УНИВЕРСАЛЬНАЯ КАРДАННАЯ ПЕРЕДАЧА Российский патент 1997 года по МПК F16D3/26 F16D1/33 

Изобретение относится к общему машиностроению и касается устройств для передачи вращения.

Из уровня техники известна карданная передача, содержащая связанные между собой шлицевым соединением два вала с карданными шарнирами по концам для соединения соответственно с ведущим и ведомым валами. [1]
Недостатком известной карданной передачи является то, что она не является универсальной, т.е. при изменении расстояния между соединяемыми валами необходимо использовать каждый раз новые передачи с отличными друг от друга геометрическими параметрами всех валов.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в использовании универсального вала с длиной шлицев, имеющих возможность сопряжения со шлицами другого вала при изменении расстояния между соединяемыми валами (ведущим и ведомым валами).

Указанная задача достигается тем, что шлицы одного из валов выполнены удлиненными для обеспечения постоянства зацепления со шлицами другого вала при изменении геометрических параметров передачи, при этом длина шлицев одного вала приблизительно равна l+L+a+b,
где l длина шлицев другого вала;
L максимальное смещение другого вала при изменении геометрических параметров передачи;
a максимальное увеличение расстояния между карданными шарнирами в эксплуатации в случае максимально возможного расстояния между ведущим и ведомым валами;
b максимальное уменьшение расстояния между карданными шарнирами валов в эксплуатации в случае минимально возможного расстояния между ведущим и ведомым валами.

Кроме того, шлицевой участок одного из валов образован шлицами, выполненными на внутренней его поверхности, и сопряженными с ними шлицами, выполненными на втулке, установленной в полости этого вала, причем зона сопряжения шлицев перекрыта шлицами другого вала.

Соединение карданных шарниров с ведущим и ведомым валами выполнены в виде фланцевой муфты, полумуфты которой на сопрягаемых торцевых поверхностях имеют соответственно выступы и впадины, ограниченные наклонными прямоугольными и/или коническими поверхностями. Кроме того, одна из них может иметь кольцевую канавку для размещения в ней резинового кольца для взаимодействия с торцевой поверхностью другой полумуфты.

Соединение полумуфт между собой может также включать разрезные втулки, которые размещаются либо в соосных отверстиях полумуфт, охватывая стяжные болты, либо в радиальных пазах выполненных на торцевых поверхностях полумуфт.

Другой из возможных вариантов соединения полумуфт может включать в себя клиновые шпонки, которые размещаются в клиновых пазах торцов полумуфт. Полумуфты могут быть соединены штифтами в виде разрезных втулок.

На фиг.1 показан общий вид карданной передачи; на фиг.2 полумуфта с резиновым кольцом; на фиг.3 фланцевая муфта с передающим элементом в виде разрезной втулки; на фиг.4 то же, другой вариант; на фиг.5 фланцевая муфта с передающими элементами в виде клиновых шпонок.

Другие возможные варианты выполнения элементов карданной передачи в силу их широкой известности не приводятся.

Универсальная карданная передача содержит валы 1 и 2, связанные между собой шлицевым соединением 3, карданные шарниры 4, связанные фланцевыми муфтами 5 соответственно с ведущим и ведомым валами 6 и 7.

Соединение полумуфт фланцевых муфт может содержать резиновое кольцо 8, разрезные втулки 9 или клиновые шпонки 10, которые способствуют разгружению стягивающих болтов или шпилек от срезающих усилий.

Клиновые шпонки 10 размещены в клиновых пазах 11, выполненных на торцах полумуфт. В клиновых шпонках выполнены продольные пазы 12, через которые пропущены крепежные элементы 13.

Работает универсальная карданная передача обычным образом.

Увеличенная длина шлицев одного из валов обеспечивают постоянство параметров зацепления при разном расстоянии между соединяемыми валами 6 и 7.

Использование конических выступов разрезных втулок 9 позволяет передавать крутящий момент через них, что разгружает стяжные болты от срезающих усилий.

Использование резинового кольца позволяет увеличить сцепление между полумуфтами при их стяжке, что также способствует разгружению от срезающих усилий стяжных болтов.

Клиновые шпонки в процессе эксплуатации под действием центробежных сил смещаются в клиновых пазах, заклиниваясь между полумуфтами, и способствуют разгрузке стяжных болтов от срезающих усилий, так как часть указанных усилий воспринимают они.

Предложенная универсальная карданная передача позволяет сэкономить значительные материальные средства, так как в каждом конкретном случае отпадает необходимость использования валов с различной длиной.

Использование: в машиностроении для передачи вращения. Сущность изобретения: карданная передача содержит два вала с карданными шарнирами по концам для соединения с ведущим и ведомым валами. Валы карданной передачи соединены шлицами. Шлицы одного из валов выполнены удлиненными для обеспечения постоянства зацепления при изменении геометрических параметров передачи. Ведущий и ведомый валы соединены с карданными шарнирами посредством фланцевых муфт. Приводятся варианты выполнения фланцевых муфт.12 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Универсальная карданная передача, содержащая связанные между собой шлицевым соединением два вала с карданными шарнирами по концам для соединения соответственно с ведущим и ведомым валами, отличающаяся тем, что шлицы одного из валов выполнены удлиненными для обеспечения постоянства зацепления со шлицами другого вала при изменении геометрических параметров передачи. 2. Передача по п.1, отличающаяся тем, что длина шлицев одного из валов приблизительно равна
l + L + a + b,
где 1 длина шлицев другого вала;
L максимальное смещение другого вала при изменении геометрических параметров передачи;
a максимальное увеличение расстояния между карданными шарнирами валов в эксплуатации в случае максимально возможного расстояния между ведущим и ведомым валами;
b максимальное уменьшение расстояния между карданными шарнирами валов в эксплуатации в случае минимально возможного расстояния между ведущим и ведомым валами. 3. Передача по п.1 или 2, отличающаяся тем, что шлицевой участок одного из валов образован шлицами, выполненными на внутренней его поверхности, и сопряженными с ними шлицами, выполненными на втулке, установленной в полости этого вала. 4. Передача по п.3, отличающаяся тем, что зона сопряжения шлицевого участка одного вала расположена с возможностью перекрытия ее шлицами другого вала. 5. Передача по любому из пп.1 4, отличающаяся тем, что соединения карданных шарниров соответственно с ведущим и ведомым валами выполнены в виде фланцевых муфт. 6. Передача по п.5, отличающаяся тем, что на сопрягаемых торцевых поверхностях полумуфт выполнены соответственно по крайней мере один выступ и одна впадина. 7. Передача по п.6, отличающаяся тем, что выступ и впадина ограничена наклонными прямоугольными и/или коническими поверхностями. 8. Передача по любому из пп.5 7, отличающаяся тем, что на торцевой поверхности одной из полумуфт выполнены кольцевая канавка, в которой с возможностью взаимодействия с торцевой поверхностью другой полумуфты расположено резиновое кольцо. 9. Передача по п.5, отличающаяся тем, что полумуфты стянуты между собой болтами, охваченными разрезными втулками, размещенными в соосных отверстиях полумуфт. 10. Передача по п.5, отличающаяся тем, что на торцевых поверхностях полумуфт выполнены выемки, образующие при соединении полумуфт между собой отверстия, для размещения в них штифтов. 11. Передача по п.10, отличающаяся тем, что штифты выполнены в виде разрезных втулок. 12. Передача по п.5, отличающаяся тем, что на торцевых поверхностях полумуфт выполнены сужающиеся в направлении боковых поверхностей полумуфт пазы для размещения в них клиновых шпонок. 13. Передача по п.12, отличающаяся тем, что каждая шпонка, выполнена с продольным пазом, через который пропущен винт для фиксации шпонки на одной из полумуфт.