Универсальный шарнир Б.М.Котюкова Советский патент 1983 года по МПК F16C11/06 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к универсальным шарнирам для передачи крутящего момента между пересекаюшимися валами.

Известен универсальный шарнир, содержаш,ий вилки, установленные на валах, и крестовину, связанную с вилками 1.

Недостатком такого шарнира является неравномерность вращения ведомого вала при равномерном вращением ведущего, жееткое закрепление вилок с крестовиной, отсутствиее демпфирующей способности.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является унииверсальный шарнир, содержащий наружное звено с желобами, внутреннее звено и шарики, установленным в желобах, связывающие наружное и внутреннее звенья 2.

Недостатками известного устройства являются ограниченная величина передаваемого крутящего момента за счет работы только двух шариков, а также отсутствие демпфирующей способности шарнира.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения демпфирования и увеличения диапазона передаваемых крутящих моментов.

Указанная цель достигается тем, что универсальный шарнир, содержащий охватывающее звено с осевыми желобами на его внутренней поверхности, охватываемое звено с желобами на его внещней поверхности, шарики, установленные в желобах звеньев, снабжен упругим элементом в виде кольца, на внутренней поверхности которого выполнены желоба в плоскостях, проходящих через ось вращения шарнира, а на внешней его поверхности желоба выполнены в плоскости, перпендикулярной оси вращения, на охваты.ваемом звене шарнира желоба выполнены в плоскости, перпендикулярной оси вращения, при этом упругий элемент установлен концентрично с зазором между охватывающим и охватываемым звеньями.

На фиг. 1 изображен шарнир, общий вид; на фиг. 2 - сечение-А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б, фиг. 2; на фиг. 4 - шарнир в рабочем положении.

Универсальный шарнир состоит из наружного звена 1 сферической формы с осевыми желобами на его внутренней поверхности, внутреннего звена 2 с желобами, выполненными в плоскости, перпендикулярной оси вращения. Между звеньями установлено упругое кольцо 3, на внутренней поверхности к оторого выполнены желоба в плоскостях, проходящих через ось вращения шарнира, а на внещней - желоба, выполненные в плоскости, перпендикулярной оси вращения шарнира.

, В гнезда, образованные желобами внутреннего звена, упругого кольца и наружного звена, устанавливаются шарики 4 с натягом за счет деформации упругого кольца Шарнир работает следующим образом. При передаче крутящего момента ведущее звено поворачивается относительно наружного на некоторый угол. При этом шарики, перекатываясь в желобах в плоскости, перпендикулярной оси вращения, изгибают сектора в местах, ослабленных желобами упругого кольца относительно шариков. По мере увеличения угла взаимного поворота ведущего и ведомого звена изгибание секторов упругого кольца возрастает, соответственно увеличивается их жесткость и, соответственно, передаваемый крутяпХий момент.

В то же время упругое кольцо в зависимости от угла, под которым установлены соединяемые валы, может вращаться относительно общей оси ведущего и ведомого звена в плоскости, перпендикулярной оси

5 вращения шарнира.

Таким образом, относительное угловое смещение наружного звена относительно внутреннего осуществляется по двум сферическим поверхностям с радиусами Rj и R2 на соответственные углы: ч - угол смещения упругого кольца 3 относительно внутреннего звена 2; Чг - угол смещения наружного звена 1 относительно упругого кольца 3. В результате cf T,+ (фиг. 4). Наличие промежуточного упругого кольца с желобами, выполненными с радиусами

, большие радиуса устанавливаемых шариков Гц, позволяет за счет упругой деформации изгибания секторов кольца равномерно распределить нагрузку при передаче крутящего момента на все шары, участвующие при передаче вращения.

0 Поскольку , , передача крутящего момецта осуществляется постепенно, по мере изгибания секторов упругого кольца и в зависимости от упругих свойств материала . кольца и их количества можно получить шарнир с требуемыми демпфирующими свойствами.

Предложенная конструкция и принцип работы механизма позволяет получить шарниры постоянного передаточного числа.

Универсальный шарнир, содержаш.ий охватываюш,ее звено с осевыми желобами на его внутренней поверхности, охватывае ///////// %%%%% мое звено с желобами на его внешней поверхности, шарики, установленные в желобах звеньев, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем обеспечения демпфирования и увеличения диапазона передаваемых крутящих моментов, он снабжен упругим элементом в виде кольца, на внутренней поверхности которого выполнены желоба в плоскостях, проходящих через ось вращения шарнира, а на внешней его поверхности желоба выполнены в плоскости, перпендикулярной оси вращения, на охватываемом звене щарнира желоба выполнены в плоскости, перпендикулярной оси вращения, при этом упругий элемент установлен концентрично с зазором между охватывающим и охватываемым звеньями. SS сл ю 4 4 7 0г/г./ /,