RU2710849C1

RU2710849C1 - Shaft engaging assembly for synchronous transmission of rotation force between shafts

Info

Publication number: RU2710849C1
Application number: RU2018147565A
Authority: RU
Inventors: Андрей Валентинович Гришаев
Original assignee: Андрей Валентинович Гришаев
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2020-01-14

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: invention relates to machine building, particularly, to machine drives. Shaft engaging assembly for synchronous transmission of rotation force between shafts comprises drive and driven shafts, cams and blades. Axes of shafts are located in one plane and have at least one point of intersection. Each cam is connected to the corresponding shaft and contains at least one axis. Axes of cams are located perpendicular to axis of corresponding shaft and symmetrically from bisector plane between axes of shafts. At least one blade is installed on the axle of each cam with possibility of rolling. Blades of different knuckles make engagement with each other.EFFECT: enabling increase in turning angle.4 cl, 8 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в приводах машин для передачи вращающих моментов в условиях, когда оси соединяемых валов расположены с угловым смещением и пересекаются, а угловые скорости ведущего и ведомого вала совпадают.The claimed invention relates to mechanical engineering and can be used in machine drives for transmitting torques in conditions when the axes of the connected shafts are angularly displaced and intersect, and the angular speeds of the drive and driven shafts coincide.

Известен сдвоенный шарнир [патент РФ на изобретение №2303719, опубл. 27.07.2007 г.], содержащего ведущий и ведомый валы с установленными на краях вилками, с параллельными осями, в виде отверстий, предназначенных для возможности качания с вращением промежуточных элементов, передающих усилие вращения от ведущего к ведомому валу.Known double hinge [RF patent for the invention No. 2303719, publ. July 27, 2007], containing drive and driven shafts with forks mounted on the edges, with parallel axes, in the form of holes designed to swing with rotation of the intermediate elements transmitting the rotation force from the drive to the driven shaft.

Его существенным недостатком является ограничение по допустимой несинхронности угловых скоростей валов, происходящих из-за возможности передачи усилия вращения промежуточными элементами только по траектории эллипсов, которые даже при перекрестном расположении сохраняют несинхронность вращения валов, расположенных под углом. Допустимая несинхронность у прототипа находится в пределах угла наклона валов до 20 градусов, что подтверждено практикой. Предельный угол поворота достигает 60 градусов. Другими словами, при максимальном угле наклона взаимодействие крестовины и валов приводит к их деформации.Its significant drawback is the limitation on the permissible nonsynchronism of the angular speeds of the shafts, which occurs due to the possibility of transmitting the rotational force by the intermediate elements only along the path of ellipses, which, even in the case of a cross arrangement, maintain the nonsynchronous rotation of the shafts located at an angle. The permissible non-synchronism of the prototype is within the angle of inclination of the shafts to 20 degrees, which is confirmed by practice. The maximum angle of rotation reaches 60 degrees. In other words, at the maximum angle of inclination, the interaction of the cross and the shafts leads to their deformation.

Известен также шарнир равных угловых скоростей [патент РФ на изобретение №2289733, опубл. 20.12.2006 г.], который содержит две полумуфты, форма которых допускает взаимодействие с соединяемыми валами, и промежуточные тела качения. Первая полумуфта выполнена с внешней и внутренней сферическими соосными поверхностями, а вторая выполнена с внешней сферической поверхностью, причем все имеют общий центр. Обе полумуфты имеют пазы с коническими рабочими поверхностями в меридиональных плоскостях, в которых размещены ролики в форме усеченных конусов, установленные на оси, проходящей через овальное отверстие траверсы, имеющей два поводка со сферическими головками, размещенные в соответствующих отверстиях обеих полумуфт. Образующие всех рабочих конических поверхностей контактирующих деталей шарнира равных угловых скоростей сходятся в общем центре сферических поверхностей полумуфт.Also known is the hinge of equal angular velocities [RF patent for the invention No. 2289733, publ. December 20, 2006], which contains two coupling halves, the shape of which allows interaction with the connected shafts, and intermediate rolling bodies. The first coupling half is made with external and internal spherical coaxial surfaces, and the second is made with an external spherical surface, and all have a common center. Both coupling halves have grooves with conical working surfaces in the meridional planes, in which truncated cone-shaped rollers are placed, mounted on an axis passing through the oval hole of the beam, having two leashes with spherical heads, placed in the corresponding holes of both coupling halves. The generators of all working conical surfaces of the contact parts of the hinge of equal angular velocities converge in the common center of the spherical surfaces of the coupling halves.

Широко известен шарнир равных угловых скоростей Рцеппа [патент РФ на изобретение №2516831, опубл. 20.05.2014 г.], позволяющий осуществлять передачу крутящего момента в системах приводов управляемых колес автомобиля, который выполнен в виде двух кулаков, изготовленных как одно целое с валами (ведущими и ведомыми). В каждом кулаке выполнены канавки, в которые закладываются шарики и отдельно центрирующий шарик, который может удерживаться штифтом. При вращении валов в любую сторону крутящий момент передается от одного кулака к другому через шарики. При изменении угла между вращающимися валами шарики устанавливаются в биссектрисной плоскости и осуществляют передачу крутящего момента при углах поворота между валами до 35 градусов.Widely known is the hinge of equal angular velocities of Röppa [RF patent for the invention No. 2516831, publ. 05/20/2014], which allows the transmission of torque in the drive systems of the steered wheels of the car, which is made in the form of two fists, made as one unit with the shafts (leading and driven). In each fist, grooves are made in which the balls and the separately centering ball, which can be held by a pin, are inserted. When the shafts rotate in any direction, the torque is transmitted from one fist to another through balls. When the angle between the rotating shafts changes, the balls are installed in the bisector plane and transmit torque at rotation angles between the shafts of up to 35 degrees.

Недостатком описанного выше технического решения является небольшой угол поворота, обусловленный сложным механизмом взаимодействия элементов.The disadvantage of the technical solution described above is the small angle of rotation due to the complex mechanism of interaction of the elements.

Во всех известных технических решениях шарниров равных угловых скоростей существует ограничение угла передачи силы синхронного вращения, связанное с возможностью взаимной деформации элементов или/и отсутствием зацепления между элементами шарнира. Кроме того, в основном для защиты элементов шарнира используется гибкий рукав, не обладающий достаточной механической прочностью.In all known technical solutions of hinges of equal angular velocities, there is a limitation of the angle of transmission of the synchronous rotation force associated with the possibility of mutual deformation of the elements and / or lack of engagement between the elements of the hinge. In addition, mainly to protect the elements of the hinge uses a flexible sleeve that does not have sufficient mechanical strength.

Техническим результатом заявляемого технического решения является увеличение угла поворота при сохранении синхронности вращения с одновременным упрощением конструкции.The technical result of the proposed technical solution is to increase the angle of rotation while maintaining synchronism of rotation while simplifying the design.

Указанный технический результат достигается за счет того, что узел зацепления валов для синхронной передачи усилия вращения между валами содержит ведущий и ведомый валы, оси которых расположены в одной плоскости и имеют по меньшей мере одну точку пересечения, кулаки, каждый из которых соединен с соответствующим валом и содержит по меньшей мере одну ось, причем оси кулаков расположены перпендикулярно оси соответствующего вала и симметрично от биссекторной плоскости между осями валов, при этом на оси каждого кулака с возможностью качения установлена по меньшей мере одна лопасть так, что лопасти разных кулаков образуют зацепление между собой, которое происходит перпендикулярно биссекторной плоскости.The specified technical result is achieved due to the fact that the node gear shafts for synchronous transmission of rotational forces between the shafts contains the leading and driven shafts, the axes of which are located in the same plane and have at least one intersection point, fists, each of which is connected to the corresponding shaft and contains at least one axis, and the axis of the fists are perpendicular to the axis of the corresponding shaft and symmetrically from the bisector plane between the axes of the shafts, while on the axis of each fist with the possibility of rolling at least one blade is mounted so that the blades of different fists form a meshing between themselves, which occurs perpendicular to the bisector plane.

Возможны варианты, при которых:There are options in which:

- зацепление между собой лопастей разных кулаков выполнено путем соприкасания их друг с другом с образованием по меньшей мере одной поверхности контакта;- engagement between each other of the blades of different fists is made by contacting them with each other with the formation of at least one contact surface;

- зацепление между собой лопастей разных кулаков выполнено путем образования в каждой лопасти канавок, в которых размещено по меньшей мере четыре шарика;- the interlocking between the blades of different fists is made by forming grooves in each blade, in which at least four balls are placed;

- зацепление между собой лопастей разных кулаков выполнено с помощью цилиндро-поршневой сборки.- the interlocking between the blades of different fists is performed using a cylinder-piston assembly.

Таким образом, с помощью заявляемой совокупности признаков достигается увеличение угла поворота при сохранении синхронности вращения с одновременным упрощением конструкции за счет симметричности конструкции относительно биссекторной плоскости, а также за счет того, что само зацепление происходит перпендикулярно биссекторной плоскости, в то время как в известных аналогах зацепление происходит в биссекторной плоскости.Thus, using the claimed combination of features, an increase in the angle of rotation is achieved while maintaining synchronism of rotation while simplifying the design due to the symmetry of the structure relative to the bisector plane, and also due to the fact that the engagement occurs perpendicular to the bisector plane, while in the known analogues occurs in the bisector plane.

Сущность заявляемой группы изобретений раскрыта на чертежах и в нижеследующем описании.The essence of the claimed group of inventions is disclosed in the drawings and in the following description.

На Фиг. 1 представлен узел зацепления валов, содержащий две лопасти.In FIG. 1 shows a shaft engaging assembly comprising two blades.

На Фиг. 2 представлен узел зацепления валов, содержащий три лопасти.In FIG. 2 shows a shaft engaging assembly comprising three blades.

На Фиг. 3 представлен узел зацепления валов, содержащий три лопасти, между которыми установлены шарики (по п. 3 формулы).In FIG. 3 shows a shaft engaging assembly comprising three blades, between which balls are mounted (according to claim 3 of the formula).

На Фиг. 4 представлены лопасти с Фиг. 3, в которых образованы канавки.In FIG. 4 shows the blades of FIG. 3, in which grooves are formed.

На Фиг. 5 представлен вариант узла зацепления валов, содержащего две лопасти, между которыми установлены шарики (по п. 3 формулы), при этом лопасти не меняют центра расположения канавок.In FIG. Figure 5 shows a variant of a shaft engaging unit containing two blades, between which balls are installed (according to claim 3 of the formula), while the blades do not change the center of location of the grooves.

На Фиг. 6 представлен вариант узла зацепления валов, содержащего две лопасти.In FIG. 6 shows an embodiment of a shaft engaging assembly comprising two blades.

На Фиг. 7 представлен вариант узла зацепления валов (по п. 4).In FIG. 7 shows a variant of the shaft engaging assembly (according to claim 4).

На Фиг. 8 представлен узел зацепления валов, помещенный в корпус.In FIG. 8 shows a shaft engaging assembly housed in a housing.

Фиг. 1-3, 6-8 выполнены с углом наклона 180 градусов. Фиг. 5 выполнена с углом наклона 200 градусов.FIG. 1-3, 6-8 are made with a tilt angle of 180 degrees. FIG. 5 is made with a tilt angle of 200 degrees.

На фигурах обозначено:In the figures indicated:

1 - ведущий вал;1 - drive shaft;

2 - ведомый вал;2 - a conducted shaft;

3 - ось ведущего вала;3 - axis of the drive shaft;

4 - ось ведомого вала;4 - axis of the driven shaft;

5 - точка пересечения осей валов;5 - the point of intersection of the axes of the shafts;

6 - биссекторная плоскость;6 - bisector plane;

7 - кулак, соединенный с ведущим валом;7 - fist connected to the drive shaft;

8 - кулак, соединенный с ведомым валом;8 - fist connected to a driven shaft;

9 - ось кулака 7;9 - axis of the fist 7;

10 - ось кулака 8;10 - axis of the fist 8;

11 - лопасть ведущего вала;11 - the blade of the drive shaft;

12 - лопасть ведомого вала;12 - the blade of the driven shaft;

13 - место зацепления лопастей;13 - place of engagement of the blades;

14 - канавки (углубления) в лопастях;14 - grooves (recesses) in the blades;

15 - шарики;15 - balls;

16 - поршень, установленный на ведущем валу;16 - a piston mounted on a drive shaft;

17 - поршень, установленный на ведомом валу;17 - a piston mounted on a driven shaft;

18 - переходник между лопастью 11 и кулаком 7;18 - adapter between the blade 11 and the fist 7;

19 - переходник между лопастью 12 и кулаком 8;19 - adapter between the blade 12 and the fist 8;

20 - цилиндр цилиндро-поршневой сборки;20 - cylinder cylinder-piston assembly;

21 - поршень цилиндро-поршневой сборки;21 - a piston of a cylinder-piston assembly;

22 - канал для рабочего тела;22 - channel for the working fluid;

23 - корпус;23 - case;

24 - шарики корпуса.24 - balls of the housing.

Узел зацепления валов для синхронной передачи усилия вращения между валами (Фиг. 1-8) содержит ведущий вал 1 и ведомый вал 2, оси 3 и 4 которых расположены в одной плоскости и имеют по меньшей мере одну точку 5 пересечения, которая лежит в биссекторной плоскости 6 между осями 3 и 4 валов 1 и 2, и кулаки 7 и 8, каждый из которых соединен с соответствующим валом 1 и 2 и содержит по меньшей мере одну ось 9, 10. Причем оси 9, 10 кулаков 7, 8 расположены перпендикулярно оси соответствующего вала 1, 2 и симметрично от биссекторной плоскости 6 между осями 3, 4 валов 1, 2.The shaft engaging assembly for synchronously transmitting the rotational force between the shafts (Fig. 1-8) comprises a drive shaft 1 and a driven shaft 2, the axes 3 and 4 of which are located in the same plane and have at least one intersection point 5 that lies in the bisector plane 6 between the axes 3 and 4 of the shafts 1 and 2, and the fists 7 and 8, each of which is connected to the corresponding shaft 1 and 2 and contains at least one axis 9, 10. Moreover, the axes 9, 10 of the fists 7, 8 are perpendicular to the axis the corresponding shaft 1, 2 and symmetrically from the bisector plane 6 between the axes 3, 4 of the shafts 1, 2.

При этом на оси 9, 10 каждого кулака 7, 8 с возможностью качения установлена по меньшей мере одна лопасть 11, 12 так, что лопасти 11, 12 разных кулаков 7, 8 образуют зацепление 13 между собой.At the same time, at least one blade 11, 12 is mounted on the axis 9, 10 of each fist 7, 8 so that the blades 11, 12 of different fists 7, 8 form an engagement 13 with each other.

Зацепление 13 между собой лопастей 11, 12 разных кулаков 7, 8 может быть выполнено путем соприкасания их друг с другом с образованием по меньшей мере одной поверхности контакта (Фиг. 1, 2). На Фиг. 1 изображен узел зацепления валов с одним зацеплением 13 по плоской поверхности двумя лопастями 11 и 12. На Фиг. 2 изображен узел зацепления валов с четырьмя местами зацепления 13 между тремя лопастями, одна из которых установлена на одном кулаке, а две других на втором кулаке. В лопастях 11, 12 могут быть выполнены отверстия для разнесения пары сил ближе к краям лопасти с целью увеличения крутящего момента и для уменьшения инерции движущихся масс, облегчения конструкции, разнесению мест приложения крутящего момента, влияющему на долговечность и надежность конструкции. В этом случае, узел зацепления валов для синхронной передачи усилия вращения между валами содержит ведущий вал 1 и ведомый вал 2, оси 3, 4 которых пересекаются в точке 5, лежащей в биссекторной плоскости 6. Кулаки 7, 8 соединены с валами 1,2, причем каждый кулак 7, 8 содержит не менее чем одну ось 9, 10, перпендикулярную к своему валу 1, 2, на которой с возможностью качания установлена по меньшей мере одна лопасть 11, 12. При этом оси 9, 10 кулаков 7, 8 симметрично расположены к биссекторной плоскости 6, а лопасти 11, 12 установлены относительно друг друга так, что соприкасаются друг с другом, образуя по меньшей мере одну поверхность зацепления 13, перпендикулярную биссекторной плоскости 6 и пересекающую ее. В месте зацепления 13 лопастей 11, 12 могут быть установлены вкладыши (на чертеже не показано). Такой вариант исполнения позволяет создать узел зацепления валов для синхронной передачи усилия вращения между валами в секторе сферы более чем 180 градусов, с возможностью ограничения усилия вращения, и может быть использован в качестве синхронного шарнира, ограничивающего усилие вращения ведомого вала 2 по отношению к ведущему валу 1, например, в энергетике, машиностроении, станкостроении и т.д. На Фиг. 1 поверхность зацепления 13 выполнена рифленой для удержания смазочного вещества, в поверхности зацепления 13 лопасти 11, 12 ведущего вала 1 и ведомого вала 2 удерживаются между собой за счет магнитных сил. Например, каждая лопасть 11, 12 может быть намагничена соответствующим образом. Количество мест зацепления 13, а так же осей кулаков 8, 9 и лопастей 11, 12 ограничено только размером шарнира, но все места зацепления 13 должны быть расположены перпендикулярно биссекторной плоскости 6, а оси кулаков 8, 9 должны быть симметричны по биссекторной плоскости 6. При несоблюдении этих правил узел зацепления перестает быть синхронным. Ведущий вал 1 на Фиг. 1 расположен под углом 80 градусов к ведомому валу 2. На ведущем валу 1 установлен кулак 7 с не менее чем одной осью 9, установленной перпендикулярно от оси 3 ведущего вала 1 и симметрично от биссекторной плоскости 6, делящей угол пересечения осей 3, 4 ведущего вала 1 и ведомого вала 2 пополам. Таким образом, в узле по Фиг. 1 ограничено усилие вращения между валами 1 и 2. В узле на Фиг. 2 обеспечена передача максимальной силы вращения между валами 1 и 2, это позволило создать узел, обеспечивающий возможность передачи больших сил крутящих моментов, который может использоваться в качестве шарнира для карданной передачи в тяжелой транспортной технике и в приводе механизмов, например, в транспорте и энергетике.The engagement 13 between the blades 11, 12 of different fists 7, 8 can be performed by contacting them with each other with the formation of at least one contact surface (Fig. 1, 2). In FIG. 1 shows a shaft engagement unit with one gear 13 on a flat surface with two blades 11 and 12. FIG. 2 shows a shaft engaging assembly with four engagement points 13 between three blades, one of which is mounted on one fist, and two others on the second fist. Openings can be made in the blades 11, 12 for spreading a pair of forces closer to the edges of the blade in order to increase the torque and to reduce the inertia of the moving masses, to facilitate the design, to separate the places of application of the torque, which affects the durability and reliability of the structure. In this case, the shaft engaging unit for synchronously transmitting the rotational force between the shafts comprises a drive shaft 1 and a driven shaft 2, axles 3, 4 of which intersect at a point 5 lying in the bisector plane 6. Fists 7, 8 are connected to the shafts 1,2, moreover, each fist 7, 8 contains at least one axis 9, 10 perpendicular to its shaft 1, 2, on which at least one blade 11, 12 is mounted with the possibility of swinging. In this case, the axes 9, 10 of the fists 7, 8 are symmetrical located to the bisector plane 6, and the blades 11, 12 are mounted relative to each other so that with touch each other, forming at least one engagement surface 13, perpendicular to the bisector plane 6 and intersecting it. At the point of engagement 13 of the blades 11, 12 can be installed liners (not shown). This embodiment makes it possible to create a shaft engaging assembly for synchronously transmitting the rotational force between the shafts in a sphere sector of more than 180 degrees, with the possibility of limiting the rotational force, and can be used as a synchronous hinge limiting the rotational force of the driven shaft 2 with respect to the drive shaft 1 , for example, in power engineering, machine building, machine tool building, etc. In FIG. 1, the engagement surface 13 is corrugated to hold the lubricant; in the engagement surface 13, the blades 11, 12 of the drive shaft 1 and the driven shaft 2 are held together by magnetic forces. For example, each blade 11, 12 can be magnetized accordingly. The number of gearing points 13, as well as the axes of the fists 8, 9 and blades 11, 12 is limited only by the size of the hinge, but all gearing points 13 should be perpendicular to the bisector plane 6, and the axes of the fists 8, 9 should be symmetrical along the bisector plane 6. If these rules are not observed, the meshing node ceases to be synchronous. Drive shaft 1 in FIG. 1 is located at an angle of 80 degrees to the driven shaft 2. A fist 7 is installed on the drive shaft 1 with at least one axis 9 mounted perpendicular to the axis 3 of the drive shaft 1 and symmetrically from the bisector plane 6 dividing the intersection angle of the axes 3, 4 of the drive shaft 1 and driven shaft 2 in half. Thus, in the assembly of FIG. 1, the rotation force between the shafts 1 and 2 is limited. In the assembly of FIG. 2, the maximum rotation force between the shafts 1 and 2 is provided, this made it possible to create a node that provides the possibility of transmitting large torque forces, which can be used as a hinge for cardan transmission in heavy transport equipment and in drive mechanisms, for example, in transport and energy.

Зацепление 13 между собой лопастей 11, 12 разных кулаков 7, 8 может быть выполнено путем образования в каждой лопасти 11, 12 канавок (углублений) 14, в которых размещено по меньшей мере четыре шарика 15, по меньшей мере два из которых являются центрирующими и по меньшей мере два из которых являются силовыми элементами, передающими вращение между лопастями 11, 12. В этом случае, узел зацепления валов для синхронной передачи усилия вращения между валами содержит ведущий вал 1 и ведомый вал 2, оси которых 3, 4 пересекаются в точке 5, лежащей в биссекторной плоскости 6. Кулаки 7, 8 соединены с валами 1, 2, причем каждый кулак 7, 8 содержит не менее чем одну ось 9, 10 перпендикулярную к своему валу 1, 2, на которой с возможностью качания установлена по меньшей мере одна лопасть 11, 12. При этом оси кулаков 9, 10 симметрично расположены к биссекторной плоскости 6, а лопасти 11, 12 расположены в перпендикуляре к биссекторной плоскости 6 и параллельно осям кулаков 9, 10, и образуют зацепление 13 друг с другом за счет образованных в них соответственно друг другу углублений 14, в которых установлены с возможностью удержания лопастями по меньшей мере четыре шарика 15. На Фиг. З изображен узел зацепления валов с четырьмя зацеплениями 13, расположенными в углублениях 14, выполненных в лопастях 11 и 12, с поверхностями двух шариков 15 и тремя лопастями 11, 12 с углублениями 14, с двумя центрирующим шариками 15, входящими одной стороной в центрирующие углубления 14. Узел по Фиг. 3 имеет минимальные потери трения между валами 1 и 2. На Фиг. 4 изображена лопасть 12 с углублениями 14 для шариков 15, где одни углубления 14 предназначены для передачи усилия вращения шариками 15, а другие углубления 14 предназначены для позиционирования лопастей 11, 12 шариками 15 друг относительно друга. Такой вариант исполнения позволяет создать узел зацепления валов для синхронной передачи усилия вращения между валами в секторе сферы более чем 180 градусов, а также с минимальными потерями на трение при увеличении скорости вращения валов.The engagement 13 between the blades 11, 12 of different fists 7, 8 can be accomplished by forming in each blade 11, 12 grooves (recesses) 14 in which at least four balls 15 are placed, at least two of which are centering and at least two of which are power elements transmitting rotation between the blades 11, 12. In this case, the shaft engaging unit for synchronously transmitting the rotational force between the shafts comprises a drive shaft 1 and a driven shaft 2, the axes of which 3, 4 intersect at point 5, lying in the bisector bones 6. The fists 7, 8 are connected to the shafts 1, 2, each fist 7, 8 containing at least one axis 9, 10 perpendicular to its shaft 1, 2, on which at least one blade 11 is mounted with a swing 12. In this case, the axes of the fists 9, 10 are symmetrically located to the bisector plane 6, and the blades 11, 12 are located perpendicular to the bisector plane 6 and parallel to the axes of the fists 9, 10, and form an engagement 13 with each other due to respectively formed friend of the recesses 14, in which are installed with the possibility of holding lop At least four balls 15. In FIG. C shows the shaft engagement unit with four gears 13 located in the recesses 14 made in the blades 11 and 12, with the surfaces of two balls 15 and three blades 11, 12 with recesses 14, with two centering balls 15 that enter one side of the centering recesses 14 The assembly of FIG. 3 has minimal friction loss between shafts 1 and 2. FIG. 4 shows a blade 12 with recesses 14 for balls 15, where some recesses 14 are designed to transmit the rotational forces of the balls 15, and other recesses 14 are designed to position the blades 11, 12 with balls 15 relative to each other. This embodiment makes it possible to create a shaft engaging assembly for synchronously transmitting the rotation force between the shafts in a sphere sector of more than 180 degrees, as well as with minimal friction losses with increasing shaft rotation speed.

На Фиг. 5 изображен узел зацепления валов, с кулаками 7, 8, имеющими возможность синхронного возвратно поступательного движения по осям ведущего 1 и ведомого валов 2. Кулаки 7, 8 имеют возможность движения вдоль осей 3, 4 валов 1, 2. На кулаках 7, 8 могут быть установлены поршни 16, 17 или режущие части инструмента (на чертеже не показано), которые при вращении валов 1, 2 совершают вращательное возвратно-поступательное движение. Угол между осями валов 1 и 2 на Фиг. 5 составляет 100 градусов, а длинна хода возможного возвратно - поступательного движения поршней 16, 17, закрепленных на кулаках 7, 8, имеет зависимость от угла между осями 3, 4 валов 1 и 2. Зацепление 13 осуществляется через шарики 15, контактируемые с лопастями 11, 12 с возможностью удержания в них, представляющими собой обоймы радиально - упорного подшипника. Узел на Фиг. 5 имеет второе назначение, за счет синхронного возвратно - поступательного движения кулаков 7, 8 при установке на них поршней 16, 17 (компрессор, насос, двигатель). Такой вариант исполнения позволяет создать узел в секторе сферы более чем 180 градусов, с возможностью возвратно - поступательного синхронного движения внешних элементов, который может использоваться при создании насосов, компрессоров, детандеров и двигателей, непосредственно связанных с углом зацепления валов, и может применяться в нефтегазовой промышленности, машиностроении, энергетике.In FIG. 5 shows a shaft engaging assembly, with fists 7, 8 having synchronous reciprocating motion along the axes of the driving 1 and driven shafts 2. Fists 7, 8 have the ability to move along the axes 3, 4 of the shafts 1, 2. On the fists 7, 8 can be installed pistons 16, 17 or the cutting parts of the tool (not shown), which when the rotation of the shafts 1, 2 make a rotational reciprocating motion. The angle between the axes of the shafts 1 and 2 in FIG. 5 is 100 degrees, and the stroke length of the possible reciprocal movement of the pistons 16, 17, mounted on the fists 7, 8, depends on the angle between the axles 3, 4 of the shafts 1 and 2. The engagement 13 is carried out through the balls 15 in contact with the blades 11 , 12 with the possibility of holding in them, which are the holders of an angular contact bearing. The assembly in FIG. 5 has a second purpose, due to the synchronous reciprocating movement of the fists 7, 8 when the pistons 16, 17 are installed on them (compressor, pump, engine). This embodiment allows you to create a node in the sector of the sphere of more than 180 degrees, with the possibility of reciprocating synchronous movement of external elements, which can be used to create pumps, compressors, expanders and motors directly related to the angle of engagement of the shafts, and can be used in the oil and gas industry , engineering, energy.

На Фиг. 6 изображен узел зацепления валов с лопастями 11 и 12 разного размера закрепленными с возможностью поворота и кулаками 7, 8 с двумя перпендикулярными осями. Узел на Фиг. 6 имеет плотную компоновку. Лопасть 11 и 12 имеют разную форму и размер, но такие, что лопасть 11 входит в лопасть 12 с образованием четырех поверхностей зацепления 13. Лопасть 11 имеет форму куба с отверстием посредине, а лопасть 12 содержит ответную по форме лопасти 11 часть. Между лопастью 11, 12 и кулаками 7, 8 установлен переходник 18, 19, разворачивающий оси лопастей 11, 12 на 90 градусов относительно осей кулаков 7, 8 для создания возвратно-поступательного движения лопастей 11, 12. Оси кулаков 7, 8 должны быть перпендикулярны осям валов 1, 2.In FIG. 6 shows a knot for engaging shafts with blades 11 and 12 of different sizes, pivotally mounted and fists 7, 8 with two perpendicular axes. The assembly in FIG. 6 has a tight layout. The blade 11 and 12 have different shapes and sizes, but such that the blade 11 enters the blade 12 with the formation of four engagement surfaces 13. The blade 11 is in the form of a cube with a hole in the middle, and the blade 12 contains a part that is responsive in the shape of the blade 11. An adapter 18, 19 is installed between the blades 11, 12 and the fists 7, 8, which rotates the axes of the blades 11, 12 90 degrees relative to the axes of the fists 7, 8 to create a reciprocating motion of the blades 11, 12. The axes of the fists 7, 8 should be perpendicular axes of shafts 1, 2.

Зацепление 13 между собой лопастей 11, 12 разных кулаков 7, 8 может быть выполнено с помощью цилиндро-поршневой сборки. На Фиг. 7 изображен регулируемый узел зацепления валов. Максимальный сектор угла наклона предложенных узлов между осями ведущего 1 и ведомого 2 валов превышает 180 градусов и обеспечивает синхронное вращение валов 1 и 2. Узел на Фиг. 7 имеет возможность установки и регулирования угла между осями 3, 4 валов 1, 2 имеет большую, чем у остальных вариантов возможную скорость синхронного вращения валов, преимущественно при использовании трения - качения. Цилиндро-поршневая сборка состоит из по меньшей мере одного цилиндра 20 и по меньшей мере одного поршня 21, расположенного внутри цилиндра 20 с возможностью перемещения с изменением угла наклона осей 3, 4 валов 1, 2. При одновременном относительном перемещении цилиндров 20 и поршней 21 изменяется угол наклона между осями валов 1, 2. Канал 22, соединяющий рабочие полости цилиндро-поршневой сборки, выходит наружу (на корпус или на вал). При изменении объема рабочей полости оси валов 1, 2 меняют свое положение относительно друг друга симметрично относительно биссекторной плоскости 6. Этим узлом можно управлять внешне через канал 22.The engagement 13 between each other of the blades 11, 12 of different fists 7, 8 can be performed using a cylinder-piston assembly. In FIG. 7 shows an adjustable shaft engagement assembly. The maximum sector of the angle of the proposed nodes between the axes of the master 1 and driven 2 shafts exceeds 180 degrees and provides synchronous rotation of the shafts 1 and 2. The assembly in FIG. 7 has the ability to set and adjust the angle between the axles 3, 4 of the shafts 1, 2 has a greater than the other options possible synchronous rotation speed of the shafts, mainly when using friction - rolling. The cylinder-piston assembly consists of at least one cylinder 20 and at least one piston 21 located inside the cylinder 20 with the possibility of movement with changing the angle of inclination of the axles 3, 4 of the shafts 1, 2. With the simultaneous relative movement of the cylinders 20 and pistons 21 changes the angle of inclination between the axes of the shafts 1, 2. The channel 22, connecting the working cavity of the cylinder-piston assembly, comes out (on the housing or on the shaft). When changing the volume of the working cavity, the axis of the shafts 1, 2 change their position relative to each other symmetrically relative to the bisector plane 6. This node can be controlled externally through channel 22.

На Фиг. 8 показан сферический корпус 23 с валами 1 и 2, который разделен от биссекторной плоскости 6 на части, имеющие возможность взаимного вращения за счет шариков 24, при котором угол между осями 3, 4 ведущего и ведомого валов 1, 2 имеет возможность изменения. Предложенный узел зацепления желательно использовать в корпусах 23 следующих типов: симметрично - поворотной корпус (Фиг. 8); корпус башенного типа (сферический с одной прорезью для вала, и с возможностью вращения сегмента сферы); сферического, две части которого коаксиально вставлены в друг друга, но этот корпус имеет ограничение поворота валов по сектору не более чем 96 градусов. Эти типы корпусов обеспечивают стабильно точное и симметричное расположение и расстояние от биссекторной плоскости 6 между осями кулаков 7, 8. Корпус 23 может быть выполнен полностью или частично закрытым, заполненным смазочным веществом.In FIG. 8 shows a spherical housing 23 with shafts 1 and 2, which is divided from the bisector plane 6 into parts having the possibility of mutual rotation due to balls 24, at which the angle between the axles 3, 4 of the driving and driven shafts 1, 2 can be changed. It is desirable to use the proposed meshing unit in the cases 23 of the following types: symmetrically-rotatable case (Fig. 8); tower type housing (spherical with one slot for the shaft, and with the possibility of rotation of the segment of the sphere); spherical, two parts of which are coaxially inserted into each other, but this housing has a limitation of shaft rotation in the sector of not more than 96 degrees. These types of housings provide a stably accurate and symmetrical arrangement and distance from the bisector plane 6 between the axes of the fists 7, 8. The housing 23 can be made fully or partially closed, filled with a lubricant.

Таким образом, данная конструкция представляет собой зубчатую передачу постоянного зацепления, в которой все лопасти выполняют роль постоянно зацепленных зубьев, а стороны лопастей, имеющие возможность зацепления, работают синхронно, что позволяет увеличить угол поворота между ведущим и ведомым валами, и увеличить нагрузочную способность шарнира. Конструкция является самоцентрирующейся, т.к. лопасти не выходят из зацепления сами собой. Указанный технический результат достигается за счет ограничения свободы возможного движения элементов по цепочке изнутри, в обе стороны наружу: лопасти, между собой имеют возможность плоского скольжения, оси лопастей и вилки имеют возможность качания, вилки закреплены на валах, валы установлены в частях корпуса, части корпуса (или часть корпуса) имеют возможность вращения вокруг центра шара, и/или по осям валов. При возможном вращении любого вала, или вала с частью корпуса вращение всех частей синхронизируется плоскостью с пятном контакта сторон лопастей, с расположенной на ней осью вращения между вилками.Thus, this design is a gearing of constant engagement, in which all the blades act as permanently engaged teeth, and the sides of the blades, with the possibility of engagement, work synchronously, which allows to increase the angle of rotation between the drive and driven shafts and increase the load capacity of the hinge. The design is self-centering, as the blades do not disengage by themselves. The specified technical result is achieved by restricting the freedom of possible movement of elements along the chain from the inside, to both sides to the outside: the blades, with each other have the possibility of flat sliding, the axis of the blades and forks have the ability to swing, the forks are mounted on the shafts, the shafts are installed in parts of the housing, housing parts (or part of the housing) have the ability to rotate around the center of the ball, and / or along the axes of the shafts. With the possible rotation of any shaft, or a shaft with a part of the housing, the rotation of all parts is synchronized by the plane with the contact spot of the sides of the blades, with the axis of rotation between the forks located on it.

Claims

1. Shaft engaging assembly for synchronously transmitting rotational forces between shafts, comprising drive and driven shafts, the axes of which are located in the same plane and have at least one intersection point, fists, each of which is connected to the corresponding shaft and contains at least one axis moreover, the axes of the fists are perpendicular to the axis of the corresponding shaft and symmetrically from the bisector plane between the axes of the shafts, while at least one blade is mounted on the axis of each fist with the possibility of rolling so that the blades different fists form a meshing between themselves, which occurs perpendicular to the bisector plane.

2. The shaft engaging assembly for synchronously transmitting the rotational force between the shafts according to claim 1, characterized in that the engagement of the blades of different fists between each other is made by contacting them with each other with the formation of at least one contact surface.

3. The shaft engaging assembly for synchronously transmitting the rotational force between the shafts according to claim 1, characterized in that the engagement of the blades of different fists between each other is made by forming grooves in each blade in which at least four balls are placed.

4. The shaft engaging assembly for synchronously transmitting the rotational force between the shafts according to claim 1, characterized in that the engagement of the blades of different fists between themselves is performed using a piston-cylinder assembly.