SU425411A1 - Универсальное двойное шарнирное соединение - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области машиностроени .

Известны универсальные двойные шарнирные соединени , которые имеют две полумуфты и промежуточную обойму. На боковых поверхност х нолумуфт и обоймы выполнены желобки , в которых размещены шарики. Соединение позвол ет передавать вращательное движение обоим соедин емым валам, даже когда они расположены не соосно.

Угол перегиба двойного шарнира равен сумме углов перегиба каждого одиночного шарнира - кардана. Как бы ни был велик угол наклона валов центр вращени  каждого кардана всегда расположен в плоскости, проход щей через центры шариков.

Без специальной блокировки промежуточна  обойма таких двойных шарнирных соединений ,  вл  сь плавающей, расшатываетс . Дл  предотвращени  расшатывани  в двойных щарнирных соединени х используют центральную систему шарниров, выполненную в виде двух шаровых шипов, центры которых совпадают с центром вращени  каждого кардана . Два шаровых шипа объединены друг с другом третьим шаровым шипом скольз щего типа. Это ведет к заметному увеличению себестоимости , габаритов шарнирного соединени  и в особенности осложн ет его изготовление .

С целью сокращени  габаритов соединени  и упрощени  технологии изготовлени  центральна  шарнирна  система выполнена в виде двух коаксиально расположенных шаровых шипов, причем центр вращени  наружного щипа совпадает с центром вращени  одного из карданов, а центр вращени  внутреннего шниа расположен между центрами вращени  карданов.

Центр вращени  внутреннего щипа может быть расположен па равном рассто нии от центров вращени  карданов. Наружный шип люжет быть выполнен в виде пальца с шарозой головкой, цилиндрический конец которого жестко соединен с одной полумуфтой, а головка размещена в сферической полости, выполненной в обойме. Внутренний шип может быть выполнен в виде пальца со сферической головкой, цилиндрический конец которого жестко соединен со второй полумуфто , а головка размещена в сферической полостп , вьпюлненно в головке пальца наружного щппа.

Кроме того, палец внутреннего шипа выполнен в виде цилиндрического стержн  и закрепленной на нем с помощью разрезного кольца шаровой головки. В наружном шипе между взаимодействующими шаровыми поверхпост ми предусмотреп зазор 0,1 мм.

На фиг. 1 изображено описываемое шарнирное соединение; на фиг. 2 - вариант вынолнени  внутреннего шарового шипа; на фиг. 3 - вариант выполнени  пальца во внутреннем шаровом шипе.

Универсальное двойное шарнирное соединение включает полумуфты 1 и 2 и промежуточную обойму 3. С наружной части шарнирного соединени  иолумуфты к валам 4 и 5 прикреплены трансмиссии. Обойма выполнена в виде кольца, но окру сности которого вынолнены четыре относительно глубокие канавки , кажда  нз которых имеет две непараллельные боковые стенки, причем две противоположные канавки имеют широкое отверстие на одной из сторон обоймы и узкое отверстие на другой стороне обоймы. Кольцевые желобки 6 расноложены на боковой новерхностн канавок.

Кажда  из полумуфт содержит два плеча 7, на боковых поверхност х которых выполнены кольцевые желобки 8, аналогичные кольцевы .м желобкам обоймы. Плечи нолумуфт вход т в канавки обоймы. Кольцевые желобки обоймы и кольцевые желобки полумуфт имеют такой угол наклона, что они пересекаютс , а .между прилегающими кольцевы.ми лселобками на уровне их нересечени  размеш,ены шарики 9. Кажда  полу.муфта контактирует с обоймой с номош,ью четырех шариков (на фиг. 1 изображены два шарика, один из которых ноказан пунктиром). Установленна  таким образом нолумуфта образует один из элементарных одиночных шарниров двойного шарнирного соединени  - кардан.

Такое шарнирное соединение нозвол ет передавать крут щий момент между соедин емыми валами, дава  возможность одновременно измен ть их относительный угол наклона . При нерегибе кардана центры всех его четырех шариков остаютс  в одной плоскости Р, проход щей через центры вращени  кардана О и Од,.

Дл  исключенн  трени  o6oiiivibi и предотвращени  шарнирного соединени  две полумуфты объединены с обоймой центральной шарнирной системой, котора  включает два коаксиально расноложенных шаровых шина: наружный шин с центром вращени  О, совпадающим с центром вращени  одного из карданов , и внутренний, с центром вращени  Оз, наход щимс  на пересечении осей валов и преимущественно на равном рассто нии от центров вращени  карданов Oj и Og.

Наружный шаровой шип имеет сферическую полость 10, выполненную в обойме, куда входит шарова  головка 11 пальца 12. Цилиндрический конец нальца жестко соединен с полумуфтой. Шарова  головка пальца имеет в свою очередь сферическую полость 13, в которой размещена шарова  головка 14 пальца 15. Цилиндрический конец последнего жестко закреплен в другой полумуфте.

Центр вращени  Og внутреннего шарового шипа расположен между центрами О и Oj.

Если бы центры Oj и Oz были более удалены друг от друга, можно было бы предусмотреть промежуточные детали дл  сферы наружного шарового щипа и сферической полости внутреннего шина, объедин   детали дл  образовани  эквивалентного механизма. Уменьшение габаритов соединительной системы гсозвол ет сделать двойное шарнирное соединение комnaKTiibiM , что  вл етс  очень ценным качеством нри эксплуатации.

Соедин емые валы имеют одинаковый наклон к их пр молинейному положению в случае , если центры О и 0 будут расположены на одинаковом рассто нии от центра Оз внутреннего шарового шипа.

В зависимости от варианта выполнени  шарнирного соединени  допускаетс  различие в рассто нии путем придани  валам различного угла наклона. Нри изменении угла наклона одного из валов треугольник, образованный точками Oi, Oz и Оз измен етс , вызыва  соответствующее изменение угла наклона другого вала. Треугольник деформируетс  так, что точка Oi и рассто ние между точками 0| и Оз остаютс  ненодвижными, а точка Оз перемещаетс  по окружности радиусом OiOz, в то врем  как точка ОЕ перемещаетс  по оси обоймы, остава сь практически па том же рассто нии от точки Оз. Точка Oz  вл етс  воображаемой и ее перемещение происходит при движении плоскости Р щариков вместе с легким нередвижепием нолумуфты. Изменение рассто ни  между точками 0| и Оа карданов недостаточно дл  того, чтобы расшатать шарнирное соединение, и это изменение свободно поглощаетс  системой передач, в которой используетс  шарнирное соединение. Обойма не имеет возможности совершать плавающее движение , так как ее ось по линии может нринимать лишь одно направление в соответствии с величиной угла Oj, 0, Оз - угла взаимного наклона соедин емых валов.

Центр Oi наружного шарового шипа совпадает с центром вращени  кардана, использующего этот шаровой шип, поэтому двойное шарнирное соединение не может заклинитьс , так как сгибание другого кардана невозможно из-за совпадени  двух отдельных центров и приведени  в движение воображаемой точки Ог, наход щейс  в нлоскости Р шариков . Однако необходимо предусмотреть небольшой зазор (0,1 мм) в наружном шаровом шипе. Шарнирна  соединительна  система, включающа  щаровые щины, эффективна дл  обеснечени  сцеплени  составных деталей двойного шарнирного соединени  и нрен тствует плаванию центральной рамы, а также обеспечивает блокировку шарнирного соединени .

Внутренний шаровой шип может быть выполнен как показано на фиг. 2, где палец шипа состоит из выцолненных заодно шаровой головки и цилиндрического стержн , причем его шарова  поверхность имеет плоские грани 16, а сферическа  поверхность полости другого пальца снабжена входным отверстием 17. Это позвол ет шаровому концу войти в полость в случае, когда грани диаметрально противоположны входным отверсти м, но мешает выходу сферы после легкого вращени  ее относительно полости.

Палец BHyTpeiniero шарового шипа может быть выполнен разъемным, еосто щим из стержн  18 и шаровой головки 19, соединенной со стержнем с помошью разрезного кольца 20 (см. фиг. 3).

Предмет изобретен и  

Claims (6)

1. Универсальное двойное шарнирное соединение , содержаш,ее две полумуфты, св занные между собой центральной шарнирной системой с промежуточной обоймой с шариками и образуюшне два кардана с центром вращени  каждого, расположенным в плоскости , проход щей через центры шариков, отличающеес  тем, что, с целью сокращени  габаритов соединени  и упрощени  технологии изготовлени , центральна  шарнирна  система выполнена в виде двух коаксиально расположенных шаровых шипов, причем центр вращени  наружного шипа совпадает с центром врашени  одного из карданов.

а центр врап1енн  внутреннего шнпа расположен между центрами вращени  карданов.

2.Соединение по п. 1, отличающеес  тем, что центр вращени  внутреннего шипа расположен на равном рассто нии от центров вращени  карданов.

3.Соединение по п. 1, отличающеес  тем, что паружный шин выполнен в виде пальца со сферической головкой, цилиндрический конец которого жестко соединен с одной полумуфтой, а головка размещена в сферической полости, выполненной в обойме.

4.Соединение по и. 1, отличающеес  тем, что внутренний щип выполнен в виде пальца со сферической головкой, цилиндрический конец которого жестко соединен со второй нолумуфтой, а головка размещена в сферической полости, выполненной в головке пальца наружного щипа.

5.Соединение по нп. 1 и4, отличающеес   тем, что налец внутреннего шина выполнен в виде цилиндрического стержн  и закрепленпо на нем с помощью разрезного кольца шаровой головки.

6.Соединение по п. 1, отличающеес  тем, что в наружном шипе между взаимодействующими шаровыми поверхност ми предусмотрен зазор 0,1 мм.

J5,

10fZ

15 9

Vus.S