RU79625U1

RU79625U1 - SWIVEL AND LEVER CONNECTOR ASSEMBLY

Info

Publication number: RU79625U1
Application number: RU2008139564/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Муромцев
Original assignee: Владимир Иванович Муромцев
Priority date: 2008-10-06
Filing date: 2008-10-06
Publication date: 2009-01-10

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к муфтам, и может быть использована для передачи крутящего момента между механизмами, расположенными произвольно относительно друг друга. Предлагаемое устройство является универсальным и может быть использовано как карданный вал, шарнир, рычаг, муфта, в качестве полуоси автомобиля с независимой подвеской или целого моста. Кроме того, решение может применяться как гребной вал маломерных судов с изменяемым положением винта относительно судна.The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to couplings, and can be used to transmit torque between mechanisms located arbitrarily relative to each other. The proposed device is universal and can be used as a cardan shaft, hinge, lever, clutch, as a semi-axis of a car with independent suspension or a whole bridge. In addition, the solution can be used as a propeller shaft of small vessels with a variable position of the propeller relative to the vessel.

Технический результат заключается в повышении надежности за счет исключения хрупких и быстро изнашивающихся деталей при упрощении конструкции.The technical result is to increase reliability by eliminating fragile and rapidly wearing parts while simplifying the design.

Шарнирно-рычажный соединительный узел содержит две полумуфты 1 и рычаги 3. Согласно решению узел снабжен вставкой 8, расположенной между полумуфтами, обеспечивающей параллельное расположение рычагов. Один из рычагов является центральным и шарнирно соединен с обеими полумуфтами. Остальные в количестве не менее шести равномерно расположены вокруг центрального рычага, при этом часть из них шарнирно соединена с одной полумуфтой, а остальные - с другой.The hinged-lever connecting unit contains two coupling halves 1 and levers 3. According to the solution, the assembly is equipped with an insert 8 located between the coupling halves, providing a parallel arrangement of levers. One of the levers is central and pivotally connected to both coupling halves. The rest in an amount of at least six are evenly spaced around the central lever, with some of them pivotally connected to one coupling half, and the rest to the other.

1 н., 1 з.п. ф-лы, 5 илл.1 n., 1 wp f-ly, 5 ill.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к муфтам, и может быть использована в качестве промежуточного соединительного звена для передачи крутящего момента с одного механизма на другой. Она предназначена для соединения механизмов, узлов, деталей, когда требуется обеспечение перемещения соединяемых элементов в разных плоскостях, расположенных под произвольным углом друг к другу. Предлагаемое устройство является универсальным и может быть использовано как карданный вал, шарнир, рычаг, муфта, в качестве полуоси автомобиля с независимой подвеской или целого моста. Кроме того, решение может применяться как гребной вал маломерных судов с изменяемым положением винта относительно судна.The utility model relates to the field of mechanical engineering, in particular to couplings, and can be used as an intermediate connecting link for transmitting torque from one mechanism to another. It is designed to connect mechanisms, assemblies, parts, when it is necessary to ensure the movement of the connected elements in different planes located at an arbitrary angle to each other. The proposed device is universal and can be used as a cardan shaft, hinge, lever, clutch, as a semi-axis of a car with independent suspension or a whole bridge. In addition, the solution can be used as a propeller shaft of small vessels with a variable position of the propeller relative to the vessel.

Известен карданный вал с двумя универсальными шарнирами, каждый из которых состоит из съемных вилок-фланцев, закрепленных на соединяемых вилках и связанных крестовиной, имеющей цапфы, установленные в корпусах подшипников (см. авторское свидетельство СССР №413289, МПК F16C 11/06, опубл. 4.06.1974).A cardan shaft with two universal joints is known, each of which consists of removable forks-flanges mounted on connected forks and connected by a spider having trunnions installed in bearing housings (see USSR author's certificate No. 413289, IPC F16C 11/06, publ. 06/04/1974).

Известна муфта равных угловых скоростей, содержащая ось вращения входного вала, ось вращения выходного вала, регулирующий механизм. Муфта содержит U-образную вилку выходной оси, имеющую регулирующий штифт выходной оси, прикрепленный к одному плечу вилки выходной оси. Причем ось регулирующего штифта выходной оси находится в плоскости, образуемой выходной осью и осью, образуемой цапфами вилки выходной оси, и пересекает геометрический центр муфты. Муфта также включает выступ входной оси, имеющий регулирующий штифт входной оси. Причем ось регулирующего штифта входной оси находится в плоскости, образуемой входной осью и осью вращения выступа, и пересекает геометрический центр муфты. Регулирующий механизм выполнен с возможностью удерживания, по меньшей мере, частей муфты для получения характеристик равных угловых скоростей. Двойная муфта равных угловых скоростей содержит входную ось, выходную ось, вилку входного конца, вилку выходного конца, регулирующий механизм. Вилка входного конца имеет первую и вторую пары цапф. Причем вторая пара цапф вилки входного конца шарнирно соединена с входной концевой парой цапф на входном конце соединительной трубы. Вилка выходного конца имеет первую и вторую пары цапф вилки, причем вторая пара цапф шарнирно соединена с выходной концевой парой цапф соединительной трубы (см. патент на изобретение RU 2292494 МПК F16D 3/30, опубл. 27.01.2007).Known clutch of equal angular velocities, containing the axis of rotation of the input shaft, the axis of rotation of the output shaft, the regulating mechanism. The coupling comprises a U-shaped plug of the output axis, having a control pin of the output axis attached to one arm of the plug of the output axis. Moreover, the axis of the control pin of the output axis is in the plane formed by the output axis and the axis formed by the pins of the fork of the output axis, and intersects the geometric center of the coupling. The coupling also includes an inlet axis protrusion having an inlet axis adjusting pin. Moreover, the axis of the adjusting pin of the input axis is in the plane formed by the input axis and the axis of rotation of the protrusion, and intersects the geometric center of the coupling. The control mechanism is configured to hold at least parts of the coupling to obtain equal angular velocity characteristics. The double equal-velocity coupling includes an input axis, an output axis, an input end plug, an output end plug, and a control mechanism. The input end plug has the first and second pairs of pins. Moreover, the second pair of pins of the input end fork is pivotally connected to the input end pair of pins at the input end of the connecting pipe. The output end plug has a first and second pair of trunnion pins, the second pair of trunnions pivotally connected to the output end pair of trunnions of the connecting pipe (see patent for invention RU 2292494 IPC F16D 3/30, publ. January 27, 2007).

Однако в данных устройствах вал для передачи крутящего момента между шарнирами выполнен в виде трубы, поэтому весь механизм имеет сравнительно большую However, in these devices, the shaft for transmitting torque between the joints is made in the form of a pipe, so the whole mechanism has a relatively large

массу и момент инерции.mass and moment of inertia.

Известна муфта для передачи крутящего момента с одного механизма другому. Для повышения компенсирующей угловой способности муфты и обеспечения передачи больших крутящих моментов муфта содержит две полумуфты с расположенными по окружности пальцами на взаимнообращенных торцах, а пальцы разных полумуфт соединены между собой соединительными элементами, выполненными в виде тяг, концы которых соединены с пальцами посредством шарниров. На концах тяг выполнены отверстия, в которых установлены сменные вкладыши, взаимодействующие с пальцами, концы которых выполнены сферическими, при этом сферическая поверхность пальцев и вкладыши выполняют функцию шарнира. Вкладыши закреплены в отверстиях тяг. Совокупность функций сферического конца пальца и вкладыша могут выполнять сферические подшипники, установленные на пальцах и в отверстиях тяг. При этом конец пальца выполнен ответным отверстию внутренней обоймы подшипника. Тяги выполнены в форме пластин с пазами, соединяющими отверстия, при этом ширина пазов равна или несколько больше диаметра сферы пальца. В пластине установлены стержни, а сферический конец каждого пальца расположен между вкладышем и стержнем. Внутренняя поверхность вкладыша выполнена ответной сферической поверхности пальца. Между полумуфтами установлено промежуточное соединение, концы которого тождественны полумуфтам. Полумуфты снабжены дисками, размещенными на взаимообращенных торцах, а пальцы каждой из полумуфт закреплены на соответствующем диске, при этом промсоединение установлено между дисками, а диски соединены между собой технологическими планками (см. заявку на изобретение RU 93021776, МПК F16D 3/48,10.03.1995).A known clutch for transmitting torque from one mechanism to another. To increase the compensating angular ability of the coupling and ensure the transmission of large torques, the coupling contains two coupling halves with fingers located on a circle at mutually opposite ends, and the fingers of different coupling halves are interconnected by connecting elements made in the form of rods, the ends of which are connected to the fingers via hinges. Holes are made at the ends of the rods, in which removable liners are installed that interact with the fingers, the ends of which are made spherical, while the spherical surface of the fingers and liners serve as a hinge. The liners are fixed in the holes of the rods. The set of functions of the spherical end of the finger and the liner can perform spherical bearings mounted on the fingers and in the holes of the rods. In this case, the end of the finger is made a mating hole of the inner race of the bearing. The rods are made in the form of plates with grooves connecting the holes, while the width of the grooves is equal to or slightly larger than the diameter of the finger sphere. The rods are installed in the plate, and the spherical end of each finger is located between the liner and the rod. The inner surface of the liner is made mating spherical surface of the finger. An intermediate connection is established between the coupling halves, the ends of which are identical to the coupling halves. The coupling halves are equipped with disks located on mutually inverted ends, and the fingers of each of the coupling halves are mounted on the corresponding disk, the interconnection is established between the disks, and the disks are interconnected by technological bars (see patent application RU 93021776, IPC F16D 3 / 48,10.03. 1995).

Однако конструкция такой муфты сравнительно сложна и имеет ненадежные элементы - подшипники, содержащие легко разрушаемые сепараторы. К тому же устройство допускает только параллельное смещение ведущего и ведомого валов, поэтому не может применяться в узлах с угловым смещением.However, the design of such a clutch is relatively complex and has unreliable elements - bearings containing easily destructible cages. In addition, the device allows only parallel displacement of the drive and driven shafts, so it cannot be used in nodes with angular displacement.

Задачей настоящего решения является разработка универсального узла, обеспечивающего передачу крутящего момента между механизмами при их произвольном взаимном расположении.The objective of this solution is to develop a universal unit that provides transmission of torque between the mechanisms with their arbitrary relative position.

Поставленная задача решена тем, что шарнирно-рычажный соединительный узел содержит две полумуфты и рычаги. Согласно решению узел снабжен вставкой, расположенной между полумуфтами, обеспечивающей параллельное расположение The problem is solved in that the articulated-lever connecting unit contains two coupling halves and levers. According to the decision, the unit is equipped with an insert located between the coupling halves, providing a parallel arrangement

рычагов. Один из рычагов является центральным и шарнирно соединен с обеими полумуфтами. Остальные в количестве не менее шести равномерно расположены вокруг центрального рычага, при этом часть из них шарнирно соединена с одной полумуфтой, а остальные - с другой. Вставка выполнена в виде металлического цилиндра с отверстием по центру для центрального рычага и пазами с внешней стороны для остальных рычагов.leverage. One of the levers is central and pivotally connected to both coupling halves. The rest in an amount of at least six are evenly spaced around the central lever, with some of them pivotally connected to one coupling half, and the rest to the other. The insert is made in the form of a metal cylinder with a hole in the center for the central lever and grooves from the outside for the remaining levers.

Полезная модель поясняется чертежами.The utility model is illustrated by drawings.

На Фиг.1 изображена муфта в сборе в разрезе.Figure 1 shows the clutch Assembly in the context.

На Фиг.2 изображен разрез А-А, обозначенный на Фиг.1.Figure 2 shows a section aa, indicated in figure 1.

На Фиг.3 изображен разрез Б-Б, обозначенный на Фиг.1.Figure 3 shows a section bB, indicated in figure 1.

На Фиг.4 изображена муфта при параллельном смещении осей.Figure 4 shows the coupling with a parallel displacement of the axes.

На Фиг.5 изображена муфта при угловом смещении осей.Figure 5 shows the coupling with an angular displacement of the axes.

Позициями на чертежах обозначены:The positions in the drawings indicate:

1 - полумуфта;1 - coupling half;

2 - ось вращения;2 - axis of rotation;

3 - рычаг;3 - lever;

4 - шар;4 - ball;

5 - сферическое углубление;5 - spherical recess;

6 - внешняя часть полумуфты;6 - the outer part of the coupling half;

7 - внутренняя часть полумуфты;7 - the inner part of the coupling half;

8 - вставка;8 - insert;

9 - паз;9 - groove;

10 - кожух.10 - a casing.

Лучший вариант исполнения соединительного узла.The best version of the connector.

Соединительный узел содержит две полумуфты 1, форма которых допускает взаимодействие с соединяемыми валами (ведущим и ведомым), один из которых имеет шлицевые соединения, или другими узлами, имеющими оси вращения 2. Полумуфты 1 соединены рычагами (тягами, штангами) 3, например, в количестве семи штук. При необходимости передачи большого крутящего момента, а также при большой длине устройства количество рычагов может быть 9, 11, 13 и т.д. Центральный рычаг расположен на оси симметрии полумуфт 1, а остальные (периферийные) - равномерно распределены по окружности вокруг центрального. На обоих концах центрального рычага жестко закреплены шары 4. Периферийные рычаги короче центрального и снабжены шарами только с одной стороны. Три рычага обращены шарами к одной полумуфте, три другие - ко второй, и расположены рычаги поочередно. В случае выполнения соединительного узла с большим количеством рычагов половина из них соединена с The connecting unit contains two coupling halves 1, the shape of which allows interaction with the connected shafts (master and slave), one of which has splined joints, or other nodes having rotation axes 2. The coupling halves 1 are connected by levers (rods, rods) 3, for example, the amount of seven pieces. If it is necessary to transfer large torque, as well as with a long device, the number of levers can be 9, 11, 13, etc. The central lever is located on the axis of symmetry of the coupling halves 1, and the rest (peripheral) are evenly distributed around a circle around the central one. Balls 4 are rigidly fixed at both ends of the central lever. The peripheral levers are shorter than the central one and are provided with balls on one side only. Three levers are turned by balls to one half-coupling, the other three to the second, and the levers are located alternately. In the case of the execution of the connecting node with a large number of levers, half of them are connected to

одной полумуфтой, а половина - с другой. Соединение полумуфт и рычагов выполнено следующим образом. Шары расположены в соответствующих углублениях 5 на взаимнообращенных торцевых поверхностях полумуфт 1, что представляет собой шарнирное соединение. Причем одно углубление 5 для центрального рычага 3 располагается по центру полумуфты 1, а остальные три углубления 5 равномерно распределены по периметру окружности на полумуфте 1. В конкретном случае углубления 5 реализуются следующим образом. Каждая полумуфта состоит из двух частей: внешней 6 и внутренней 7, скрепленных между собой резьбовыми соединениями (болтами). Часть 6 может быть выполнена совместно с цилиндрическим шлицевым валом, что дает возможность менять размер соединения по длине во время работы. В части 6 имеются углубления полусферической формы для шаров 4. В части 7 имеются сквозные отверстия полусферической формы для шаров 4 со стороны, обращенной к части 6, и формы усеченного конуса со стороны, обращенной к другой полумуфте 1. Причем диаметр отверстия в месте пересечения конического и сферического профилей меньше диаметра шара 4. Профиль конических отверстий определяет угловое отклонение рычагов 3, жестко связанных с шарами 4, от осей валов 2. Рычаги 3 удерживаются друг относительно друга вставкой 8 с одним отверстием по центру, равном диаметру центрального рычага 3, и пазами 9, соответствующими диаметру периферийных рычагов 3. Длина вставки 8 зависит от длины рычагов 3 и максимального угла отклонения рычагов 3 от осей 2. Вставка 8 выполнена в виде металлического цилиндра с отверстием по центру для центрального рычага и пазами 9 с внешней стороны для периферийных рычагов. Ширина пазов 9 определяется диаметром рычагов 3 и обеспечивает свободное перемещения рычагов в пазу. В лучшем варианте выполнения устройство содержит шесть рычагов (помимо центрального), три из которых шарнирно соединены с одной полумуфтой, а три - с другой, и в пазах вставки эти рычаги расположены поочередно. Вставка 8 закрыта стальным кожухом 10 соответствующего размера и формы для предотвращения вытекания смазочного материала и выпадения рычагов 3. Шарнирные соединения с обеих сторон могут быть закрыты резиновыми гофрированными пыльниками, крепящимися одним концом к кожуху 10, а другим к полумуфте 1. Размеры шарнирно-рычажного соединительного узла зависят от мощности передаваемого усилия.one coupling half and half with the other. The connection of the coupling halves and levers is as follows. The balls are located in the corresponding recesses 5 on the mutually inverted end surfaces of the coupling halves 1, which is a swivel. Moreover, one recess 5 for the central lever 3 is located in the center of the coupling half 1, and the remaining three recesses 5 are evenly distributed around the circumference of the coupling half 1. In the specific case, the recesses 5 are implemented as follows. Each coupling half consists of two parts: external 6 and internal 7, fastened together by threaded connections (bolts). Part 6 can be performed in conjunction with a cylindrical splined shaft, which makes it possible to change the size of the connection along the length during operation. Part 6 has hemispherical recesses for balls 4. Part 7 has hemispherical through-holes for balls 4 from the side facing part 6, and a truncated cone shape from the side facing another half-coupling 1. Moreover, the diameter of the hole at the intersection of the conical and spherical profiles less than the diameter of the ball 4. The profile of the conical holes determines the angular deviation of the levers 3, rigidly connected with the balls 4, from the axes of the shafts 2. The levers 3 are held relative to each other by an insert 8 with one hole in the center, equal to the diameter of the central lever 3, and grooves 9, corresponding to the diameter of the peripheral levers 3. The length of the insert 8 depends on the length of the levers 3 and the maximum angle of deviation of the levers 3 from the axes 2. The insert 8 is made in the form of a metal cylinder with a hole in the center for the central lever and grooves 9 on the outside for peripheral levers. The width of the grooves 9 is determined by the diameter of the levers 3 and provides free movement of the levers in the groove. In the best embodiment, the device contains six levers (in addition to the central one), three of which are pivotally connected to one half-coupling, and three to the other, and in the grooves of the insert these levers are located alternately. The insert 8 is closed by a steel casing 10 of the appropriate size and shape to prevent leakage of lubricant and the levers 3. The hinged joints on both sides can be closed with rubber corrugated anthers, fastened at one end to the casing 10 and the other to the coupling half 1. Dimensions of the articulated link nodes depend on the power of the transmitted force.

Устройство работает следующим образом. Крутящий момент от одной оси 2 к другой передается через полумуфты 1, связанные рычагами 3 посредством шарнирного соединения. Вставка 8 совместно с рычагами 3 предотвращают угловое смещение полумуфт относительно друг друга. При смещении осей 2 соответственно смещаются и полумуфты 1. При этом сохраняется способность передавать вращение между The device operates as follows. The torque from one axis 2 to another is transmitted through the coupling halves 1, connected by levers 3 through a swivel. The insert 8 together with the levers 3 prevent the angular displacement of the coupling halves relative to each other. When the axes 2 are displaced, the coupling halves 1 are shifted accordingly.

полумуфтами 1. Движение рычагов 3 и, следовательно, смещение полумуфт 1 относительно друг друга ограничивается величиной телесного угла конического отверстия в полумуфте и шарами, расположенными в сферических углублениях.coupling halves 1. The movement of the levers 3 and, consequently, the displacement of the coupling halves 1 relative to each other is limited by the size of the solid angle of the conical hole in the coupling half and balls located in spherical recesses.

Конструкция имеет высокую надежность, так как шарниры закреплены внутри полумуфт и защищены пыльниками. Увеличен срок службы (в известных конструкциях разрушается сепаратор). Увеличена и жесткость на кручение, обеспечиваемая специальной вставкой. Предлагаемое устройство просто в изготовлении и при этом имеет широкие области применения.The design has high reliability, since the hinges are fixed inside the coupling halves and are protected by anthers. Increased service life (in known designs, the separator is destroyed). Increased torsional rigidity provided by a special insert. The proposed device is easy to manufacture and at the same time has wide fields of application.

Claims

1. Swivel-lever connecting unit containing two coupling halves and levers, characterized in that the assembly is equipped with an insert located between the coupling halves, providing a parallel arrangement of levers, one of which is central and pivotally connected to both coupling halves, and the rest in an amount of at least six evenly spaced around the central lever, while some of them are pivotally connected to one coupling half, and the rest to the other.

2. The hinged-lever connecting unit according to claim 1, characterized in that the insert is made in the form of a metal cylinder with a hole in the center for the central lever and grooves from the outside for the remaining levers.