RU49934U1

RU49934U1 - EQUAL ANGULAR SPEED PITCH HINGE

Info

Publication number: RU49934U1
Application number: RU2005121413/22U
Authority: RU
Inventors: А.М. Шагаев; Е.М. Силкин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Спецкомплектсервис"
Priority date: 2005-07-07
Filing date: 2005-07-07
Publication date: 2005-12-10

Abstract

Полезная модель относится к механизмам типа универсального шарнира или двойного механизма Кардана и может быть использована в приводах автомобилей и других машин для передачи вращения между валами. Полезная модель расширяет область примения механизма. Шарнир карданный равных угловых скоростей содержит ведущий и ведомый валы с вилками на соединяемых концах одинаковых размеров и толщины, имеющих две части, симметричные относительно оси вала и пазы с радиусным основанием, равным длине прямолинейного участка и половине ширины паза вилки, со шлицами прямоугольного профиля на наружных поверхностях противоположных концов валов, имеющими заходные фаски, с шейками для установки подшипников и манжет у оснований вилок, отверстиями и технологическими зацентровками на торцах валов, упорные бурты сплошной кольцевой формы у оснований вилок, опорно-центрирующий шар с двумя кольцевыми взаимно перпендикулярными пазами одинакового размера прямоугольного профиля. Ширина пазов опорно-центрирующего шара равна толщине вилки вала. Поверхности, ограничивающие геометрическую форму оснований пазов опорно-центрирующего шара представляют собой пересечение поверхностей двух цилиндров, оси которых взаимно перпендикулярны и проходят через центр опорно-центрирующего шара. Поверхности упорных буртов со стороны шлиц выполнены перпендикулярными оси вала и имеют краевую канавку. Вилки валов входят в пазы опорно-центрирующего шара с противоположных сторон с образованием разъемного шарнирного соединения, обеспечивающего угол передачи вращения более 30°.The invention relates to mechanisms such as a universal joint or a dual Cardan mechanism and can be used in drives of cars and other machines to transmit rotation between shafts. The utility model extends the scope of the mechanism. The cardan joint of equal angular velocities contains drive and driven shafts with forks at the connected ends of the same size and thickness, having two parts symmetrical with respect to the axis of the shaft and grooves with a radius base equal to the length of the rectilinear section and half the width of the groove of the fork, with slots of a rectangular profile on the outside surfaces of the opposite ends of the shafts with entry chamfers, with necks for mounting bearings and cuffs at the base of the forks, holes and technological centerings on the ends of the shafts, persistent drills s continuous annular shape at plugs base support-centering balloon with two mutually perpendicular annular grooves of the same size rectangular profile. The width of the grooves of the support-centering ball is equal to the thickness of the shaft fork. The surfaces that limit the geometric shape of the base of the grooves of the supporting centering ball are the intersection of the surfaces of two cylinders whose axes are mutually perpendicular and pass through the center of the supporting centering ball. The surfaces of the thrust collars on the side of the slots are made perpendicular to the axis of the shaft and have an edge groove. The forks of the shafts enter into the grooves of the support-centering ball from opposite sides with the formation of a detachable swivel, providing an angle of transmission of rotation of more than 30 °.

Description

Полезная модель относится к механизмам типа универсального шарнира или двойного механизма Кардана и может быть использована для передачи вращения между валами в приводах автомобилей и других машин.The invention relates to mechanisms such as a universal joint or a dual Cardan mechanism and can be used to transmit rotation between shafts in drives of cars and other cars.

Известен шарнир карданный равных угловых скоростей, содержащий ведущий и ведомый валы с вилками на соединяемых концах, со шлицами прямоугольного профиля на наружных поверхностях противоположных концов валов, имеющими заходные фаски, с шейками для установки подшипников и манжет у оснований вилок, отверстиями и технологическими зацентровками на торцах валов, опорно-центрирующий шар малого радиуса, четыре дополнительных шарика, расположенных в криволинейных канавках вилок валов, валы имеют у оснований вилок обработанные поверхности со стороны шлиц, которые выполнены перпендикулярными оси вала (Автомобили УАЗ-3741, УАЗ-3962, УАЗ-3909, УАЗ-2206, УАЗ-3303 и их модификации. Руководство по эксплуатации РЭ05808600.059-96. - Ульяновск: Дом печати, 1996. - С.101.)Known cardan joint of equal angular velocities, containing drive and driven shafts with forks at the ends to be joined, with slots of a rectangular profile on the outer surfaces of the opposite ends of the shafts having entry bevels, with necks for mounting bearings and cuffs at the base of the forks, holes and technological centerings at the ends shafts, supporting-centering ball of small radius, four additional balls located in the curved grooves of the forks of the shafts, the shafts have machined surfaces at the bases of the forks with slotted torons, which are made perpendicular to the shaft axis (Automobiles UAZ-3741, UAZ-3962, UAZ-3909, UAZ-2206, UAZ-3303 and their modifications. Operating Instructions RE05808600.059-96. - Ulyanovsk: Printing House, 1996. - S.101.)

Недостатком шарнира карданного равных угловых скоростей является узкая область применения, что обусловлено необходимостью применения дополнительных упорных элементов индивидуальной конструкции (например, специальных шайб) для обеспечении возможности ограничения механизма от продольного перемещения при использовании в качестве универсального шарнира.The disadvantage of the cardan joint of equal angular velocities is the narrow scope, which is due to the need to use additional thrust elements of an individual design (for example, special washers) to enable the mechanism to be limited from longitudinal movement when used as a universal joint.

Известен шарнир карданный равных угловых скоростей, содержащий ведущий и ведомый валы с вилками на соединяемых концах, опорно-центрирующий шар с двумя кольцевыми взаимно перпендикулярными пазами одинакового размера прямоугольного профиля, ширина пазов опорно-центрирующего звена равна толщине вилки, боковые поверхности пазов опорно-центрирующего звена симметричны относительно двух взаимно перпендикулярных Known cardan joint of equal angular velocities, containing drive and driven shafts with forks at the connected ends, a support-centering ball with two annular mutually perpendicular grooves of the same size of a rectangular profile, the width of the grooves of the support-centering link is equal to the thickness of the fork, the side surfaces of the grooves of the support-centering link symmetric with respect to two mutually perpendicular

плоскостей (С. на полезную модель 42869 РФ, МКИ F 16 С 11\06. Шарнир равных угловых скоростей\ Свиязов О.Ю.\\ Б.И. - 2004. - №12).planes (S. for utility model 42869 RF, MKI F 16 С 11 \ 06. Hinge of equal angular velocities \ Sviyazov O.Yu. \\ B.I. - 2004. - No. 12).

Недостатком шарнира карданного равных угловых скоростей является узкая область применения, что обусловлено невозможностью использования его в качестве универсального шарнира, например, в приводах автомобилей и других машин, из-за отсутствия обеспечения возможности ограничения от продольного перемещения.The disadvantage of the cardan joint of equal angular velocities is the narrow scope, due to the inability to use it as a universal joint, for example, in drives of cars and other machines, due to the lack of ensuring the possibility of restrictions on longitudinal movement.

Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является шарнир карданный равных угловых скоростей, содержащий ведущий и ведомый валы с вилками на соединяемых концах, вилки имеют одинаковые размеры, две части, симметричные относительно оси вала, плоские параллельные наружные поверхности, задающие толщину вилки, внешнее основание, перпендикулярное оси вала, пазы с внутренними поверхностями, перпендикулярными наружным поверхностям, прямолинейным участком длиной, равной половине ширины паза вилки, и участком в форме дуги окружности с радиусным основанием, равным длине прямолинейного участка, со шлицами прямоугольного профиля на наружных поверхностях противоположных концов валов, имеющими заходные фаски, с шейками для установки подшипников и манжет у оснований вилок, отверстиями и технологическими зацентровками на торцах валов, опорно-центрирующий шар с двумя кольцевыми взаимно перпендикулярными пазами одинакового размера прямоугольного профиля, ширина пазов опорно-центрирующего шара равна толщине вилки, боковые поверхности пазов опорно-центрирующего шара симметричны относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей, линия пересечения которых проходит через центр опорно-центрирующего шара, поверхности ограничивающие геометрическую форму оснований пазов опорно-центрирующего шара представляют собой пересечение поверхностей двух цилиндров, оси которых взаимно перпендикулярны, проходят через центр опорно-центрирующего шара и перпендикулярны каждая соответствующей плоскости, вилки валов входят в пазы опорно-центрирующего шара с противоположных сторон с образованием The closest in technical essence to the utility model is a cardan joint of equal angular velocities, containing drive and driven shafts with forks at the ends to be joined, the forks have the same dimensions, two parts symmetrical about the axis of the shaft, flat parallel outer surfaces defining the thickness of the fork, external base perpendicular to the axis of the shaft, grooves with internal surfaces perpendicular to the external surfaces, a rectilinear section of a length equal to half the width of the groove of the fork, and a section in the form of an arc with a radial base equal to the length of the rectilinear section, with slots of a rectangular profile on the outer surfaces of the opposite ends of the shafts, having chamfers, with necks for mounting bearings and cuffs at the base of the forks, holes and technological centerings on the ends of the shafts, a support-centering ball with two annular mutually perpendicular grooves of the same size of a rectangular profile, the width of the grooves of the supporting centering ball is equal to the thickness of the fork, the side surfaces of the grooves of the supporting centering ball are symmetric with respect to two mutually perpendicular planes, the intersection line of which passes through the center of the supporting centering ball, the surfaces bounding the geometric shape of the bases of the grooves of the supporting centering ball are the intersection of the surfaces of two cylinders whose axes are mutually perpendicular, pass through the center of the supporting centering ball and are perpendicular each corresponding to the plane, the shaft forks enter the grooves of the support-centering ball from opposite sides with the formation

разъемного шарнирного соединения, обеспечивающего угол передачи вращения более 30° (П. на промышленный образец 53407 РФ, Комплект карданов равных угловых скоростей\ Брагин А.В.\\ Б.п.о. - 2003. - №10).detachable swivel, providing an angle of transmission of rotation of more than 30 ° (P. for industrial design 53407 of the Russian Federation, Set of universal joint drives of equal angular speeds \ Bragin A.V. \\ B.p.o. - 2003. - No. 10).

Указанный шарнир карданный равных угловых скоростей рассматривается в качестве прототипа полезной модели.The specified universal joint of equal angular velocities is considered as a prototype of a utility model.

Недостатком прототипа является узкая область применения, что обусловлено невозможностью использования его в качестве универсального шарнира, например, в приводах автомобилей и других машин, из-за отсутствия обеспечения возможности ограничения шарнирного механизма от продольного перемещения.The disadvantage of the prototype is the narrow scope, due to the inability to use it as a universal joint, for example, in the drives of cars and other machines, due to the lack of ensuring the possibility of limiting the articulated mechanism from longitudinal movement.

Полезная модель направлена на решение задачи расширения области применения шарнира карданного равных угловых скоростей, что является целью создания полезной модели.The utility model is aimed at solving the problem of expanding the scope of the universal joint of equal angular velocities, which is the goal of creating a utility model.

Указанная цель достигается тем, что в шарнире карданном равных угловых скоростей, содержащем ведущий и ведомый валы с вилками на соединяемых концах, вилки имеют одинаковые размеры, две части, симметричные относительно оси вала, плоские параллельные наружные поверхности, задающие толщину вилки, внешнее основание, перпендикулярное оси вала, пазы с внутренними поверхностями, перпендикулярными наружным поверхностям, прямолинейным участком длиной, равной половине ширины паза вилки, и участком в форме дуги окружности с радиусным основанием, равным длине прямолинейного участка, со шлицами прямоугольного профиля на наружных поверхностях противоположных концов валов, имеющими заходные фаски, с шейками для установки подшипников и манжет у оснований вилок, отверстиями и технологическими зацентровками на торцах валов, опорно-центрирующий шар с двумя кольцевыми взаимно перпендикулярными пазами одинакового размера прямоугольного профиля, ширина пазов опорно-центрирующего шара равна толщине вилки, боковые поверхности пазов опорно-центрирующего шара симметричны относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей, This goal is achieved by the fact that in the cardan joint of equal angular velocities, containing the drive and driven shafts with forks at the ends to be joined, the forks have the same dimensions, two parts symmetrical about the axis of the shaft, flat parallel outer surfaces defining the thickness of the fork, an external base perpendicular axis of the shaft, grooves with internal surfaces perpendicular to the external surfaces, a rectilinear section of a length equal to half the width of the groove of the fork, and a section in the form of an arc of a circle with a radius base, equal to the length of the rectilinear section, with slots of a rectangular profile on the outer surfaces of the opposite ends of the shafts having entry chamfers, with necks for mounting bearings and cuffs at the base of the forks, holes and technological centerings on the ends of the shafts, a support-centering ball with two annular mutually perpendicular grooves of the same the size of a rectangular profile, the width of the grooves of the supporting centering ball is equal to the thickness of the fork, the side surfaces of the grooves of the supporting centering ball are symmetrical with respect to vuh mutually perpendicular planes,

линия пересечения которых проходит через центр опорно-центрирующего шара, поверхности ограничивающие геометрическую форму оснований пазов опорно-центрирующего шара представляют собой пересечение поверхностей двух цилиндров, оси которых взаимно перпендикулярны, проходят через центр опорно-центрирующего шара и перпендикулярны каждая соответствующей плоскости, вилки валов входят в пазы опорно-центрирующего шара с противоположных сторон с образованием разьемного шарнирного соединения, обеспечивающего угол передачи вращения более 30°, валы имеют у оснований вилок упорные бурты сплошной кольцевой формы, поверхности упорных буртов со стороны шлиц выполнены перпендикулярными оси вала и имеют краевую канавку.the intersection line of which passes through the center of the support-centering ball, the surfaces bounding the geometric shape of the bases of the grooves of the support-centering ball are the intersection of the surfaces of two cylinders, the axes of which are mutually perpendicular, pass through the center of the support-centering ball and are perpendicular to each corresponding plane, the shaft forks enter grooves of the support-centering ball from opposite sides with the formation of a detachable swivel, providing an angle of transmission of rotation of more than 30 Shafts have at the base of plugs resistant piles continuous annular shape, the thrust surface turners from the slot formed perpendicular to the axis of the shaft and have an edge groove.

Существенным отличием, характеризующим полезную модель, является расширение области применения шарнира карданного равных угловых скоростей за счет обеспечения возможности использования его в качестве универсального шарнира, например, в приводах автомобилей и других машин, так как в механизме возможно ограничение от продольного перемещения.A significant difference characterizing the utility model is the expansion of the scope of the universal joint of equal angular velocities due to the possibility of using it as a universal joint, for example, in drives of automobiles and other machines, since the mechanism may be limited from longitudinal movement.

Расширение области применения шарнира карданного равных угловых скоростей является полученным техническим результатом, обусловленным заявляемым выполнением звеньев механизма, наличием дополнительных элементов и их пространственной ориентацией, то есть отличительными признаками полезной модели. Таким образом, отличительные признаки заявляемого шарнира карданного равных угловых скоростей являются существенными.The expansion of the scope of the universal joint equal angular velocity is the technical result due to the claimed implementation of the links of the mechanism, the presence of additional elements and their spatial orientation, that is, the hallmarks of the utility model. Thus, the distinguishing features of the inventive cardan joint of equal angular velocities are significant.

На рисунке приведен чертеж вала шарнира карданного равных угловых скоростей, поясняющий сущность полезной модели.The figure shows a drawing of the universal joint shaft of equal velocity angular velocity, explaining the essence of the utility model.

Шарнир карданный равных угловых скоростей содержит ведущий и ведомый валы с вилками на соединяемых концах, со шлицами прямоугольного профиля на наружных поверхностях противоположных концов валов, имеющими заходные фаски, с шейками для установки подшипников и манжет и упорными бурты сплошной кольцевой формы у оснований The cardan hinge of equal angular velocities contains drive and driven shafts with forks at the ends to be joined, with slots of a rectangular profile on the outer surfaces of the opposite ends of the shafts having entry bevels, with necks for mounting bearings and cuffs and thrust collars of a continuous ring shape at the bases

вилок, отверстиями и технологическими зацентровками на торцах валов и опорно-центрирующий шар с двумя кольцевыми взаимно перпендикулярными пазами одинакового размера прямоугольного профиля. Вилки имеют одинаковые размеры, две части, симметричные относительно оси вала, плоские параллельные наружные поверхности, задающие толщину вилки, внешнее основание, перпендикулярное оси вала, пазы с внутренними поверхностями, перпендикулярными наружным поверхностям, прямолинейным участком длиной, равной половине ширины паза вилки, и участком в форме дуги окружности с радиусным основанием, равным длине прямолинейного участка. Поверхности упорных буртов со стороны шлиц выполнены перпендикулярными оси вала и имеют краевую канавку. Ширина пазов опорно-центрирующего шара равна толщине вилки. Боковые поверхности пазов опорно-центрирующего шара симметричны относительно двух взаимно перпендикулярных плоскостей, линия пересечения которых проходит через центр опорно-центрирующего шара. Поверхности, ограничивающие геометрическую форму оснований пазов опорно-центрирующего шара представляют собой пересечение поверхностей двух цилиндров, оси которых взаимно перпендикулярны, проходят через центр опорно-центрирующего шара и перпендикулярны каждая соответствующей плоскости. Вилки валов входят в пазы опорно-центрирующего шара с противоположных сторон с образованием разъемного шарнирного соединения, обеспечивающего угол передачи вращения более 30°,forks, holes and technological centerings on the ends of the shafts and a support-centering ball with two annular mutually perpendicular grooves of the same size of a rectangular profile. The forks have the same dimensions, two parts symmetrical with respect to the axis of the shaft, flat parallel external surfaces defining the thickness of the fork, external base perpendicular to the axis of the shaft, grooves with internal surfaces perpendicular to the external surfaces, a straight section of half the width of the groove of the fork, and a section in the form of an arc of a circle with a radius base equal to the length of the rectilinear section. The surfaces of the thrust collars on the side of the slots are made perpendicular to the axis of the shaft and have an edge groove. The width of the grooves of the support-centering ball is equal to the thickness of the fork. The lateral surfaces of the grooves of the supporting centering ball are symmetrical with respect to two mutually perpendicular planes, the intersection line of which passes through the center of the supporting centering ball. The surfaces that limit the geometric shape of the base of the grooves of the supporting centering ball are the intersection of the surfaces of two cylinders whose axes are mutually perpendicular, pass through the center of the supporting centering ball and are perpendicular to each corresponding plane. The forks of the shafts enter the grooves of the support-centering ball from opposite sides with the formation of a detachable swivel, providing an angle of transmission of rotation of more than 30 °,

Шарнир карданный равных угловых скоростей работает следующим образом. Вращение передается от ведущего вала шарнирного механизма к ведомому валу путем зацепления частей вилок валов в опорно-центрирующем шаре. Вилки валов входят в пазы опорно-центрирующего шара с противоположных сторон. Плоские параллельные наружные поверхности вилок валов ориентированы в пространстве взаимно перпендикулярно. При работе взаимодействующие внутренние поверхности пазов вилок соприкасаются с поверхностями оснований пазов опорно-центрирующего шара, а взаимодействующие The universal joint of equal angular speeds works as follows. The rotation is transmitted from the drive shaft of the articulated mechanism to the driven shaft by engaging parts of the shaft forks in the support-centering ball. The forks of the shafts enter the grooves of the supporting centering ball from opposite sides. The flat parallel outer surfaces of the shaft forks are oriented mutually perpendicularly in space. During operation, the interacting internal surfaces of the grooves of the forks are in contact with the surfaces of the bases of the grooves of the support-centering ball, and the interacting

плоские параллельных наружные поверхности вилок валов соприкасаются с боковыми поверхностями пазов опорно-центрирующего шара. Вращение может передаваться под произвольным углом между осями валов механизма в пределах заданного диапазона (более 30°). Диапазон изменения угла передачи вращения ограничивается упором внешнего основания вилки вала и плоской параллельной поверхности вилки другого вала и задается размерами звеньев механизма (толщиной вилки). Механизм допускает не только изменение угла между осями валов, но и смещение их по высоте.flat parallel outer surfaces of the shaft forks are in contact with the side surfaces of the grooves of the support-centering ball. Rotation can be transmitted at an arbitrary angle between the axes of the shafts of the mechanism within a given range (more than 30 °). The range of variation of the rotation transmission angle is limited by the emphasis of the outer base of the shaft fork and the plane parallel surface of the fork of the other shaft and is determined by the dimensions of the links of the mechanism (fork thickness). The mechanism allows not only a change in the angle between the axes of the shafts, but also their displacement in height.

Таким образом, шарнирный механизм является пространственным и обеспечивает передачу вращения между валами, взаимное положение которых во время работы может изменяться.Thus, the hinge mechanism is spatial and provides transmission of rotation between the shafts, the relative position of which during operation can change.

Для ограничения возможности продольного перемещения служат упорные бурты у оснований вилок валов. При этом внешняя ограничивающая деталь взаимодействует с поверхностью упорного бурта и предотвращает продольное перемещение механизма. Наличие краевой канавки на поверхности упорного бурта позволяет использовать внешние ограничивающие детали разной конструкции, что расширяет область применения механизма.To limit the possibility of longitudinal movement, thrust collars at the base of the shaft forks are used. In this case, the external limiting part interacts with the surface of the thrust collar and prevents the longitudinal movement of the mechanism. The presence of an edge groove on the surface of the thrust shoulder allows the use of external limiting parts of different designs, which expands the scope of the mechanism.

По сравнению с прототипом существенно расширяется область применения шарнирного механизма за счет обеспечения возможности использования его в качестве универсального шарнира, например, в приводах автомобилей и других машин, так как в механизме возможно ограничение от продольного перемещения. От продольного перемещения шарнирный механизм ограничивается путем взаимодействия поверхностей упорных буртов с внешней ограничивающей деталью заданной конструкции.Compared with the prototype, the scope of the articulated mechanism is significantly expanded by providing the possibility of using it as a universal joint, for example, in drives of automobiles and other machines, since the mechanism may limit it from longitudinal movement. From longitudinal movement, the hinge mechanism is limited by the interaction of the surfaces of the thrust collars with an external bounding part of a given design.

Claims

Cardan joint of equal angular velocities, containing drive and driven shafts with forks at the ends to be joined, forks have the same dimensions, two parts symmetrical about the axis of the shaft, flat parallel outer surfaces defining the thickness of the fork, an external base perpendicular to the axis of the shaft, grooves with internal surfaces perpendicular to the outer surfaces, a straight section with a length equal to half the width of the groove of the fork, and a section in the form of an arc of a circle with a radius base equal to the length of the straight section, with about slots of a rectangular profile on the outer surfaces of the opposite ends of the shafts, having entry chamfers, with necks for mounting bearings and cuffs at the base of the forks, holes and technological centerings on the ends of the shafts, a support-centering ball with two annular mutually perpendicular grooves of the same size, rectangular profile, the width of the grooves of the supporting centering ball is equal to the thickness of the fork, the lateral surfaces of the grooves of the supporting centering ball are symmetrical with respect to two mutually perpendicular planes her, the intersection line of which passes through the center of the support-centering ball, the surfaces bounding the geometric shape of the bases of the grooves of the support-centering ball are the intersection of the surfaces of two cylinders whose axes are mutually perpendicular, pass through the center of the support-centering ball and are perpendicular to each corresponding plane, shaft forks enter the grooves of the support-centering ball from opposite sides with the formation of a detachable swivel, providing an angle of transmission of rotation of the bol e 30 °, characterized in that the shafts are at the base of plugs resistant piles continuous annular shape, the thrust surface turners from the slot formed perpendicular to the axis of the shaft and have an edge groove.