Универсальное двойное шарнирное соединение

 

О П И С А Н И Е 1111 4254И

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Зависимый от патента (51) М. Кл. Е 16d 3/34 (22) Заявлено 30.06.72 (21) 1806258/25-27 (32) Приоритет 02.07.71 (31) 7124377 (33) Франция

Государственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 62!1.825.5 (088.8 ) Опубликовано 25.04.74. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 04.10.74 (72) Автор изобретения

Иностранец

Жерар Моран (Франция) Иностранная фирма

«Сосьете Аноним Д.Б.А.» (Франция) (71) Заявитель (54) УНИВЕРСАЛЬНОЕ ДВОЙНОЕ ШАРНИРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ

Изобретение относится к области машиностроения.

Известны универсальные двойные шарнирные соединения, которые имеют две полумуфты и промежуточную обойму. 1-1а боковых поверхностях полумуфт и обоймы выполнены желобки, в которых размещены шарики. Соединение позволяет передавать вращательное движение обоим соединяемым 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 вращения каждого кардана всегда расположен в плоскости, проходящей через центры шариков.

Без специальной блокировки промежуточная обойма таких двойных шарнирных соединений, являясь плавающей, расшатывается.

Для предотвращения расшатывания в двойных шарнирных соединениях используют центральную систему шарниров, выполненную в виде двух шаровых шипов, центры которых совпадают с центром вращения каждого кардана. Два шаровых шипа объединены друг с другом третьим шаровым шипом скользящего типа. Это ведет к заметному увеличению себестоимости, габаритов шарнирного соединения и в особенности осложняет его изготовление.

С целью сокращения габаритов соединения и упрощения технологии изготовления центральная шарнирная система выполнена в виде двух коаксиально расположенных шаровых шипов, приче;! центр вращения наружного шипа совпадает с центром вращения одного из карданов, а центр вращения внутреннего ш и 1! а р 3 c I l o JI 0 JK 0 I I м е ?к ду центр а м и в р а ще ни я карданов.

Центр вращения внутреннего шипа может быть расположен па равном расстоянии от центров вращения карданов. 11аружный шип м "iKcl бь!Ть Выполнен в виде пальца с ша

15 ровой головкой, цилиндрический конец которого жестко соединен с одной полумуфтой, а головка размещена в сферической полости, ьыполненной в обопме. Внутренний шип может быть выполнен в виде пальца со сфери20 ческой головкой, цилиндрический конец которого .ксстко соединен со второй полумуфтой, ", головка размещена в сферической полости, выполненной в головке пальца наружного шипа.

25 Кро:,! е того, палец внутреннего шипа выполнен в виде цилиндрического стержня и закрепленной на нем с помощью разрезного кольца шаровой головки. В наружном шипе между взаимодействующими шаровыми по30 верхпостями предусмотрен зазор 0,1 мм.

425411

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

Универсальное двойное шарнирное соединение включает полумуфты 1 и 2 и промежуточную обойму 3. С наружной части шарнирного соединения полумуфты к валам 4 и 5 прикреплены трансмиссии. Обойма выполнена в виде кольца, по окружности которого выполнены четыре относительно глубокие «анавки, каждая из 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 б расположены на боковой поверхности канавок.

Каждая из полумуфт содержит два плеча 7, на боковых поверхностях которых выполнены кольцевые желобки 8, аналогичные кольцевым желобкам обоймы. Плечи полумуфт входят в канавки обоймы. Кольцевые желобки обоймы и кольцевые желобки полумуфт имеют такой угол наклона, чго они пересекаются, а между прилегающими кольцевыми желобками на уровне их пересечения размещены шарики 9. Каждая полумуфта контактирует с обоймой с помощью четырех шариков (на фиг. 1 изображены два шарика, один из которых показан пунктиром). Установленная таким образом полумуфта образует один из элементарных одиночных шарниров двойного шарнирного соединения — кардан.

Такое шарнирное соединение позволяет передавать крутящий момент между соединяемыми валами, давая возможность одновременно изменять их относительный угол наклона. При перегибе кардана центры всех его четырех шариков остаются в одной плоскости

Р, проходящей через центры вращения кардана 01 и О .

Для исключения трения обоймы и предотвращения шарнирного соединения две полумуфты объединены с обоймой центральной шарнирной системой, которая включает два коаксиально расположенных шаровых шипа: наружный шип с центром вращения Or, совпадающим с центром вращения одного из карданов, и внутренний, с центром вращения 0, находящимся на пересечении осей валов и преимущественно на равном расстоянии от центров вращения карданов О, и 0 .

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

Центр вращения Оз внутреннего шарового шипа расположен между центрами Or и О .

Если бы центры 01 и О> были более удалены друг ol друга, можно было бы предусмотреть промежуточные детали для сферы наружного шарового шипа и сферической полости внутреннего шипа, объединяя детали для ооразоваппя эквивалентного механизма. Уменьшение габаритов соединительной системы позволяет сделать двойное шарнирное соединение компактным, что является очеш ценным качеств .и при эксплуатации.

Соединяемые валы имеют одинаковый наклон к их прямолинейному положению в случае, если центры Or и 0 будут расположены на одинаковом расстоянии от центра 0 внутреннего шарового шипа.

В зависимости от варианта выполнения шарнирного соединения допускается различие в расстоянии путем придания валам различного угла наклона. При изменении угла наклона одного из валов треугольник, образованный точками Оь 0 и Оз изменяется, вызывая соответствующее изменение угла наклона другого вала. Треугольник деформируется так, что точка О, и расстояние между точками 01 и 0 остаются неподвижными, а точка 0 перемещается по окружности радиусом OIO, в то время как точка 0 перемещается по оси обоймы, оставаясь практически на том же расстоянии от точки Оз. Точка О> является воображаемой и ее перемещение происходит при движении плоскости Р шариков вместе с легким передвижением полумуфты. Изменение расстояния между точками 01 и 0 карданов недостаточно для того, чтобы расшатать шарнирное соединение, и это изменение свободно поглощается системой передач, в которой используется шарнирное соединение. Обойма не имеет возможности совершать плавающее движение, так как ее ось по линии О,— 0 может принимать лишь одно направление в соответствии с величиной угла Or, 0, О, — угла взаимного наклона соединяемых валов.

Центр Or наружного шарового шипа совпадает с центром вращения кардана, использующего этот шаровой шип, поэтому двойное шарнирное соединение не может заклиниться, так как сгибание другого кардана невозмохкно из-за совпадения двух отдельных центров и приведения в движение воображаемой точки О>, находящейся в плоскости Р шариков. Однако необходимо предусмотреть небольшой зазор (0,1 мм) в наружном шаровом шипе. Шарнирная соединительная система, включающая шаровые шипы, эффективна для обеспечения сцепления составных деталей двойного шарнирного соединения и препятствует плаванию центральной рамы, а также обеспечивает блокировку шарнирного соединения.

Внутренний шаровой шип может быть выполнен как показано на фиг. 2, где палец шипа состоит из выполненных заодно шаровой головки и цилиндрического стержня, причем его шаровая поверхность имеет плоские гра425411 ни 1б, а сферическая поверхность полости другого пальца снабжена входным отверстием 17. Это позволяет шаровому концу войти в полость в случае, когда грани диаметрально противоположны входным отверстиям, но мешает выходу сферы после легкого вращения ее относительно полости.

П ален внутреннего шарового шипа может быть выполнен разъемным, coñòoÿùèì из стержня 18 и шаровой головки 19, соединенной со стержнем с помощью разрезного кольца 20 (см. фиг. 3).

11редмет изобретения

1. Универсальное двойное шарнирное соединение, содер>кащee две полумуфты, связанные между собой центральной шарнирной системой с промежуточной обоймой с шариками и образующие два кардана с центром вращения каждого, расположенным в плоскости, проходящей через центры шариков, отл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения габаритов соединения и упрощения технологии изготовления, центральная шарнирная система выполнена в виде двух коаксиально расположенных шаровых шипов, причем центр вращения наружного шипа совпадает с центром вращения одного из карданов, 5

25 а центр вращения внутреннего шипа расположен между центрами вращения карданов.

2. Соединение по п. 1, отл и чающее с я тем, что центр вращения внутреннего шипа расположен на равном расстоянии от центров вращения карданов.

3. Соединение по п. 1, отл и ч а ю щееся тем, что наружный шип 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 п. 1, отл ич а ющееся тем, что внутренний шип выполнен в виде пальца со сферической головкой, цилиндрический конец которого жестко соединен со второй полумуфтой, а головка размещена в сферической полости, выполненной в головке пальца наружного шипа.

5. Соединение по пп. 1 и 4, отл ич а ю щеес тем, что палец внутреннего шипа BbIIIQJIнен в виде цилиндрического стержня и за«репленной на нем с помощью разрезного

«ольца шаровой головки.

6. Соединение по п. 1, отл и ч а ю щее с я тем, что в наружном шипе между взаимодействующими шаровыми поверхностями предусмотрен зазор 0,1 мм.

425411

77 П

Риг.2

Составитель И. Антипова

Техред Л. Акимова

Редактор Т. Фадеева

Корректоры: А. Николаева и Л. Корогод

Типография, пр, Сапунова. р

Заказ 2670/11 Изд. № 785 Тираж 875 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5