RU2804149C1 - Universal coupling of shafts and method for its manufacture - Google Patents

Universal coupling of shafts and method for its manufacture Download PDF

Info

Publication number
RU2804149C1
RU2804149C1 RU2023114722A RU2023114722A RU2804149C1 RU 2804149 C1 RU2804149 C1 RU 2804149C1 RU 2023114722 A RU2023114722 A RU 2023114722A RU 2023114722 A RU2023114722 A RU 2023114722A RU 2804149 C1 RU2804149 C1 RU 2804149C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
elements
shafts
central
plates
peripheral
Prior art date
Application number
RU2023114722A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Геннадий Ашотович Амирьянц
Original Assignee
Федеральное автономное учреждение "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФАУ "ЦАГИ")
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное автономное учреждение "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФАУ "ЦАГИ") filed Critical Федеральное автономное учреждение "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФАУ "ЦАГИ")
Application granted granted Critical
Publication of RU2804149C1 publication Critical patent/RU2804149C1/en

Links

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: universal coupling. The universal coupling of the shafts comprises rigid plates connected to the shafts and elastically connected to each other. The plates are connected by cells located between them, and the space of the entire volume between the plates is occupied by an elastomeric filling material. Each cell consists of the first and second central elements, and at least four supporting elements, the planes of which are normal to the planes of the central and peripheral elements, are located at least two on each side of the first and second central elements and are momentarily connected with each of the central elements on one end and with a peripheral element at the other end. Each of two peripheral elements located on one side and the other of the central elements connects support elements associated with the first and second central elements. The planes of the radially oriented central elements pass through the axes of their shafts. Along the periphery of the plates, an impenetrable tensile material is bonded to them, insulating the internal volume of the coupling.
EFFECT: simplified design.
6 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения. В частности, оно связано с транспортной или иной техникой, в которой требуется передать крутящий момент с одного вала на другой, находящийся под некоторым углом.The invention relates to the field of mechanical engineering. In particular, it is associated with transport or other equipment in which it is necessary to transmit torque from one shaft to another located at a certain angle.

Эта задача обычно решается с помощью карданного соединения (См., например, Бадиев А.А. «Карданная передача», Восточно - Сибирский государственный технологический университет, Кафедра «Автомобили», 2002).This problem is usually solved using a cardan connection (See, for example, Badiev A.A. “Cardan transmission”, East Siberian State Technological University, Department of Automobiles, 2002).

Известное жесткое карданное соединение (https://antrieb.ru/products/kardannyie-soedineniya-i-muftyi/kardannyie-soedineniya1/odinarnyie-kardannyie-peredachi.html) (фиг.1), использует либо скользящие опорные втулки (подшипники скольжения), либо игольчатые подшипники. Что ценно, оно весьма компактно, хотя и значительно по весу, другим его недостатком представляется то, что оно имеет ограничение по скорости передаваемого вращательного движения: при соединении на подшипниках скольжения - ≤1000 об/мин, на игольчатых подшипниках - ≤4000 об/мин. Для обеспечения взаимного продольного смещения валов используют шлицы. Части весьма сложного по конструкции и технологии изготовления соединения подвергаются высоким нагрузкам и износу, потому изготавливаются из высоколегированной стали, цементируются и закаливаются.The known rigid universal joint (https://antrieb.ru/products/kardannyie-soedineniya-i-muftyi/kardannyie-soedineniya1/odinarnyie-kardannyie-peredachi.html) (Fig. 1) uses either sliding support bushings (sliding bearings) , or needle bearings. What is valuable is that it is very compact, although significant in weight; its other disadvantage is that it has a limitation on the speed of transmitted rotational motion: when connected to plain bearings - ≤1000 rpm, to needle bearings - ≤4000 rpm . To ensure mutual longitudinal displacement of the shafts, splines are used. Parts of the connection, which is very complex in design and manufacturing technology, are subject to high loads and wear, therefore they are made of high-alloy steel, cemented and hardened.

Известно другое (https://extxe.com/28097/kardannye-peredachi-v-avtomobile-vidy-konstrukcii-i-ustrojstvo-kardannyh-peredach/), более близкое к предлагаемому, упругое карданное соединение (фиг. 2). Оно рассматривается как прототип предлагаемого соединения и имеет два конструктивных исполнения: с упругой муфтой или с резино - металлическими втулками. Ценной особенностью упругого соединения является практически отсутствие ограничений по скорости передаваемого вращательного движения возможность обеспечения хотя бы небольшого взаимного продольного, осевого смещения валов.Another is known (https://extxe.com/28097/kardannye-peredachi-v-avtomobile-vidy-konstrukcii-i-ustrojstvo-kardannyh-peredach/), closer to the proposed one, an elastic universal joint (Fig. 2). It is considered as a prototype of the proposed connection and has two designs: with an elastic coupling or with rubber-metal bushings. A valuable feature of the elastic connection is the practically absence of restrictions on the speed of transmitted rotational motion, the ability to ensure at least a small mutual longitudinal, axial displacement of the shafts.

Недостатками такого многодетального соединения представляется весьма сложная конструкция и технология его изготовления. Оно также весьма подвержено износу и может передавать крутящий момент при относительно небольших углах между валами до 3°-5° и относительно небольшом взаимном продольно-осевом смещении валов.The disadvantages of such a multi-part connection seem to be the very complex design and technology of its manufacture. It is also very susceptible to wear and can transmit torque at relatively small angles between the shafts of up to 3°-5° and relatively small mutual longitudinal-axial displacement of the shafts.

Известна целесообразно деформируемая ячейка, получившая в иностранных исследованиях название Selectively Deformable Structure - SDS-ячейка. (Г.А. Амирьянц. О российском приоритете развития перспективных концепций в аэромеханике и их использовании при разработке самолетов следующего поколения// Труды международной конференции UNIMAX-2003, Жуковский, 2003. Amiryants G. Adaptive Selectively Deformable Structures// Proceedings of 21-th ICAS Congress. Melbourne,1998). SDS-ячейка состоит из центральных, опорных, периферийных и торцевых элементов, обеспечивающих малую жесткость ячейки на растяжение-сжатие и относительно большое взаимное линейное перемещение центральных элементов в направлении вдоль оси ячейки и большую жесткость во всех остальных направлениях - линейных и угловых.A purposefully deformable cell is known, which in foreign research has received the name Selectively Deformable Structure - SDS cell. (G.A. Amiryants. On the Russian priority for the development of promising concepts in aeromechanics and their use in the development of next-generation aircraft // Proceedings of the international conference UNIMAX-2003, Zhukovsky, 2003. Amiryants G. Adaptive Selectively Deformable Structures // Proceedings of the 21st ICAS Congress, Melbourne, 1998). An SDS cell consists of central, supporting, peripheral and end elements that provide low tension-compression rigidity of the cell and a relatively large mutual linear movement of the central elements in the direction along the cell axis and high rigidity in all other directions - linear and angular.

Цель создания предлагаемого карданного соединения валов состоит в упрощении конструкции, в повышении уровня надежности, весовой отдачи и как итог - конкурентоспособности изделий машиностроения: автомобилей, тракторов, судов, самолетов, в которых используют карданное соединение валов.The purpose of creating the proposed cardan shaft connection is to simplify the design, increase the level of reliability, weight return and, as a result, the competitiveness of mechanical engineering products: cars, tractors, ships, aircraft, in which cardan shaft connections are used.

Перспективность предлагаемого карданного соединения валов обусловлена возможностью достижения как минимум трех технических результатов:The prospects of the proposed cardan shaft connection are due to the possibility of achieving at least three technical results:

- упрощение конструкции и технологии изготовления соединения, состоящего из одной относительно легкой детали;- simplification of the design and manufacturing technology of a connection consisting of one relatively lightweight part;

- повышение его износостойкости без ограничения в оборотах соединяемых валов; - increasing its wear resistance without limiting the speed of the connected shafts;

- увеличение допустимого взаимного осевого смещения валов, а также увеличение угла допустимой несоосности между валами до 10°.- an increase in the permissible mutual axial displacement of the shafts, as well as an increase in the permissible misalignment angle between the shafts to 10°.

Решение поставленных задач и технический результат достигаются благодаря следующему.The solution to the assigned problems and the technical result are achieved thanks to the following.

Карданное соединение валов, характеризующееся тем, что выполнено с применением SDS-ячеек, состоящих из центральных, опорных, периферийных и торцевых элементов, а также жестких пластин, жестко связанных с торцевыми элементами SDS-ячеек с одной стороны и с соединяемыми валами с другой, при этом каждая SDS-ячейка состоит из первого и второго центральных элементов, жестко соединенных посредством связанных с ними первого и второго торцевых элементов и жестких пластин, соответственно, с приводящим и приводимым валами, а, по меньшей мере, четыре опорных элемента, плоскости которых нормальны к плоскостям центральных и периферийных элементов, расположены, по меньшей мере, по два с одной и другой стороны от каждого из первого и второго центральных элементов и связаны моментно с каждым из центральных элементов на одном конце и с периферийным элементом на другом конце, при этом каждый из двух периферийных элементов, расположенных с одной и другой стороны от центральных элементов, соединяет опорные элементы, связанные с первым и вторым центральными элементами. SDS-ячейки одинаковой геометрии, общим числом не менее двух, расположены равномерно в азимутальном направлении вокруг осей соединяемых приводящего и приводимого валов на одинаковом удалении всех центральных элементов ячеек от осей своих валов, при этом плоскости радиально ориентированных центральных элементов SDS-ячеек проходят через оси своих валов. Пространство всего объема карданного соединения между пластинами заполнено эластомерным заполняющим материалом, а по периферии пластин к ним приклеен непроницаемый растяжимый материал, изолирующий внутренний объем соединения.Cardan connection of shafts, characterized in that it is made using SDS cells consisting of central, supporting, peripheral and end elements, as well as rigid plates rigidly connected to the end elements of the SDS cells on one side and with the connected shafts on the other, with In this case, each SDS cell consists of first and second central elements, rigidly connected by means of associated first and second end elements and rigid plates, respectively, with the drive and driven shafts, and at least four support elements, the planes of which are normal to planes of the central and peripheral elements, are located at least two on one and the other side of each of the first and second central elements and are momentarily connected to each of the central elements at one end and to the peripheral element at the other end, each of two peripheral elements located on one and the other side of the central elements are connected by support elements associated with the first and second central elements. SDS cells of the same geometry, with a total number of at least two, are located evenly in the azimuthal direction around the axes of the connected drive and driven shafts at the same distance of all central elements of the cells from the axes of their shafts, while the planes of the radially oriented central elements of the SDS cells pass through the axes of their shafts The space of the entire volume of the universal joint between the plates is filled with an elastomeric filling material, and along the periphery of the plates an impenetrable tensile material is glued to them, isolating the internal volume of the joint.

Непроницаемый растяжимый материал представляет собой листовую резину, или листовой силикон или непроницаемую ткань, волокна которой ориентированы под углом 45° к осям валов.Impermeable tensile material is sheet rubber, or sheet silicone or impermeable fabric, the fibers of which are oriented at an angle of 45° to the axes of the shafts.

Жесткие пластины выполнены с предусмотренными элементами для последующего закрепления к валам.Rigid plates are made with provided elements for subsequent fastening to the shafts.

Также технический результат достигается способом изготовления карданного соединения валов, характеризующегося тем, что все элементы всех ячеек и связанные с ними жесткие пластины изготавливают как единую деталь с использованием технологии 3-D плетения высокопрочных композитных нитей на ткацких станках с числовым программным управлением с последующей пропиткой связующим и его полимеризацией. Все пространство между пластинами заполняют эластомерным заполняющим материалом, и внутренний объем соединения изолируют с помощью непроницаемого растяжимого материала, приклеиваемого к периферийной поверхности пластин и эластомерному заполняющему материалу.Also, the technical result is achieved by a method for manufacturing a universal joint for shafts, characterized by the fact that all elements of all cells and the associated rigid plates are manufactured as a single part using 3-D weaving technology of high-strength composite threads on numerically controlled weaving machines, followed by impregnation with a binder and its polymerization. The entire space between the plates is filled with an elastomeric filler material, and the internal volume of the joint is isolated using an impermeable tensile material adhered to the peripheral surface of the plates and the elastomeric filler material.

В качестве непроницаемого растяжимого материала используют листовую резину, или листовой силикон или непроницаемую ткань, волокна которой ориентируют под углом 45° к осям валов.Sheet rubber, or sheet silicone or impermeable fabric, the fibers of which are oriented at an angle of 45° to the axes of the shafts, are used as an impermeable tensile material.

В случае малонагруженного соединения с ограниченным ресурсом работы для его изготовления используют также аддитивные технологии.In the case of a lightly loaded connection with a limited service life, additive technologies are also used for its manufacture.

Предлагаемое решение иллюстрируется фигурами.The proposed solution is illustrated by figures.

На фиг.1. показано жесткое карданное соединение предшествующего уровня техники.In figure 1. a prior art rigid universal joint is shown.

На фиг. 2. показано упругое карданное соединение предшествующего уровня техники.In fig. 2. shows a prior art elastic universal joint.

На фиг. 3 показана схематически SDS-ячейка (вид в плане).In fig. Figure 3 shows a schematic view of an SDS cell (plan view).

На фиг.4 показана схематически SDS-ячейка (вид в изометрии).Figure 4 shows a schematic view of an SDS cell (isometric view).

На фиг. 5 схематически показан вид с торца на жесткую пластину предложенного карданного соединения валов.In fig. Figure 5 schematically shows an end view of the rigid plate of the proposed cardan shaft connection.

На фиг. 6 схематически показан вид сбоку карданного соединения валов.In fig. 6 schematically shows a side view of the cardan shaft connection.

На фиг. 7 схематически показан вид в изометрии карданного соединения валов.In fig. 7 schematically shows an isometric view of the universal joint of the shafts.

Позициями на фигурах обозначены:Positions in the figures are designated:

1 - центральный элемент SDS-ячейки;1 - central element of the SDS cell;

2 - опорный элемент SDS-ячейки;2 - support element of the SDS cell;

3 - периферийный элемент SDS-ячейки;3 - peripheral element of the SDS cell;

4 - торцевой элемент SDS-ячейки;4 - end element of the SDS cell;

5 - валы соединения;5 - connection shafts;

6 - жесткая пластина;6 - rigid plate;

7 - эластомерный заполняющий материал;7 - elastomeric filling material;

8 - непроницаемый растяжимый материал;8 - impermeable tensile material;

9 - продольная ось центрального элемента ячейки;9 - longitudinal axis of the central element of the cell;

10 - SDS-ячейка.10 - SDS cell.

Предлагаемое карданное соединение валов выполнено с применением SDS-ячеек 10, составленных из центральных 1, опорных 2, периферийных 3 и торцевых 4 (на фиг. 6,7 условно не показаны) элементов. Оно включает жестко связанные с торцевыми элементами 4 SDS-ячеек 10 с одной стороны и с валами 5 с другой, жесткие пластины 6, а также эластомерный заполняющий материал 7 и непроницаемый растяжимый материал 8.The proposed cardan connection of the shafts is made using SDS cells 10, composed of central 1, supporting 2, peripheral 3 and end 4 (not shown in Fig. 6,7) elements. It includes rigidly connected to the end elements 4 of SDS cells 10 on one side and with shafts 5 on the other, rigid plates 6, as well as an elastomeric filling material 7 and an impermeable tensile material 8.

Каждая SDS-ячейка 10 состоит из двух центральных 1 элементов, жестко связанных с двумя торцевыми 4 элементами. Опорные элементы 2 расположены, по меньшей мере, по два с каждой стороны от центральных 1 элементов и моментно связаны с одной стороны с центральными 1 элементами, а с другой стороны с периферийными 3 элементами, причем периферийные 3 элементы в количестве двух штук расположены с одной и другой стороны от центральных 1 элементов и соединяют опорные элементы, связанные с первым и вторым центральными 1 элементами.Each SDS cell 10 consists of two central 1 elements rigidly connected to two end 4 elements. The supporting elements 2 are located at least two on each side of the central 1 elements and are momentarily connected on one side with the central 1 elements, and on the other side with the peripheral 3 elements, and the peripheral 3 elements in the amount of two pieces are located on one and the other side from the central 1 elements and connect the supporting elements associated with the first and second central 1 elements.

SDS-ячейки 10 одинаковой геометрии, общим числом не менее двух, расположены равномерно в азимутальном направлении вокруг осей соединяемых приводящего и приводимого валов 5 на одинаковом удалении всех центральных 1 элементов ячеек от осей своих валов 5, при этом плоскости радиально ориентированных центральных 1 элементов SDS-ячеек 10 проходят через оси своих валов 5.SDS cells 10 of the same geometry, with a total number of at least two, are located evenly in the azimuthal direction around the axes of the connected drive and driven shafts 5 at the same distance of all central 1 elements of the cells from the axes of their shafts 5, while the planes of the radially oriented central 1 SDS elements 10 cells pass through the axes of their 5 shafts.

Пространство всего объема карданного соединения между пластинами 6 заполнено эластомерным заполняющим материалом 7, а по периферии пластин 6 к ним приклеен непроницаемый растяжимый материал 8, изолирующий внутренний объем соединения.The space of the entire volume of the universal joint between the plates 6 is filled with an elastomeric filling material 7, and along the periphery of the plates 6 an impenetrable tensile material 8 is glued to them, insulating the internal volume of the connection.

В качестве эластомерного заполняющего материала может быть использована, например, губчатая резина или иной эластомер со схожими свойствами. The elastomeric filling material can be used, for example, sponge rubber or another elastomer with similar properties.

Непроницаемый растяжимый материал 8 представляет собой листовую резину, или листовой силикон или непроницаемую ткань, волокна которой ориентированы под углом 45° к осям валов.Impermeable tensile material 8 is sheet rubber, or sheet silicone or impermeable fabric, the fibers of which are oriented at an angle of 45° to the axes of the shafts.

Жесткие пластины 6 выполнены с предусмотренными элементами для последующего закрепления к валам 5 (элементы для закрепления на фигурах условно не показаны). Пластины 6 могут быть выполнены в виде диска или в виде правильного многоугольника. На фигурах, в качестве примера, показаны пластины в виде диска.The rigid plates 6 are made with elements provided for subsequent fastening to the shafts 5 (elements for fastening are not shown in the figures). The plates 6 can be made in the form of a disk or in the form of a regular polygon. The figures show, by way of example, disk-shaped plates.

Отличительная особенность способа изготовления предлагаемого карданного соединения валов состоит в том, что все элементы всех SDS-ячеек 10 (общим числом не менее двух) и связанные с ними жесткие пластины 6 изготавливают как одну, единую деталь. При этом используют технологии объемного 3-D плетения из высокопрочных композитных нитей на ткацких станках с числовым программным управлением с последующей пропиткой сплетенной пространственной конструкции связующим и его полимеризацией. После этого все пространство между пластинами 6 заполняют эластомерным заполняющим материалом 7, и внутренний объем соединения изолируют с помощью непроницаемого растяжимого материала 8, приклеиваемого к периферийной поверхности пластин 6 и эластомерному заполняющему материалу 7. В качестве непроницаемого растяжимого материала используют листовую резину, или листовой силикон или непроницаемую ткань. Если в качестве изолирующего материала выбирают ткань, то направление волокон ткани ориентируют под углами 45° к оси соединения.A distinctive feature of the manufacturing method of the proposed cardan shaft connection is that all elements of all SDS cells 10 (at least two in total) and the associated rigid plates 6 are manufactured as one, single part. In this case, technologies of volumetric 3-D weaving from high-strength composite threads are used on weaving machines with numerical control, followed by impregnation of the woven spatial structure with a binder and its polymerization. After this, the entire space between the plates 6 is filled with an elastomeric filling material 7, and the internal volume of the connection is isolated using an impermeable tensile material 8, glued to the peripheral surface of the plates 6 and the elastomeric filling material 7. Sheet rubber, or sheet silicone or impermeable fabric. If fabric is chosen as the insulating material, then the direction of the fabric fibers is oriented at angles of 45° to the axis of the connection.

Предложенный, весьма сложный в настоящее время способ изготовления плетеной пространственной композитной конструкции соединения, защищенной от ударов эластомерным заполняющим материалом, обеспечивает практически неограниченный ресурс такого карданного соединения.The proposed, currently very complex method for manufacturing a woven spatial composite joint structure, protected from impacts by an elastomeric filling material, provides an almost unlimited resource for such a universal joint.

В случае, если изготавливают малонагруженное соединение с ограниченным ресурсом работы, то для его изготовления могут быть использованы более доступные в настоящее время аддитивные технологии.If a lightly loaded connection with a limited service life is being manufactured, then more currently available additive technologies can be used for its production.

Параметры центральных, опорных, периферийных и торцевых элементов ячеек, эластомерного заполняющего материала, изолирующего материала, а также форма пластин подбираются, исходя из требований по прочности, устойчивости, герметичности и ресурсу соединения, плавности передачи крутящего момента с одного вала на другой, возможности взаимного продольного перемещения валов и демпфирования их колебаний.The parameters of the central, supporting, peripheral and end elements of the cells, elastomeric filling material, insulating material, as well as the shape of the plates are selected based on the requirements for strength, stability, tightness and connection life, smooth transmission of torque from one shaft to another, the possibility of mutual longitudinal moving shafts and damping their vibrations.

Плавная передача момента обеспечивается относительно малой жесткостью кардана на поворот благодаря принятой ориентации ячеек.Smooth torque transmission is ensured by the relatively low rotational rigidity of the cardan due to the adopted orientation of the cells.

Положенные в основу изобретения SDS-ячейки представляют собой селективно деформируемые структуры (selectively deformable structures - SDS), подробно описанные в работе Amiryants G. “Adaptive Selectively Deformable SDS-Structures”. Proceedings of 21-th ICAS Congress, Melbourne, 1998. В основе этих структур - элементарная ячейка, которая имеет минимальную жесткость при растяжении и сжатии в одном направлении (вдоль оси ячейки) при заданных изгибной жесткости, жесткости на кручение и сдвиг, жесткости на растяжение-сжатие во всех остальных направлениях. Это свойство SDS-структуры обусловлено оригинальной конструкцией ячейки, рациональным выбором ее параметров, материалом (например, композитным) и технологией производства. The SDS cells underlying the invention are selectively deformable structures (SDS), described in detail in Amiryants G. “Adaptive Selectively Deformable SDS-Structures”. Proceedings of the 21st ICAS Congress, Melbourne, 1998. These structures are based on a unit cell that has minimal tensile and compressive stiffness in one direction (along the cell axis) for given bending stiffness, torsional and shear stiffness, and tensile stiffness -compression in all other directions. This property of the SDS structure is due to the original design of the cell, the rational choice of its parameters, the material (for example, composite) and production technology.

Благодаря способности SDS-ячейки удлиняться при сохранении необходимой жесткости ячейки на сдвиг в направлении плоскости центральных элементов ячейки достигаются заявленные технические результаты, в частности увеличение допустимого взаимного осевого смещения валов, а также увеличение угла допустимой несоосности между валами до 10°. Thanks to the ability of the SDS cell to elongate while maintaining the required shear rigidity of the cell in the direction of the plane of the central elements of the cell, the stated technical results are achieved, in particular, an increase in the permissible mutual axial displacement of the shafts, as well as an increase in the permissible misalignment angle between the shafts to 10°.

Определенные соединения таких ячеек, позволяют создать гибкую конструкцию, способную передавать крутящий момент без создания дополнительных нагрузок (изгибающих, скручивающих, вибрационных, осевых) с одного вала на другой, расположенных не соосно под некоторым углом с обеспечением равенства угловых скоростей ведущего и ведомого валов не зависимо от угла между соединяемыми валами. Предложенная конструкция обеспечивает плавность передачи крутящего момента с одного вала на другой, возможность взаимного продольного перемещения валов и демпфирования их колебаний.Certain connections of such cells make it possible to create a flexible structure capable of transmitting torque without creating additional loads (bending, torsion, vibration, axial) from one shaft to another, located non-coaxially at a certain angle, ensuring equal angular velocities of the drive and driven shafts, regardless from the angle between the connected shafts. The proposed design ensures smooth transmission of torque from one shaft to another, the possibility of mutual longitudinal movement of the shafts and damping of their vibrations.

Claims (9)

1. Карданное соединение валов, характеризующееся тем, что выполнено с применением SDS-ячеек, состоящих из центральных, опорных, периферийных и торцевых элементов, а также жестких пластин, жестко связанных с торцевыми элементами SDS-ячеек с одной стороны и с соединяемыми валами с другой, при этом1. Cardan connection of shafts, characterized in that it is made using SDS cells consisting of central, supporting, peripheral and end elements, as well as rigid plates rigidly connected to the end elements of the SDS cells on one side and with the connected shafts on the other , wherein - каждая SDS-ячейка состоит из первого и второго центральных элементов, жестко соединенных посредством связанных с ними первого и второго торцевых элементов и жестких пластин соответственно с приводящим и приводимым валами, а по меньшей мере четыре опорных элемента, плоскости которых нормальны к плоскостям центральных и периферийных элементов, расположены по меньшей мере по два с одной и другой стороны от каждого из первого и второго центральных элементов и связаны моментно с каждым из центральных элементов на одном конце и с периферийным элементом на другом конце, при этом каждый из двух периферийных элементов, расположенных с одной и другой стороны от центральных элементов, соединяет опорные элементы, связанные с первым и вторым центральными элементами;- each SDS cell consists of first and second central elements, rigidly connected by means of associated first and second end elements and rigid plates, respectively, with the drive and driven shafts, and at least four support elements, the planes of which are normal to the planes of the central and peripheral elements, are located at least two on one side and the other from each of the first and second central elements and are momentarily connected with each of the central elements at one end and with a peripheral element at the other end, with each of the two peripheral elements located with one and the other side of the central elements, connects the supporting elements associated with the first and second central elements; - SDS-ячейки одинаковой геометрии, общим числом не менее двух, расположены равномерно в азимутальном направлении вокруг осей соединяемых приводящего и приводимого валов на одинаковом удалении всех центральных элементов ячеек от осей своих валов, при этом плоскости радиально ориентированных центральных элементов SDS-ячеек проходят через оси своих валов;- SDS cells of the same geometry, with a total number of at least two, are located evenly in the azimuthal direction around the axes of the connected drive and driven shafts at the same distance of all central elements of the cells from the axes of their shafts, while the planes of the radially oriented central elements of the SDS cells pass through the axes their shafts; - пространство всего объема карданного соединения между пластинами заполнено эластомерным заполняющим материалом, а по периферии пластин к ним приклеен непроницаемый растяжимый материал, изолирующий внутренний объем соединения.- the space of the entire volume of the cardan joint between the plates is filled with an elastomeric filling material, and along the periphery of the plates an impenetrable tensile material is glued to them, isolating the internal volume of the joint. 2. Карданное соединение валов по п.1, отличающееся тем, что непроницаемый растяжимый материал представляет собой листовую резину, или листовой силикон, или непроницаемую ткань, волокна которой ориентированы под углом 45° к осям валов.2. Cardan shaft connection according to claim 1, characterized in that the impermeable tensile material is sheet rubber, or sheet silicone, or impermeable fabric, the fibers of which are oriented at an angle of 45° to the axes of the shafts. 3. Карданное соединение валов по п.1, отличающееся тем, что жесткие пластины выполнены с предусмотренными элементами для последующего закрепления к валам.3. Cardan shaft connection according to claim 1, characterized in that the rigid plates are made with elements provided for subsequent fastening to the shafts. 4. Способ изготовления карданного соединения валов по п.1, отличающийся тем, что все элементы всех ячеек и связанные с ними жесткие пластины изготавливают как единую деталь с использованием технологии 3-D плетения высокопрочных композитных нитей на ткацких станках с числовым программным управлением с последующей пропиткой связующим и его полимеризацией, все пространство между пластинами заполняют эластомерным заполняющим материалом, и внутренний объем соединения изолируют с помощью непроницаемого растяжимого материала, приклеиваемого к периферийной поверхности пластин и эластомерному заполняющему материалу.4. A method for manufacturing a cardan joint of shafts according to claim 1, characterized in that all elements of all cells and associated rigid plates are manufactured as a single part using 3-D technology of weaving high-strength composite threads on numerically controlled weaving machines with subsequent impregnation binder and its polymerization, the entire space between the plates is filled with an elastomeric filling material, and the internal volume of the joint is isolated using an impermeable tensile material adhered to the peripheral surface of the plates and the elastomeric filling material. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве непроницаемого растяжимого материала используют листовую резину, или листовой силикон, или непроницаемую ткань, волокна которой ориентируют под углом 45° к осям валов.5. The method according to claim 4, characterized in that the impermeable tensile material is sheet rubber, or sheet silicone, or impermeable fabric, the fibers of which are oriented at an angle of 45° to the axes of the shafts. 6. Способ по п.4, отличающийся тем, что в случае малонагруженного соединения с ограниченным ресурсом работы для его изготовления используют также аддитивные технологии.6. The method according to claim 4, characterized in that in the case of a lightly loaded connection with a limited service life, additive technologies are also used for its manufacture.
RU2023114722A 2023-06-05 Universal coupling of shafts and method for its manufacture RU2804149C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2804149C1 true RU2804149C1 (en) 2023-09-26

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU502138A1 (en) * 1973-03-30 1976-02-05 Государственный Проектно-Конструкторский И Экспериментальный Институт По Обогатительному Оборудованию "Гипромашобогащение" Flexible shaft coupling
US4563166A (en) * 1983-03-24 1986-01-07 Hackforth Gmbh & Co. Kg Extra-resilient shaft coupling
UA85714C2 (en) * 2006-12-14 2009-02-25 Семен Васильевич Шульга CARDAN GEAR mechanism
RU2561424C1 (en) * 2014-09-24 2015-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" Compensating coupling
RU2721040C1 (en) * 2016-06-17 2020-05-15 Скуола Суперьоре Ди Студи Университари Э Ди Перфецьонаменто Сант'Анна Connecting component for transfer of torsional load with elastic reaction
RU2784222C1 (en) * 2022-07-25 2022-11-23 Федеральное автономное учреждение "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФАУ "ЦАГИ") Adaptive wing with flexible gapless mechanization

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU502138A1 (en) * 1973-03-30 1976-02-05 Государственный Проектно-Конструкторский И Экспериментальный Институт По Обогатительному Оборудованию "Гипромашобогащение" Flexible shaft coupling
US4563166A (en) * 1983-03-24 1986-01-07 Hackforth Gmbh & Co. Kg Extra-resilient shaft coupling
UA85714C2 (en) * 2006-12-14 2009-02-25 Семен Васильевич Шульга CARDAN GEAR mechanism
RU2561424C1 (en) * 2014-09-24 2015-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" Compensating coupling
RU2721040C1 (en) * 2016-06-17 2020-05-15 Скуола Суперьоре Ди Студи Университари Э Ди Перфецьонаменто Сант'Анна Connecting component for transfer of torsional load with elastic reaction
RU2784222C1 (en) * 2022-07-25 2022-11-23 Федеральное автономное учреждение "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФАУ "ЦАГИ") Adaptive wing with flexible gapless mechanization

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2038088C (en) Link and bearing for rotary coupling
EP0276945B1 (en) Link-type rotary coupling
US3111172A (en) Rotor head
EP0451084B1 (en) Flexbeam helicopter rotor with improved snubber-vibration damper between the torque tube and the flexible spar member
US4322062A (en) Torsion spring damper
US3765267A (en) Connecting element between two members enabling them to rotate in relation to one another in three axes
US20120283029A1 (en) High torque density flexible composite driveshaft
JPH04282014A (en) Clevis joint
RU2804149C1 (en) Universal coupling of shafts and method for its manufacture
RU2804150C1 (en) Universal coupling of shafts and method for its manufacture
RU2802570C1 (en) Universal coupling of the shafts and method for its manufacture
US4207758A (en) High speed shaft flexible coupling with maximum shaft misalignment accommodation capability
US9902496B2 (en) Multi-directional elastomeric dampened ball joint assembly
US2593877A (en) Flexible coupling
US4575358A (en) Accommodating axial load in an elastomeric high torque, constant velocity joint
WO2022083129A1 (en) Smart elastic bearing and control method
RU2349504C1 (en) Propeller
WO2012076892A1 (en) Buffer device
US20140274427A1 (en) Multilink Constant Velocity Joint
JPS6313047B2 (en)
Sivakandhan et al. Composite drive shaft is a good strength and weight saving to compare conventional materials design and analysis of E-glass/epoxy composite drive shaft for automotive applications
US9939026B2 (en) Universal joints
CN112178052A (en) Laminated rubber and metal elastic bearing
CN201152339Y (en) Fiber reinforced rubber vibration isolator
CN112313070A (en) Device for transmitting torque, in particular in the form of a torsion spring or drive shaft made of fiber composite material for achieving a high specific material utilization