сферические треугольники непрерывно изменяются, но остаются идентичными друг другу во время работы шарнира.This embodiment is another example of a centering tool that forms a first spherical triangle in the first half of the joint of equal angular velocities, and also forms an identical spherical triangle in the second half of the joint of equal angular velocities, in order to provide or limit the elements of the joint on the homokinetic plane of the joint, while while spherical triangles continuously change, but remain identical to each other during operation of the hinge.
17. Семнадцатый вариант выполнения17. Seventeenth embodiment
Данный вариант, показанный на Фиг.18, представляет собой гибрид описываемых выше шарниров, раскрываемых на конкретном примере центрирующего механизма, раскрываемого в шестнадцатом осуществлении.This embodiment, shown in FIG. 18, is a hybrid of the hinges described above, disclosed in a specific example of the centering mechanism disclosed in the sixteenth embodiment.
Как видно из Фиг.18, Фиг.18.1 показывает вилку 1 с прикрепленным валом 2 и отверстиями 4 и 5 в вилке. Штифт 3 выступает из внутренней дуговой поверхности вилки 1. Ось А1 штифта 3 пересекает ось А2 отверстий 4 и ось А3 вала 2. Фиг.18.2 представляет собой круглый элемент 6, имеющий четыре расположенных с равным интервалом отверстия 7, 8, 9 и 10 на сторонах. Фиг.18.3 является еще одним круглым элементом 11, наружный диаметр которого меньше внутреннего диаметра круглого элемента 6. Круглый элемент 11 имеет четыре расположенных с равным интервалом отверстия 12, 13, 14 и 15 на сторонах.As can be seen from Fig. 18, Fig. 18.1 shows a
Фиг.18.4 и Фиг.18.5 показывают боковую проекцию и горизонтальную проекцию, соответственно вала 16, имеющего сквозное отверстие 17 и прикрепленный выступ 18. Два дуговых элемента 19 и 20 прикреплены к выступу 18, и один из них выполнен только для равновесия, а другой - для обеспечения опоры для штифта 21. Ось А5 штифта 21 пересекает оси А4 и А6, которые являются осями вала 16 и отверстия 17, соответственно.Fig. 18.4 and Fig. 18.5 show a side projection and a horizontal projection, respectively, of a
Фиг.18.6 показывает часть круглых элементов 22 и 23. Элемент 22 имеет штифт 24, который установлен в отверстии 25 и опирается на подшипник 26, в результате чего элемент 22 может вращаться на оси А7.Fig. 18.6 shows a part of the
Элемент 22 имеет штифты 27 и 28, отделенные равным интервалом от оси А7.The
Фиг.18.7 показывает дугообразный элемент с двумя отверстиями 30 и 31; причем присутствуют два таких элемента.Fig. 18.7 shows an arcuate element with two
Узел из различных составляющих деталей показан на Фиг.18.8, 18.9 и 18.10, которые показывают сечение горизонтальной проекции и боковой проекции и боковую проекцию, соответственно, собранного шарнира. Элемент 29 собран на штифтах 27 и 3, и при этом второй элемент 29 установлен на штифтах 28 и 21.An assembly of various constituent parts is shown in Figs. 18.8, 18.9 and 18.10, which show a cross section of a horizontal projection and a side projection and a side projection, respectively, of an assembled hinge. The
Фиг.18.11 показывает еще один вид шарнира в сборе, без нумерации компонентов.Fig. 18.11 shows another view of the hinge assembly, without numbering the components.
Фиг.18.12 показывает два сферических треугольника, сформированных указанным узлом. Первый сферический треугольник имеет стороны, сформированные дугами большого круга между элементами 3, 27 и 24; при этом второй сферический треугольник сформирован дугами большого круга между элементами 21, 28 и 24. Очевидно, что когда оси элементов 2 и 16 являются соосными, то оба указанных сферических треугольника являются прямоугольными сферическими треугольниками; и что во время действия шарнира всегда, когда оси А4 и А3 не соосны, указанные сферические треугольники непрерывно изменяются, но остаются идентичными друг другу, в результате чего соединительный штифт 60 между элементами 11, 6 и 23 ограничен непрерывным вращением на гомокинетической плоскости шарнира.Fig. 18.12 shows two spherical triangles formed by the indicated node. The first spherical triangle has sides formed by arcs of a large circle between
Как видно из Фиг.18.13: представлены сфера, сферические треугольники А, В, С и А, Е, D, которые сформированы с указанными взаимосвязями и с соответствующими элементами шарнира, указанными в скобках.As can be seen from Fig. 18.13: presents a sphere, spherical triangles A, B, C and A, E, D, which are formed with the indicated relationships and with the corresponding hinge elements indicated in brackets.
В качестве альтернативе элементам, раскрываемым и иллюстрируемым на Фиг.18.4 и Фиг.18.5: элемент 11 имеет ряд плоскостей и пазов, или шлиц, вырезанных во внутренней круглой поверхности; отверстия 12 и 13 не показаны. В этом осуществлении плечо жестко прикреплено к альтернативному элементу 11, чтобы позиционировать штифт 21 в том же относительном положении, которое указано выше.As an alternative to the elements disclosed and illustrated in Fig. 18.4 and Fig. 18.5: the
18. Восемнадцатый вариант выполнения18. The eighteenth embodiment
Согласно Фиг.19.1 этот вариант предусматривает удвоение центрирующего механизма равных сферических треугольников, раскрываемого в предыдущих осуществлениях, и который теперь становится ножничным механизмом, применяемым в муфте первого осуществления.According to Fig. 19.1, this option involves doubling the centering mechanism of equal spherical triangles disclosed in previous embodiments, and which now becomes the scissor mechanism used in the coupling of the first implementation.
19. Девятнадцатый вариант выполнения19. The nineteenth embodiment
Согласно Фиг.20, этот вариант имеет два вида - 1) шарнир или муфта равных угловых скоростей для двух валов, которые имеют фиксированное угловое осевое смещение, и 2) универсальный шарнир или муфта равных угловых скоростей для соединения двух валов, которые имеют изменяемое угловое осевое смещение. В обоих случаях продолженные оси двух валов пересекается в некоторой точке, и во втором случае оси могут также быть соосными.According to Fig. 20, this option has two types - 1) a joint or coupling of equal angular velocities for two shafts that have a fixed angular axial displacement, and 2) a universal joint or coupling of equal angular velocities for connecting two shafts that have a variable angular axial bias. In both cases, the extended axes of the two shafts intersect at some point, and in the second case, the axes can also be coaxial.
Как видно из Фиг.20.1, предложено средство жесткого позиционирования по меньшей мере трех штифтов или цапф, отделенных равным радиальным интервалом от центральной оси и равным углом друг от друга, в результате чего все продолженные оси указанных штифтов или цапф пересекаются в некоторой точке. Фиг.20.1 показывает одно предпочтительное осуществление этого элемента; и иллюстрируемое осуществление показывает низ частичного сферического вогнутого профиля и верх частичного сферического выпуклого профиля; элемент имеет три одинаковых по размеру плеча, радиально исходящих из центра элемента; и также обеспечены три отверстия - по одному на каждом плече для вхождения штифта в них.As can be seen from Fig. 20.1, a tool is proposed for rigidly positioning at least three pins or pins, separated by an equal radial interval from the central axis and an equal angle from each other, as a result of which all the extended axes of these pins or pins intersect at some point. Fig. 20.1 shows one preferred embodiment of this element; and the illustrated embodiment shows the bottom of a partial spherical concave profile and the top of a partial spherical convex profile; the element has three equally sized shoulders radially emanating from the center of the element; and also provided with three holes - one on each shoulder for the pin to fit into them.
В целях данного осуществления, относительно шарниров или муфт для валов с фиксированным угловым смещением: обеспечивают два элемента, показанных на Фиг.20.1, при этом вогнутая внутренняя поверхность первого такого элемента имеет радиус больший, чем выпуклая внешняя поверхность второго такого элемента; причем эта разница радиусов превышает радиальную толщину рычажного элемента, указанного на Фиг.20.2 и описываемого ниже. Фиг.20.2 показывает искривленный или частично сферический элемент, имеющий по существу параллельные стороны, и штифт, выступающий из обоих концов, в результате чего продолженные оси указанных штифтов пересекаются в некоторой точке, которая также пересекается радиусом, делящим пополам оси двух штифтов и перпендикулярным внутренней или вогнутой поверхности указанного элемента. Один штифт выступает из вогнутой стороны, второй - из выпуклой стороны. Радиус внешней, или выпуклой, поверхности меньше вогнутой стороны первого, или более крупного, элемента, указанного на Фиг.1; в то время как внутренняя или вогнутая поверхность имеет радиус, больший, чем выпуклая поверхность второго, или меньшего, варианта элемента, показанного на Фиг.20.1.For the purposes of this embodiment, with respect to hinges or couplings for shafts with a fixed angular displacement: provide the two elements shown in Fig. 20.1, while the concave inner surface of the first such element has a radius greater than the convex outer surface of the second such element; moreover, this difference in radii exceeds the radial thickness of the lever element indicated in Fig. 20.2 and described below. Fig. 20.2 shows a curved or partially spherical element having substantially parallel sides and a pin protruding from both ends, as a result of which the extended axes of these pins intersect at some point, which also intersects with a radius that bisects the axis of the two pins and is perpendicular to the inner or concave surface of the specified element. One pin protrudes from the concave side, the second from the convex side. The radius of the outer, or convex, surface is smaller than the concave side of the first, or larger, element indicated in FIG. 1; while the inner or concave surface has a radius larger than the convex surface of the second or smaller version of the element shown in Fig. 20.1.
В этом осуществлении, относительно муфт для валов с фиксированным угловым смещением, обеспечивают три варианта элемента, показанного на Фиг.20.1, причем каждый из них имеет одинаковые размеры, и каждый элемент имеет угловое расстояние между осями штифтов на обоих концах, равное фиксированному угловому смещению соединяемых им валов, но ни в одном из вариантов этот угол не может превышать угол меньшей дуги большого круга между любыми двумя отверстиями в элементах, показанных на Фиг.20.1, минус угол между осью штифта криволинейного элемента, показанного на Фиг.20.2, и его ближайшим прилегающим концом.In this embodiment, with respect to the couplings for shafts with a fixed angular displacement, three variants of the element shown in Fig. 20.1 are provided, each of them having the same dimensions, and each element having an angular distance between the axes of the pins at both ends equal to the fixed angular displacement of the joints them shafts, but in none of the options this angle can exceed the angle of a smaller arc of a large circle between any two holes in the elements shown in Fig. 20.1, minus the angle between the axis of the pin of the curved element, the one indicated in FIG. 20.2, and its nearest adjacent end.
Сборка упомянутых элементов осуществляется следующим образом.The assembly of these elements is as follows.
1. Штифт, выступающий из выпуклой стороны каждого из трех вариантов элемента, показанного на Фиг.2, установлен, с возможностью поворота, в отверстиях вогнутой стороны более крупного варианта элементов, показанных на Фиг.20.1.1. A pin protruding from the convex side of each of the three variants of the element shown in FIG. 2 is mounted, with the possibility of rotation, in the holes of the concave side of a larger version of the elements shown in FIG. 20.1.
2. Штифт, выступающий из вогнутой стороны элемента, показанного на Фиг.20.2, установлен, с возможностью поворота, в отверстиях выпуклой поверхности меньшего варианта элемента, показанного на Фиг.20.1.2. A pin protruding from the concave side of the element shown in Fig. 20.2, is mounted, with the possibility of rotation, in the holes of the convex surface of a smaller variant of the element shown in Fig. 20.1.
Упомянутые элементы и их сборка обеспечивают трехслойный узел, в котором каждый из трех вариантов элементов, показанных на Фиг.20.2, осуществляет соединение отверстия более крупного варианта элемента согласно Фиг.20.1 с отверстием в меньшем варианте согласно Фиг.20.1; и в котором продолженные оси каждой из штифтов, выступающих из каждого из трех вариантов элемента согласно Фиг.20.2, и продолженные оси каждого из отверстий в обоих варианта элемента согласно Фиг.20.1 пересекаются в некоторой точке. Помимо указанного узла дуга между осями штифтов каждого из трех вариантов элемента согласно Фиг.2 находится на дуге большого круга, центр которой находится на точке пересечения всех упомянутых выше осей, а именно: продолженные оси каждого из трех отверстий в более крупном варианте элемента согласно Фиг.20.1, и продолженные оси трех отверстий в меньшем варианте элемента согласно Фиг.20.1; и продолженные оси каждого из штифтов, выступающих из каждого из трех вариантов элемента согласно Фиг.20.2. Помимо этого, оси каждого из вариантов элемента согласно Фиг.20.1 также пересекаются в одной и той же точке.The said elements and their assembly provide a three-layer assembly in which each of the three element variants shown in FIG. 20.2 connects the holes of a larger version of the element according to FIG. 20.1 with the hole in the smaller embodiment according to FIG. 20.1; and in which the extended axes of each of the pins protruding from each of the three variations of the element of FIG. 20.2, and the extended axes of each of the holes in both variations of the element of FIG. 20.1 intersect at some point. In addition to the indicated node, the arc between the axes of the pins of each of the three variants of the element according to FIG. 2 is located on the arc of a large circle, the center of which is at the intersection of all the axes mentioned above, namely: the extended axes of each of the three holes in the larger version of the element according to FIG. 20.1, and the extended axes of the three holes in a smaller version of the element according to FIG. 20.1; and the extended axes of each of the pins protruding from each of the three element variants according to FIG. 20.2. In addition, the axes of each of the element variations according to FIG. 20.1 also intersect at the same point.
Фиг.20.3 схематически изображает боковую проекцию сечения указанного узла, без перспективы. Ссылаясь на Фиг.20.3: 1 - более крупный вариант элемента, показанного на Фиг.20.1; элементы 2 и 3 - первый и второй варианты элемента, показанного на Фиг.20.2; элемент 6 - меньший вариант элемента, показанного на Фиг.20.1; элементы 4, 5, 7 и 8 - штифты, выступающие из элементов 2 и 3, согласно вышеизложенному, и каждый из этих штифтов установлен в отверстии либо крупного, либо меньшего варианта элемента, показанного на Фиг.20.1. Оси А1, А3, А4 и А5 являются продолженными осями штифтов 7, 4, 8 и 5, соответственно; и оси А2 и А5 являются, соответственно, осями элементов 6 и 1.Fig. 20.3 schematically depicts a side projection of a section of the specified node, without perspective. Referring to Fig. 20.3: 1 is a larger version of the element shown in Fig. 20.1;
Описываемый выше узел обеспечивает рычажную систему равных угловых скоростей, в которой: если оси А2 и А5 имеют фиксированную взаимосвязь и элемент 1 вращается вокруг оси А5, то рычажные механизмы между элементами 1 и 6 каждого из трех вариантов элемента, показанных на Фиг.20.2, два из которых видны на Фиг.20.3, обусловят вращение элемента 6 вокруг оси А2 с угловой скоростью, одинаковой с угловой скоростью вращения элемента 1 вокруг оси А5; и наоборот - если элемент 6 вращается вокруг оси А2, то указанные рычажные механизмы обусловят вращение элемента 1 вокруг оси А5 с угловой скоростью, одинаковой со скоростью вращения элемента 6.The node described above provides a lever system of equal angular velocities, in which: if the axes A2 and A5 have a fixed relationship and
С помощью описываемого выше узла или рычажной системы возможно обеспечить муфту или шарнир равных угловых скоростей для двух валов, имеющих фиксированное угловое смещение. Описываемый выше узел схематически представлен на Фиг.20.4; при этом Фиг.20.5 представляет шарнир или муфту полностью.Using the assembly or linkage system described above, it is possible to provide a clutch or joint of equal angular velocities for two shafts having a fixed angular displacement. The node described above is schematically represented in FIG. 20.4; wherein Fig. 20.5 represents the hinge or sleeve in its entirety.
Как видно из Фиг.20.5, основание 12 представляет собой трехмерное основание, имеющее угол 15, через который необходимо передать мощность от первого вала 10 на второй вал 11. Вал 10 жестко прикреплен к основанию 12 с помощью подшипника и установочного средства 13, и вал 11 аналогично жестко прикреплен к основанию 12 с помощью подшипника и установочного средства 14. Для жесткого соединения вала 10 с узлом 9 используется любое целесообразное соединительное средство, в результате чего вал прикрепляется к элементу 6 и соосно с осью А2 - согласно Фиг.20.3; и аналогично любые целесообразные фиксирующие средства используется для жесткого соединения вала 10 с узлом 9, в результате чего он прикреплен к элементу 1 и соосен с осью А5 - согласно Фиг.20.3. Точка В является точкой пересечения всех упомянутых осей и также осей валов 10 и 11. Этот узел будет передавать мощность с равными угловыми скоростями от вала 10 на вал 11.As can be seen from Fig. 20.5, the
Для обеспечения универсального шарнира или муфты равных угловых скоростей, способных передавать мощность между валами, имеющими изменяемое угловое осевое смещение, обеспечивают, во-первых, узел, идентичный описываемому выше и показанному на Фиг.20.3, вместе с тремя последующими вариантами элементов, показанных на Фиг.20.2, и еще одним вариантом элемента, показанным на Фиг.20.1, где еще три варианта элемента согласно Фиг.20.2 и еще один вариант элемента согласно Фиг.20.1 имеют уменьшающийся радиус для формирования еще одного слоя, добавленного снизу, или более центрального относительно точки В согласно Фиг.20.3, для описываемого ранее узла; хотя элементы имеют меньшие физические размеры, но их угловой размер идентичен размерам соответствующих элементов в более высоких слоях, в результате чего все оси пересекаются в некоторой точке.To provide a universal joint or coupling of equal angular velocities capable of transmitting power between shafts having a variable angular axial displacement, provide, firstly, a node identical to that described above and shown in Fig. 20.3, together with the three subsequent element variants shown in .20.2, and another variant of the element shown in Fig. 20.1, where three more variants of the element according to Fig. 20.2 and another variant of the element according to Fig. 20.1 have a decreasing radius to form another layer, added lower Or more with respect to the central point B Fig.20.3 according to previously described assembly; although the elements have smaller physical dimensions, their angular size is identical to the dimensions of the corresponding elements in the higher layers, as a result of which all axes intersect at some point.
Фиг.20.6 показывает осуществление, выполненное с возможностью обеспечения узла, соответствующего для включения его в шарнир или муфту, и в котором валы имеют изменяемую угловую взаимосвязь друг с другом. Элемент 22 является третьим вариантом элемента согласно Фиг.20.1 и имеет тот же угловой размер, что и первые два варианта указанного элемента, а именно: элементы 1 и 6. Элементы 16 и 17 являются четвертым и пятым вариантами элемента согласно Фиг.20.2, и они имеют тот же угловой размер, что и первые три варианта. Необходимо отметить, что третий и шестой варианты элемента согласно Фиг.20.2 не видны и не показаны на Фиг.20.6. Вал 23 жестко соединен с центром вогнутой поверхности элемента 22, и вал 24 жестко соединен с выпуклой поверхностью элемента 1, в результате чего в положении узла согласно Фиг.20.6 валы 23 и 24 являются соосными друг с другом и также соосными с осями элементов 1 и 22. Все оси сходятся в точке В.FIG. 20.6 shows an embodiment configured to provide an assembly suitable for inclusion in a hinge or sleeve, and in which the shafts have a variable angular relationship with each other.
Чтобы данный описываемый узел функционировал как универсальный шарнир равных угловых скоростей, необходимо обеспечить крепление или соединение, которое предусматривает угловое перемещение осей валов 23 и 24 с одновременным ограничением осей валов 23 и 24, в результате чего всякий раз, когда оси указанных валов являются несоосными, они будут пересекаться в некоторой точке. Описываемый выше узел, показанный на Фиг.20.6, схематически представлен на Фиг.20.7, но сначала следует обратиться к Фиг.20.8, который представляет важные взаимосвязи между раскрываемыми здесь валами и узлом. Во время работы шарнира согласно данному осуществлению важно, что точка В, указанная на Фиг.20.6, всегда попадает на ось вала 23, и важно, что точка на оси вала 24 всегда попадает на сферическую плоскость, центр которой находится на точке В. Если узел согласно Фиг.20.6 будет выполнен с достаточной прочностью и допуском, то он будет обеспечивать нужные взаимосвязи, или альтернативно ограничивающие средства могут быть обеспечены для создания указанных взаимосвязей; и пример такого ограничивающего механизма показан на Фиг.20.9.In order for this described assembly to function as a universal joint of equal angular velocities, it is necessary to provide a fastener or connection that provides for the angular movement of the axes of the
Как видно из Фиг.9, вилка 25 имеет подшипник 26, в котором установлен вал 24, в результате чего вал 24 может вращаться в подшипнике 26. Подшипник 27 выполнен с возможностью вмещения в нем вала 23, в результате чего вал 23 может вращаться в подшипнике 27, но он жестко удерживается, и поэтому точка В, показанная как точка 10 на Фиг.20.6 и Фиг.20.8, будет всегда находится на пересечении осей А7 и А8. Ось А7 является осью для подшипника 27 в корпусе 28; и ось А8 в свою очередь является осью для корпуса 28.As can be seen from Fig. 9, the
Очевидно, что узел, описываемый здесь и показанный на Фиг.20.6 и ограниченный таким образом, что точка В согласно Фиг.20.6 является точкой оси всех упомянутых осей, обеспечивает универсальный шарнир равных угловых скоростей, в котором нет несущих нагрузку скользящих поверхностей, не являющихся поверхностями вращения; и в котором все действующие элементы передают крутящий момент с первого вала на второй вал, являющийся частью сферической конструкции и действующий в сферической системе.Obviously, the assembly described here and shown in FIG. 20.6 and bounded in such a way that point B according to FIG. 20.6 is the axis point of all the mentioned axes provides a universal joint of equal angular velocities, in which there are no load-bearing sliding surfaces that are not surfaces rotation and in which all the operating elements transmit torque from the first shaft to the second shaft, which is part of a spherical structure and acting in a spherical system.
Предлагается шарнир, имеющий характеристики, присущие раскрываемой конструкции, и шарнир, основанный на сферической геометрии, и шарнир, имеющий конструкцию, первоначально описываемую и иллюстрируемую на Фиг.20.3; и шарнир, имеющий конструкцию, описываемую и иллюстрируемую на Фиг.20.6; и предлагается установочное средство, описываемое на Фиг.20.5 и Фиг.20.9.A hinge having characteristics inherent in the disclosed structure, and a hinge based on spherical geometry, and a hinge having a structure originally described and illustrated in FIG. 20.3; and a hinge having a structure described and illustrated in FIG. 20.6; and proposed installation tool described in Fig.20.5 and Fig.20.9.
20. Двадцатый вариант выполнения20. Twentieth Embodiment
Как видно из Фиг.21, этот вариант предлагает два варианта узла, описываемого на Фиг.21.3, который представляет собой сферический четырехстержневой рычажный механизм с продолженными осями каждой из четырех осей А1, А2, А3 и А4 в рычажном механизме, проходящем к единой точке и где дуги между каждой из осей формируют дуги большого круга.As can be seen from Fig. 21, this option offers two variants of the assembly described in Fig. 21.3, which is a spherical four-rod linkage mechanism with the extended axes of each of the four axes A1, A2, A3 and A4 in the linkage mechanism passing to a single point and where the arcs between each of the axes form the arcs of a large circle.
Установочное средство обеспечено в центре двойной вилки 5, в результате чего два варианта узла, показанного на Фиг.21.3, удерживаются в двойной вилке 5 во взаимосвязи друг с другом - согласно Фиг.21.4. На Фиг.21.4 точки Р1 и Р2 представляют центр крестовинных элементов 1 и 2, соответственно; С1 и С2 являются большими кругами сфер, центр которых находится на точках Р1 и Р2, соответственно.Installation means is provided in the center of the
Штифт (не показан) проходит от валов 3 и 4 таким образом, что ось каждого штифта проходит в радиальном направлении от точки Р1 и Р2, соответственно, в собранном узле и формирует ось для оси А3 в каждом варианте, показанном на Фиг.21.3.A pin (not shown) extends from the
Очевидно, что в этом узле - если обеспечено средство, обусловливающее оба варианта узла согласно Фиг.21.3 - двигаться единообразно с действием шарнира, угол между валом 1 и двойной вилкой 5 будет оставаться тем же, что и угол между валом 4 и двойной вилкой 5; и будут выполняться необходимые условия для шарнира равных угловых скоростей двойного карданного типа.Obviously, in this assembly — if means are provided that condition both variants of the assembly of FIG. 21.3 — to move in the same manner as the hinge, the angle between the
Один из способов, который обеспечит единообразное движение двух вариантов узла согласно Фиг.21.3, заключается в жестком соединении первого варианта элемента 6 со вторым вариантом элемента 6, и в аналогичном жестком соединении двух вариантов элемента 7.One of the methods that will ensure uniform movement of the two variants of the assembly according to FIG. 21.3 consists in rigidly connecting the first variant of the
Один из способов жесткого соединения каждого варианта элемента 6 друг с другом заключается в обеспечении единого элемента согласно Фиг.21.5, где штифты 10 и 11 обеспечивают ось каждого из двух вариантов оси А2, и отверстие 12 является осью А1.One way to rigidly connect each variant of
Без дальнейшего пояснения очевидно следует, что два варианта элемента 7 можно выполнить в виде одиночного компонента согласно Фиг.21.5.Without further explanation, it obviously follows that two variants of the
21. Двадцать Первый вариант выполнения21. Twenty-First Embodiment
Со ссылкой на Фиг.22 приводится описание еще одного варианта ограничивающего механизма семнадцатого осуществления, согласно которому сферические треугольники, образуемые этим механизмом, идентичны друг другу в работе шарнира.With reference to FIG. 22, another embodiment of the limiting mechanism of the seventeenth embodiment is described, according to which the spherical triangles formed by this mechanism are identical to each other in the operation of the hinge.
Фиг.22.1 продолжает описание механизма, показанного на Фиг.18.12. Фиг.22.2 представляет собой описание механизма, раскрываемого в восемнадцатом осуществлении. Фиг.22.3 - перспективное изображение с пространственным разделением деталей шарнира равных угловых скоростей согласно описанию семнадцатого и восемнадцатого осуществлений. Фиг.22.4, 5 и 6 представляют изображение в сборе этого шарнира, при этом сферический узел, указанный под ссылочным обозначением 7 на Фиг.22.3, является сферической рычажной системой, по существу раскрываемой в восемнадцатом осуществлении.Fig. 22.1 continues the description of the mechanism shown in Fig. 18.12. Fig. 22.2 is a description of the mechanism disclosed in the eighteenth implementation. Fig. 22.3 is a perspective image with a spatial separation of the parts of the hinge of equal angular velocities according to the description of the seventeenth and eighteenth embodiments. FIGS. 22.4, 5 and 6 represent an assembled image of this hinge, wherein the spherical assembly indicated by
Как видно из Фиг.22.1, плечо или стержень 1 выполнено с возможностью свободного поворота вокруг оси А1, и плечо или стержень 2 выполнен с возможностью поворота вокруг оси А2, в результате чего углы 4 и 5, которые являются углами между стержнем 1 и стержнем 3, и между стержнем 2 и стержнем 3, соответственно, могут отличаться друг от друга. Данное решение обеспечивает средство, согласно которому углы 4 и 5 непрерывно по существу идентичны друг другу, в результате чего два сферических треугольника, образуемые этим механизмом, остаются идентичными друг другу.As can be seen from FIG. , and between the
Согласно данному осуществлению, обращаясь к Фиг.22.7, обеспечен механизм, раскрываемый на Фиг.1, который также содержит зубчатое колесо, установленное между звеном 1 и звеном 2. Звено 1 и звено 2 имеют зубцы для зацепления с зубчатым колесом 3. В этом механизме углы 4 и 5 всегда будут по существу идентичными друг другу, в результате чего сферические треугольники, сформированные механизмом, также остаются по существу идентичными друг другу.According to this embodiment, referring to FIG. 22.7, the mechanism disclosed in FIG. 1 is provided, which also comprises a gear mounted between
Поэтому согласно настоящему осуществлению описывается центрирующий механизм в соответствии с Фиг.22.7, и обеспечен шарнир равных угловых скоростей согласно Фиг.22.3, 4, 5 и 6; при этом центрирующий механизм 7 заменен механизмом, раскрываемым на Фиг.22.7.Therefore, according to the present embodiment, a centering mechanism in accordance with FIG. 22.7 is described, and a constant velocity joint according to FIGS. 22.3, 4, 5 and 6 is provided; while the centering
Резюме.Summary.
Краткое существо вариантов выполненияBrief Summary of Embodiments
Первое вариант выполненияThe first embodiment
Муфта равных угловых скоростей, в которой оси всех вращающихся элементов пересекаются на пересечении осей входного и выходного валов. Муфта имеет регулирующую вилку и регулирующий механизм и отличается тем, что регулирующая вилка определяет ось вращения, которая делит пополам дополнительный угол между осью входного вала и осью выходного вала муфты.A clutch of equal angular velocities, in which the axes of all rotating elements intersect at the intersection of the axes of the input and output shafts. The coupling has an adjusting fork and an adjusting mechanism and is characterized in that the adjusting fork defines an axis of rotation, which bisects the additional angle between the axis of the input shaft and the axis of the output shaft of the coupling.
Регулирующий механизм выполнен в виде двойного ножничного узла, в котором все рычажные механизмы имеют оси, радиальные по отношению к точке пересечения осей входного и выходного валов; при этом шарнирные центры регулирующих рычажных механизмов по существу находятся на вершинах равных сферических треугольников.The regulating mechanism is made in the form of a double scissor assembly, in which all the lever mechanisms have axes radial with respect to the intersection of the axes of the input and output shafts; however, the hinge centers of the control linkages are essentially at the vertices of equal spherical triangles.
Второй вариант выполненияSecond embodiment
Муфта равных угловых скоростей, в которой все элементы идентичны элементам первого осуществления, за тем исключением, что регулирующий механизм состоит из зубчатой передачи, в которой два рычажных звена с зубчатыми сегментами зацепляются с центральным зубчатым колесом; при этом указанный узел регулирует ось регулирующей вилки, чтобы она находилась на биссектрисе дополнительного угла между осями входного и выходного валов.A clutch of equal angular speeds, in which all elements are identical to the elements of the first implementation, with the exception that the control mechanism consists of a gear train in which two link links with gear segments mesh with the central gear; while this node controls the axis of the adjusting fork so that it is on the bisector of the additional angle between the axes of the input and output shafts.
Третий вариант выполненияThird Embodiment
Муфта равных угловых скоростей, в которой либо ножничный механизм первого осуществления, либо зубчатая передача второго осуществления регулируют ось регулирующей вилки, чтобы та находилась на биссектрисе дополнительного угла между осями входного и выходного валов; при этом внутренняя и наружная вилки изменены из полностью круглой формы в частично сегментную форму.An equal-angle clutch in which either the scissor mechanism of the first embodiment or the gear train of the second embodiment adjust the axis of the adjusting fork so that it is on the bisector of the additional angle between the axes of the input and output shafts; while the inner and outer forks are changed from a completely round shape to a partially segmented shape.
Четвертый вариант выполненияFourth Embodiment
Муфта равных угловых скоростей, в которой элементы вращения, на которые опираются концы входного и выходного валов, отделены соединительной трубой, и в которой на соединительную трубу опирается регулирующий механизм, в результате чего ось трубы ограничена ее нахождением на биссектрисе дополнительного угла между входным и выходным валами.An equal-angle coupling, in which the rotation elements, on which the ends of the input and output shafts rest, are separated by a connecting pipe, and in which the regulating mechanism rests on the connecting pipe, as a result of which the pipe axis is limited by its location on the bisector of the additional angle between the input and output shafts .
Пятый вариант выполненияFifth Embodiment
Муфта равных угловых скоростей, в которой угол между входным и выходным валами может изменяться время от времени регулирующим механизмом; при этом указанный регулирующий механизм также ограничивает ориентацию регулирующей вилки таким образом, что ее ось вращения находится на биссектрисе дополнительного угла между входным и выходным валами. Муфта включает в себя изменяемое гидравлическое устройство смещения в виде наклонного диска.A clutch of equal angular speeds, in which the angle between the input and output shafts can be changed from time to time by a regulating mechanism; however, the specified adjusting mechanism also limits the orientation of the adjusting fork so that its axis of rotation is on the bisector of the additional angle between the input and output shafts. The coupling includes a variable hydraulic displacement device in the form of an inclined disk.
Дополнительные варианты выполненияAdditional embodiments
Один из вариантов предлагает муфту равных угловых скоростей, выполненную в первом виде, согласно которому регулирующий механизм можно выполнить для определенного фиксированного угла между осями входного вала и выходного вала с помощью ограниченной сборки регулирующих элементов. Регулирующие элементы основаны на формах сферической геометрии.One of the options offers a clutch of equal angular speeds, made in the first form, according to which the control mechanism can be performed for a certain fixed angle between the axes of the input shaft and the output shaft using a limited assembly of control elements. Regulatory elements are based on forms of spherical geometry.
Во втором виде: расширенная сборка аналогичных регулирующих элементов выполнена с возможностью обеспечения регулирующего механизма для муфты равных угловых скоростей, в которой угол между входным и выходным валами является изменяемым.In the second form: an expanded assembly of similar regulating elements is made with the possibility of providing a regulating mechanism for a clutch of equal angular speeds, in which the angle between the input and output shafts is variable.
Согласно еще одному варианту обеспечена муфта равных угловых скоростей с регулирующим механизмом в виде, описываемом в первом предпочтительном осуществлении. Первоначальная форма (раскрываемая в PR5731) содержала одну половину ножничного механизма первого осуществления с модифицированной двойной ножничной системой согласно PR5992.According to yet another embodiment, an equal angular velocity clutch is provided with a control mechanism in the form described in the first preferred embodiment. The original form (disclosed in PR5731) contained one half of the scissor mechanism of the first implementation with a modified double scissor system according to PR5992.
Согласно еще одному варианту обеспечена муфта равных угловых скоростей, которая реализована посредством совокупности рычажных механизмов для ограничения соосности оси вращения регулирующей вилки таким образом, чтобы эта ось делила пополам дополнительный угол между осями входного и выходного валов муфты. Регулирующие рычажные механизмы выполнены в виде элементов, которые основываются на дугах сферических треугольников.According to another embodiment, a clutch of equal angular speeds is provided, which is implemented by a set of linkage mechanisms to limit the alignment of the axis of rotation of the adjusting fork so that this axis halves the additional angle between the axes of the input and output shafts of the clutch. Regulating lever mechanisms are made in the form of elements that are based on arcs of spherical triangles.
Согласно еще одному варианту раскрывают рычажный механизм, который представляет собой обладающую новизной реализацию принципов системы внутренней и наружной вилки или системы универсального шарнира типа, обычно используемого в двойных карданных шарнирах. Это осуществление имеет форму вилочного механизма, используемого в четырнадцатом осуществлении.According to another embodiment, a linkage mechanism is disclosed, which is a novelty of the principles of the internal and external fork system or the universal joint system of the type commonly used in double cardan joints. This implementation is in the form of a fork mechanism used in the fourteenth implementation.
Еще один вариант раскрывает центрирующий механизм для муфты равных угловых скоростей, содержащей систему зацепляющихся шестерен и рычагов для регулирования угловой взаимосвязи между двумя половинами муфты.Another embodiment discloses a centering mechanism for an equal-angle clutch comprising a system of engaging gears and levers for adjusting the angular relationship between the two halves of the clutch.
Обращаясь к первому варианту согласно Фиг.1-4, нужно отметить, что значительное число характеристик, упоминаемых во вступлении к описанию со ссылкой на Фиг.23, представлено в этом осуществлении, как то:Turning to the first embodiment according to FIGS. 1-4, it should be noted that a significant number of characteristics mentioned in the introduction to the description with reference to FIG. 23 are presented in this implementation, such as:
(а) Регулирующая вилка в совокупности с ножничным механизмом и формирующая регулирующий механизм для узла универсального шарнира, содержащего внутреннюю и наружную вилку, действует полностью симметрично вокруг биссектрисы 308 (обозначенной как С на Фиг.4) дополнительного угла;(a) The adjusting fork in conjunction with the scissor mechanism and forming the adjusting mechanism for the universal joint assembly containing the inner and outer fork acts completely symmetrically around the bisector 308 (designated as C in FIG. 4) of the additional angle;
(б) Все оси регулирующего механизма проходят через центр 307 муфты (также называемый «геометрическим центром»);(b) All axes of the control mechanism pass through the
(в) В ином отношении по существу неограниченный рычажный механизм между входным и выходным валами, обеспечиваемый механизмом универсального шарнира в виде внутренней вилки и наружной вилки, ограничен регулирующим механизмом в виде регулирующей вилки; в этом случае - таким образом, что ось YY (указанная на Фиг.1) находится на гомокинетической плоскости.(c) In another respect, the substantially unlimited linkage between the input and output shafts provided by the universal joint mechanism in the form of an inner fork and an outer fork is limited by a control mechanism in the form of an adjusting fork; in this case, in such a way that the YY axis (indicated in FIG. 1) is on a homokinetic plane.
Данное описание излагает только некоторые осуществления настоящего изобретения и модификации, очевидные специалистам в данной области техники, которые можно осуществить в пределах объема и концепции настоящего изобретения.This description sets forth only certain implementations of the present invention and modifications that are obvious to those skilled in the art that may be practiced within the scope and concept of the present invention.
Claims (71)
Applications Claiming Priority (17)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AUPR3946 | 2001-03-26 | ||
AUPR3946A AUPR394601A0 (en) | 2001-03-26 | 2001-03-26 | A constant velocity universal joint |
AUPR4452A AUPR445201A0 (en) | 2001-04-19 | 2001-04-19 | Centering means for constant velocity universal joint |
AUPR4452 | 2001-04-19 | ||
AUPR4620 | 2001-04-30 | ||
AUPR4767 | 2001-05-07 | ||
AUPR4767A AUPR476701A0 (en) | 2001-05-07 | 2001-05-07 | A couplign means and mechanism |
AUPR5078 | 2001-05-18 | ||
AUPR5731A AUPR573101A0 (en) | 2001-06-18 | 2001-06-18 | A further constant velocity universal joint |
AUPR5731 | 2001-06-18 | ||
AUPR5979 | 2001-06-29 | ||
AUPR5992 | 2001-06-29 | ||
AUPR5992A AUPR599201A0 (en) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | Improvements to a further constant velocity joint |
AUPR6075 | 2001-07-02 | ||
AUPR7569 | 2001-09-10 | ||
AUPR756901 | 2001-09-10 | ||
AUPR9690 | 2001-12-21 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003131326A RU2003131326A (en) | 2005-04-20 |
RU2292494C2 true RU2292494C2 (en) | 2007-01-27 |
Family
ID=35634453
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003131326/11A RU2292494C2 (en) | 2001-03-26 | 2002-03-26 | Clutch |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2292494C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2654239C1 (en) * | 2017-05-16 | 2018-05-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Pivot joint of equal angular velocities |
RU2802379C1 (en) * | 2023-05-07 | 2023-08-28 | Соломон Евгений Николаевич | Universal joint crosspiece with variable angle between the axes of the spikes (options) |
-
2002
- 2002-03-26 RU RU2003131326/11A patent/RU2292494C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2654239C1 (en) * | 2017-05-16 | 2018-05-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Pivot joint of equal angular velocities |
RU2802379C1 (en) * | 2023-05-07 | 2023-08-28 | Соломон Евгений Николаевич | Universal joint crosspiece with variable angle between the axes of the spikes (options) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003131326A (en) | 2005-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2442323C (en) | Constant velocity coupling and control system therefor | |
US3381497A (en) | Universal joint | |
US5954586A (en) | Constant velocity joint | |
EP1995481B1 (en) | Tripod type constant velocity joint | |
JP2010508476A (en) | Spherical universal coupling | |
US20030078107A1 (en) | Constant velocitu joint and mechanical transmission member for same | |
JP2670551B2 (en) | Constant velocity universal joint | |
US4352276A (en) | Constant velocity universal joint with improved centering device and boot seal | |
JPH0361049B2 (en) | ||
RU2292494C2 (en) | Clutch | |
WO2009015425A1 (en) | Improvements in constant velocity couplings | |
EP0361745A1 (en) | Universal joints | |
AU2008202059A1 (en) | Constant Velocity Coupling and Control Transfer System | |
GB2090374A (en) | Homokinetic transmission joint in particular for the driving wheel of a front drive vehicle | |
AU2002247887B2 (en) | Constant velocity coupling and control system therefor | |
JPH07217665A (en) | Universal coupling and universal tool including universal coupling | |
US4909775A (en) | Device for transferring rotary motion between two shafts | |
US5733197A (en) | Constant velocity ratio universal joints | |
US7037202B2 (en) | Rigid bent bar self-supporting CV joint | |
US7097565B2 (en) | Fixed-center articulating constant velocity joint | |
AU2002247887A1 (en) | Constant velocity coupling and control system therefor | |
RU2347120C1 (en) | Hinged-lever linkage | |
JP2002536601A (en) | Constant velocity universal joint | |
GB2052681A (en) | Double Universal Joint With Centering Means | |
JPH08145071A (en) | Tripod type constant velocity joint |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20080820 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200327 |