RU2499918C1 - Cardan mechanism - Google Patents

Cardan mechanism Download PDF

Info

Publication number
RU2499918C1
RU2499918C1 RU2012130507/11A RU2012130507A RU2499918C1 RU 2499918 C1 RU2499918 C1 RU 2499918C1 RU 2012130507/11 A RU2012130507/11 A RU 2012130507/11A RU 2012130507 A RU2012130507 A RU 2012130507A RU 2499918 C1 RU2499918 C1 RU 2499918C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coupling
cardan
forks
sprocket
fork
Prior art date
Application number
RU2012130507/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Викторович Заутренников
Евгения Романовна Кожанова
Ирина Михайловна Ткаченко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.)
Priority to RU2012130507/11A priority Critical patent/RU2499918C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2499918C1 publication Critical patent/RU2499918C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/26Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected
    • F16D3/44Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected the intermediate member being connected to the coupling parts by ridges, pins, balls, or the like guided in grooves or between cogs
    • F16D3/46Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected the intermediate member being connected to the coupling parts by ridges, pins, balls, or the like guided in grooves or between cogs each coupling part embracing grooves or ridges on the intermediate member

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: cardan mechanism includes a stiff coupling attaching the forks. The coupling is made in the form of a coupling-sprocket, and forks are connected to the coupling along annular slots through lead-in planes perpendicular to each other.
EFFECT: simplifying both the cardan mechanism structure and its assembly/disassembly process.
6 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и автомобилестроения и может быть использовано для соединения валов, передающих крутящий момент под различными, возможно, меняющимися углами.The invention relates to the field of mechanical engineering and automotive industry and can be used to connect shafts that transmit torque at various, possibly varying angles.

Известно устройство шарнирная муфта [ГОСТ 5147-97], которая нашла широкое применение в различных машинах: летательных аппаратах, приборах, станках, автомобилях, с/х машинах и др., когда по условиям работы необходимо изменение взаимного расположения валов, передающих вращение. Шарнирная муфта состоит из двух одинаковых полумуфт и в виде ступицы с вилкой (вилки полумуфт повернуты на 90°) и крестовины, соединяющей полумуфты. Крестовина соединена с вилками полумуфт шарнирами.A device is known as an articulated coupling [GOST 5147-97], which has found wide application in various machines: aircraft, instruments, machine tools, automobiles, agricultural machines, etc., when, under operating conditions, the relative position of the shafts transmitting rotation is necessary. The hinged coupling consists of two identical half-couplings and in the form of a hub with a fork (the half-couplings forks are turned 90 °) and a cross connecting the half-couplings. The crosspiece is connected to the forks of the coupling halves by hinges.

Однако, недостатками шарнирной муфты являются сложность конструкции и процесса сборки-разборки, а также неравномерность скорости вращения ведомого вала при постоянной скорости ведущего.However, the drawbacks of the articulated clutch are the complexity of the design and the assembly-disassembly process, as well as the unevenness of the rotation speed of the driven shaft at a constant drive speed.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является шарнир Гука - механизм, соединяющий с помощью жесткой муфты - крестовины, вилки являющиеся концами связывающихся валов. Кинематика карданного механизма аналогична кинематике шарнира Гука, как простого жесткого карданного шарнира, входящего семейство карданных механизмов [Тарасов В.К. Курс теоретической механики для математиков. - ТулГУ, 2008. - С.264-266].Closest to the proposed invention is the Hooke joint - a mechanism connecting with a rigid coupling - crosses, forks that are the ends of the connecting shafts. The kinematics of the cardan mechanism is similar to the kinematics of the Hook joint, as a simple rigid cardan joint, a member of the family of cardan mechanisms [Tarasov V.K. The course of theoretical mechanics for mathematicians. - TulSU, 2008. - S.264-266].

Недостатками данного устройства являются сложность конструкции, а также процесса сборки-разборки.The disadvantages of this device are the complexity of the design, as well as the assembly-disassembly process.

Задача настоящего изобретения заключается в упрощение, как конструкции карданного механизма (карданово соединение, шарнир Гука, карданный шарнир, шарнирная муфта, кардан), так и процесса его сборки-разборки.The objective of the present invention is to simplify both the design of the cardan mechanism (cardan joint, Hooke joint, cardan joint, articulated coupling, cardan) and its assembly-disassembly process.

Поставленная задача достигается тем, что муфта выполнена в виде муфты-звездочки, а вилки соединены с муфтой по кольцевым пазам через заходные плоскости перпендикулярно друг другу. В устройстве новый способ зацепления деталей карданного механизма (карданово соединение, шарнир Гука, карданный шарнир, шарнирная муфта, кардан), упрощена его конструкция (две вилки и муфта-звездочка), уменьшены габариты, сокращено время сборки-разборки и исключены крепежные детали.The problem is achieved in that the coupling is made in the form of a sprocket coupling, and the forks are connected to the coupling in annular grooves through the lead-in planes perpendicular to each other. The device has a new way of engaging parts of the cardan mechanism (cardan joint, Hooke joint, cardan joint, articulated clutch, cardan), its design is simplified (two forks and sprocket coupling), dimensions are reduced, assembly-disassembly time is reduced, and fasteners are eliminated.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами: на Фиг.1 представлен простейший карданный механизм в общем виде, на Фиг.2 представлена муфта-звездочка с двумя кольцевыми пазами, на Фиг.3 представлено зацепление вилки с муфтой-звездочкой до поворота в кольцевом пазу, на Фиг.4 представлена конструкция после поворота вилки в кольцевом пазу муфты-звездочки, на Фиг.5 представлено заведение второй вилки по свободному кольцевому пазу муфты-звездочки через заходные плоскости, на Фиг.6 представлена собранная конструкция,The invention is illustrated by drawings: in Fig. 1, the simplest universal joint mechanism is shown in general form; in Fig. 2, an asterisk coupling with two ring grooves is shown; Fig. 3 is an engagement of a fork with an asterisk coupling before turning in an annular groove; 4 shows the structure after turning the fork in the annular groove of the sprocket coupling, FIG. 5 shows the installation of the second fork in the free ring groove of the sprocket coupling through the reference planes, FIG. 6 shows the assembled structure,

где:Where:

1 - муфта-звездочка1 - sprocket coupling

2 - вилка2 - fork

3 - кольцевой паз3 - ring groove

4 - оси пересечения кольцевых пазов4 - axis of intersection of the annular grooves

5 - заходные плоскости5 - reference plane

6 - расстояние вилки равное расстоянию между заходными плоскостями муфты-звездочки6 - fork distance equal to the distance between the reference planes of the sprocket coupling

Устройство карданный механизм содержит муфту-звездочку 1 и две вилки 2 [фиг.1]. На фиг.2 показана муфта-звездочка 1 с двумя кольцевыми пазами 3, оси которых 4 пересекаются под углом 90°. Две параллельные заходные плоскости 5, расположены в пересечениях кольцевых пазов 3 и симметричны друг другу относительно плоскости построенной через пересекающиеся оси 4 кольцевых пазов 3. На фиг.3. расстояние 6 вилки 2 равно расстоянию между заходными плоскостями 5 муфты-звездочки 1. Диаметры кольцевых пазов 3 и цилиндрического отверстия вилки 2 равны, но больше расстояния 6. Для зацепления вилки 2 со муфтой-звездочкой 1 необходимо взаимно правильно расположить эти детали. Соединить детали можно лишь при указанном на фиг.3 положении и через две заходные плоскости 5 муфты-звездочки 1 завести по кольцевому пазу 3 детали одну в другую. На фиг.4 показана конструкция после поворота вилки 2 в кольцевом пазу 3 муфты-звездочки 1 на 90°, при этом пропадает возможность расцепления уже соединенных деталей, но появляется возможность заведения второй вилки 2 в муфту-звездочку 1. На фиг.5 показано заведение второй вилки 2 по свободному кольцевому пазу 3 муфты-звездочки 1 через заходные плоскости 5. А так как карданный шарнир не может работать при угле между осями валов равном 90°, то его нужно значительно уменьшить путем вращения вилки 2 по кольцевому пазу 3 муфты-звездочки 1. При этом у деталей автоматически пропадает возможность расцепления. Механизм собран на фиг.6.The cardan mechanism comprises a sprocket coupling 1 and two forks 2 [Fig. 1]. Figure 2 shows the sprocket coupling 1 with two annular grooves 3, the axes of which 4 intersect at an angle of 90 °. Two parallel reference planes 5, are located at the intersections of the annular grooves 3 and are symmetrical to each other relative to the plane built through the intersecting axis 4 of the annular grooves 3. In Fig.3. the distance 6 of the yoke 2 is equal to the distance between the reference planes 5 of the sprocket coupling 1. The diameters of the annular grooves 3 and the cylindrical hole of the yoke 2 are equal, but greater than the distance 6. To engage the yoke 2 with the sprocket coupling 1, these parts must be mutually correctly positioned. The parts can only be connected at the position indicated in Fig. 3 and, through two reference planes 5 of the sprocket coupling 1, insert the parts one into the other along the annular groove 3. Figure 4 shows the design after turning the plug 2 in the annular groove 3 of the sprocket coupling 1 by 90 °, while the possibility of disengaging the already connected parts disappears, but it becomes possible to insert the second fork 2 into the sprocket coupling 1. Figure 5 shows the institution the second fork 2 along the free annular groove 3 of the sprocket coupling 1 through the reference planes 5. And since the cardan joint cannot work at an angle between the axes of the shafts equal to 90 °, it must be significantly reduced by rotating the fork 2 along the annular groove of the 3 coupling sprockets 1. Moreover, the item th automatically lost the opportunity to disengage. The mechanism is assembled in Fig.6.

Устройство карданный механизм для соединения валов, передающих крутящий момент под различными, возможно, меняющимися углами работает следующим образом. При передаче вращения между основными валами передаточное число, получается непостоянным: за время одного оборота оно меняется от cos α до 1/cos α, где α - угол между осями валов. При α=90° передача невозможна; при α близком к 90° неравномерность вращения весьма значительна, поэтому карданный механизм в чистом виде может применяется лишь при небольших углах между основными валами.The device is a cardan mechanism for connecting shafts transmitting torque at various, possibly changing angles, works as follows. When transmitting rotation between the main shafts, the gear ratio turns out to be unstable: during one revolution it varies from cos α to 1 / cos α, where α is the angle between the shaft axes. At α = 90 °, transmission is not possible; at α close to 90 °, the non-uniformity of rotation is very significant, therefore, the cardan mechanism in its pure form can be used only at small angles between the main shafts.

Достоинствами изобретения являются его компактность, простота изготовления, отсутствие крепежных деталей и специального инструмента для сборки-разборки, которые обеспечиваются новым способом зацепления деталей данного карданного механизма.The advantages of the invention are its compactness, ease of manufacture, lack of fasteners and special tools for assembly-disassembly, which are provided by a new way of engaging parts of this gimbal mechanism.

Claims (1)

Карданный механизм, содержащий жесткую муфту, соединяющую вилки, отличающийся тем, что муфта выполнена в виде муфты-звездочки, а вилки соединены с муфтой по кольцевым пазам через заходные плоскости перпендикулярно друг другу. A cardan mechanism containing a rigid coupling connecting the forks, characterized in that the coupling is made in the form of a sprocket coupling, and the forks are connected to the coupling in annular grooves through the lead-in planes perpendicular to each other.
RU2012130507/11A 2012-07-17 2012-07-17 Cardan mechanism RU2499918C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012130507/11A RU2499918C1 (en) 2012-07-17 2012-07-17 Cardan mechanism

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012130507/11A RU2499918C1 (en) 2012-07-17 2012-07-17 Cardan mechanism

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2499918C1 true RU2499918C1 (en) 2013-11-27

Family

ID=49710556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012130507/11A RU2499918C1 (en) 2012-07-17 2012-07-17 Cardan mechanism

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2499918C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107407340A (en) * 2016-01-08 2017-11-28 Ccty美国轴承有限公司 Universal joint with central member
RU2733031C2 (en) * 2016-03-24 2020-09-28 Гудрич Эктьюэйшен Системз Лимитед Universal hinge
CN113187911A (en) * 2020-01-29 2021-07-30 Vat控股公司 Connecting device for connecting a valve stem of a vacuum valve to a closure
RU2808854C1 (en) * 2022-10-06 2023-12-05 Александр Алексеевич Семенов Universal joint

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB589513A (en) * 1945-03-23 1947-06-23 Claud William Harris Improvements in universal joints
GB946937A (en) * 1960-10-18 1964-01-15 J S & F Folkard Ltd Improvements in universal couplings
RU2124151C1 (en) * 1993-08-17 1998-12-27 Светухин Виктор Михайлович Universal joint
RU42869U1 (en) * 2004-08-16 2004-12-20 Свиязов Олег Юрьевич CONSTANT-VELOCITY JOINT
RU106316U1 (en) * 2011-02-08 2011-07-10 Руслан Жамалайлович Эльбиев SPHERICAL HINGE OF EQUAL ANGULAR SPEEDS

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB589513A (en) * 1945-03-23 1947-06-23 Claud William Harris Improvements in universal joints
GB946937A (en) * 1960-10-18 1964-01-15 J S & F Folkard Ltd Improvements in universal couplings
RU2124151C1 (en) * 1993-08-17 1998-12-27 Светухин Виктор Михайлович Universal joint
RU42869U1 (en) * 2004-08-16 2004-12-20 Свиязов Олег Юрьевич CONSTANT-VELOCITY JOINT
RU106316U1 (en) * 2011-02-08 2011-07-10 Руслан Жамалайлович Эльбиев SPHERICAL HINGE OF EQUAL ANGULAR SPEEDS

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107407340A (en) * 2016-01-08 2017-11-28 Ccty美国轴承有限公司 Universal joint with central member
EP3400391A4 (en) * 2016-01-08 2019-09-04 CCTY USA Bearing Co. Universal joint with central element
US10443661B2 (en) 2016-01-08 2019-10-15 CCYT USA Bearing Co. Universal joint with central element
RU2733031C2 (en) * 2016-03-24 2020-09-28 Гудрич Эктьюэйшен Системз Лимитед Universal hinge
CN113187911A (en) * 2020-01-29 2021-07-30 Vat控股公司 Connecting device for connecting a valve stem of a vacuum valve to a closure
RU2808854C1 (en) * 2022-10-06 2023-12-05 Александр Алексеевич Семенов Universal joint

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9370866B2 (en) Wrist unit of industrial robot
US8864590B2 (en) Propeller shaft and constant velocity universal joint used therein
RU2499918C1 (en) Cardan mechanism
CN107208747B (en) Planetary gear mechanism
SU1403994A3 (en) Differential mechanism for driving pair of axially-located output shafts from input shaft
CN205745002U (en) Anti-reverse shaft coupling
KR101302297B1 (en) Jig for measuring backlash of constant velocity joint
US9964181B2 (en) Vehicle gear-type speed changer and motorcycle speed reducer
KR101444425B1 (en) Clutch structure
US10295038B2 (en) Push-type transmission mechanism
KR101368135B1 (en) Ball type joint for vehicle
US10760649B2 (en) Speed reducer
US9506551B1 (en) Clutch and gear synchronizer module
KR20160080769A (en) Tripod type constant velocity joint
JP5901950B2 (en) Spline fitting structure
CN204819407U (en) Electric tool
RU2557682C2 (en) HINGE JOINT OF EQUAL ANGULAR SPEEDS WITH FLAT ANGULAR DISPLACEMENT OF AXES 360º
US2457210A (en) Clutch
RU2431065C1 (en) Joint of equal angular velocities
KR890005408A (en) Universal Coupling
US9759320B2 (en) Compact clutch
JP6227987B2 (en) Jig for assembling driving device for vehicle and method for assembling driving device for vehicle using this jig
KR101444422B1 (en) Clutch structure
EP3786472B1 (en) Cardan joint connected to a drive shaft
CN201162785Y (en) High-efficiency large-swinging angle large-slippage constant speed transmission shaft assembly

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180718