RU2323374C2

RU2323374C2 - Lever joint (versions)

Info

Publication number: RU2323374C2
Application number: RU2006105930/11A
Authority: RU
Inventors: Николай Евгеньевич Староверов (RU); Николай Евгеньевич Староверов
Original assignee: Николай Евгеньевич Староверов
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2008-04-27
Also published as: RU2006105930A

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to clutches providing rotation of shafts at angles relative to each other, particularly, to constant-velocity universal joints. Proposed joint consists of two flanges with levers with ball joint on end which connects levers of two flanges into pairs. Planes of rocking of at least two ball joints of each flanges pass through axis of its shaft and do not coincide. Lever joint is provided with stop of angular displacement of levers in direction to center up to angle greater than self braking angle of ball joint. Levers are spring-loaded in direction from center on angular section greater than angle of self-braking of ball joint. Axle of lever lies in diametral plane being common for two levers pointed to different sides. If number of axles exceeds one, levers of different axles are bent to different sides.

EFFECT: increased service life of joint.

6 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к муфтам, обеспечивающим вращение валов под углом друг к другу, и, в частности, к шарнирам равных угловых скоростей /далее - ШРУС/ и предназначено в основном для транспорта.The invention relates to couplings, providing rotation of the shafts at an angle to each other, and, in particular, to joints of equal angular speeds / hereinafter - SHRUS / and is intended mainly for transport.

Известен рычажный шарнир, состоящий из двух фланцев с одним или двумя расположенными в одной плоскости рычагами с шаровыми шарнирами на концах, которые соединяют попарно рычаги двух противоположных фланцев /См. И.И.Артоболевский "Механизмы в современной технике", том I, стр.424, механизм N 762/. В частности, с центральным шаровым шарниром, соединяющим два вала.Known lever hinge, consisting of two flanges with one or two levers located in the same plane with ball joints at the ends that connect the levers of two opposite flanges in pairs / See I.I. Artobolevsky "Mechanisms in modern technology", Volume I, p. 424, mechanism N 762 /. In particular, with a central ball joint connecting two shafts.

Если на каждом фланце рычагов два, но они лежат в одной диаметральной плоскости по отношению к валу, то валы имеют две степени свободы относительно друг друга, а точка пересечения осей валов может не совпасть с центром шарнира. Тогда условие равенства угловых скоростей будет нарушено. Такой шарнир может быть использован для передачи вращения с плавно регулируемой угловой неравномерностью.If there are two levers on each flange, but they lie in the same diametrical plane with respect to the shaft, then the shafts have two degrees of freedom relative to each other, and the point of intersection of the shaft axes may not coincide with the center of the hinge. Then the condition for the equality of angular velocities will be violated. Such a hinge can be used to transmit rotation with continuously adjustable angular unevenness.

Чтобы угловые скорости валов были равными, такой шарнир должен дополнительно иметь центральный шаровой шарнир, соединяющий ведомый и ведущий валы в центре шарнира. И они известны.In order for the angular speeds of the shafts to be equal, such a hinge must additionally have a central ball hinge connecting the driven and driving shafts in the center of the hinge. And they are famous.

Возможен другой вариант устранения излишней степени свободы: шарнир имеет две или более пары рычагов, плоскости качания шаровых шарниров которых лежат в разных диаметральных плоскостях. Пересечение четырех таких плоскостей /двух для каждого фланца/ дает точку, совпадающую с центром шарнира. У такого шарнира остается две степени свободы - он допускает угловое отклонение валов и допускает синхронное изменение продольного размера по оси каждого из валов, то есть удлинение - укорочение шарнира. Такой шарнир хорошо применим в качестве "внутреннего" /ближе к центру автомобиля/ ШРУС на транспорте.Another option is possible to eliminate the excessive degree of freedom: the hinge has two or more pairs of levers, the swing planes of the ball joints of which lie in different diametric planes. The intersection of four such planes / two for each flange / gives a point that coincides with the center of the hinge. Such a hinge has two degrees of freedom - it allows angular deflection of the shafts and allows a synchronous change in the longitudinal dimension along the axis of each of the shafts, that is, elongation - shortening of the hinge. Such a hinge is well applicable as an "internal" / closer to the center of the car / CV joint in transport.

Шарнир с центральным шаровым шарниром имеет одну степень свободы /угловую/ и может быть применен в качестве "наружного" /ближе к колесу/ ШРУС на транспорте.The hinge with a central ball joint has one degree of freedom / angular / and can be used as an “external” / closer to the wheel / CV joint in transport.

Для обеспечения возможно большего угла отклонения шарнира ведомый и ведущий фланцы могут взаимно иметь впадины или вырезы напротив узлов крепления рычагов противоположного фланца /см. фиг.3/. В этом случае при отклонении шарнира рычаги могут даже заходить друг за друга /см. фиг.1 - вид сбоку/.To ensure the greatest possible angle of deviation of the hinge, the driven and driving flanges can mutually have depressions or cutouts opposite the fastening points of the levers of the opposite flange / cm. figure 3 /. In this case, when the joint is deflected, the levers can even go behind each other / cm. figure 1 is a side view /.

Интересен с конструктивной точки зрения вариант, когда ось рычага проходит через ось вала, то есть лежит в диаметральной плоскости.From a structural point of view, an interesting option is when the axis of the lever passes through the axis of the shaft, that is, lies in the diametrical plane.

В этом случае на одной оси могут быть закреплены два рычага, направленных в разные стороны. Фланец при этом вырождается в две радиальные цапфы, на каждой из которых могут быть закреплены по две втулки шарниров двуплечего рычага, в частности неравноплечего. Условно назовем такой вариант шарнира "цапфовым".In this case, two levers directed in different directions can be fixed on one axis. At the same time, the flange degenerates into two radial trunnions, on each of which two bushes of the hinges of the two shoulders of the lever, in particular non-equal shoulders, can be fixed. Conventionally, we call this version of the hinge "trunnion".

Возможен вариант, когда цапфовых осей две. Фланец в этом случае будет представлять собой крестовину /наподобие карданной/. Такой шарнир будет иметь две степени свободы, а с центральным шаровым шарниром - одну. Цапфовый шарнир с двумя осями предположительно будет иметь наименьшие габариты. В таком шарнире плечи рычагов конкурируют за межфланцевое пространство между собой и с центральным шаровым шарниром, если он есть. Чтобы рычаги не мешали друг другу и центральному шаровому шарниру возможны комбинации двуплечих и одноплечих рычагов, а плечи конкурирующих рычагов могут быть изогнуты в разные стороны.A variant is possible when there are two axle axles. The flange in this case will be a cross / like a universal joint /. Such a joint will have two degrees of freedom, and with a central ball joint, one. The axle joint with two axles is expected to have the smallest dimensions. In such a joint, the arms of the levers compete for the interflange space between themselves and with the central ball joint, if any. So that the levers do not interfere with each other and the central ball joint, combinations of two-arm and one-arm levers are possible, and the shoulders of competing levers can be bent in different directions.

Втулки двух рычагов могут быть размещены на цапфе рядом, а могут, с целью повышения площади рабочей поверхности одна в другой. То есть цилиндрический шарнир может быть коаксиальным /двойным/, а сферический шарнир может быть концентрическим /двойным/.The bushings of the two levers can be placed side by side on the trunnion, or they can, in order to increase the working surface area, one in the other. That is, the cylindrical hinge can be coaxial / double /, and the spherical hinge can be concentric / double /.

Если во время работы пара рычагов выпрямится в одну линию, то может возникнуть самоторможение их в этом положении неустойчивого равновесия, особенно у шарниров с двумя степенями свободы /продольно подвижными/.If during operation a pair of levers straightens in one line, then self-braking can occur in this position of unstable equilibrium, especially for hinges with two degrees of freedom / longitudinally movable /.

Это можно предотвратить или своевременным соударением краев фланцев /в шарнире с одной степенью свободы/, или ограничением перемещения рычагов в направлении к центру на угол, больший угла самоторможения шарового шарнира, или подпружиниванием рычагов в направлении от центра, причем можно не во всем диапазоне рабочего хода, а только на угловом отрезке, большем угла самоторможения шарового шарнира. В цапфовом шарнире самоторможение маловероятно, а в цапфовом с центральным шаровым шарниром - невозможно.This can be prevented either by timely collision of the edges of the flanges / in the hinge with one degree of freedom /, or by limiting the movement of the levers towards the center by an angle greater than the self-braking angle of the ball hinge, or by springing the levers in the direction from the center, and this is not possible over the entire range of the stroke , but only on an angle segment larger than the self-braking angle of the ball joint. Self-braking is unlikely in a trunnion joint, but not possible in a trunnion joint with a central ball joint.

На фиг.1 изображен шарнир с одной парой рычагов,Figure 1 shows a hinge with one pair of levers,

где: 1 - валы, 2 - фланцы, 3 - рычаги, 4 - шаровые шарниры пары рычагов.where: 1 - shafts, 2 - flanges, 3 - levers, 4 - ball joints of a pair of levers.

На фиг.2 изображен цапфовый вариант шарнира с одной парой рычагов, где 8 - цапфы.Figure 2 shows a trunnion version of the hinge with one pair of levers, where 8 are trunnions.

На фиг.3 изображен пример конкретного выполнения с тремя парами двуплечих неравноплечих рычагов 3, фланцы 2 которого имеют вырезы 7 под узлы крепления рычагов противоположного фланца.Figure 3 shows an example of a specific implementation with three pairs of two-arm unequal arms 3, the flanges 2 of which have cutouts 7 under the attachment points of the levers of the opposite flange.

Работает шарнир так: вращение с вала 1 передается на фланец 2, который ведет рычаг 3, который, в свою очередь, через шаровой шарнир 4 ведет такой же рычаг 3 противоположного фланца и таким образом вращает его. Если соблюдена зеркальная симметрия, например, с помощью центрального шарнира или с помощью других рычажных пар, расположенных в несовпадающих диаметральных плоскостях, то вращение будет передаваться с равной угловой скоростью.The hinge works as follows: rotation from the shaft 1 is transmitted to the flange 2, which leads the lever 3, which, in turn, through the ball hinge 4 leads the same lever 3 of the opposite flange and thus rotates it. If mirror symmetry is observed, for example, with the help of a central hinge or with the help of other lever pairs located in diverging diametrical planes, then the rotation will be transmitted with equal angular velocity.

Применение шарнира увеличит долговечность ШРУС на транспорте.The use of the hinge will increase the durability of the CV joint in transport.

Claims

1. A lever hinge, consisting of two flanges with levers with a ball hinge at the end, connecting the levers of two flanges in pairs, characterized in that the swing planes of at least two ball joints of each of the flanges pass through the axis of its shaft and do not match.

2. The hinge according to claim 1, characterized in that it has a limiter for the angular movement of the levers towards the center to an angle greater than the self-braking angle of the ball joint.

3. The hinge according to claim 1, characterized in that the levers are spring-loaded in the direction from the center on an angle segment larger than the self-braking angle of the ball joint.

4. A lever hinge, consisting of two flanges with levers with a ball joint at the end, connecting in pairs the levers of two flanges, characterized in that the axis of the lever lies in the diametrical plane and is common for two levers directed in different directions, and if the number of axles is more than one, then the levers of different axes are bent in different directions.

5. The hinge according to claim 4, characterized in that it has a limiter for the angular movement of the levers towards the center to an angle greater than the angle of self-braking of the ball joint.

6. The hinge according to claim 4, characterized in that the levers are spring-loaded in the direction from the center on an angle segment larger than the self-braking angle of the ball joint.