Шарнир звеньев тяговой цепи Советский патент 1991 года по МПК F16G13/00 B62D55/20 

Изобретение относится к машиностроению и может найти практическое применение в приводных и гусеничных цепях, в маятниковых и рычажных весовых устройствах и т.д.

Целью изобретения является повышение долговечности шарнира путем снижения удельных давлений и компенсаций непостоянства передаточного отношения звездочек цепной передачи.

На чертеже представлен шарнир, вид спереди.

Шарнир образован концами 1 и 2 звеньев 3 и 4 тяговой цепи. Контактирование звеньев 3 и 4 в шарнире происходит посредством S-образных поверхностей трения выступов 5 и впадин 6. Через эти поверхности передается нагрузка (сила) F. Для звена 4 впадина 6 S-образной поверхности имеет радиус кривизны RI, а выступ 5 - п, а для звена 3 - соответственно R2 и Г2. Впадины 5 и выступы 6 части S-образной кривой соединяются в точке перегиба О.

Центры кривизны размещены на чертеже: для звена 4 в точке O i с радиусом RI и в точке Ot с радиусом п; для звена 3 соответственной в точке с радиусом R2 и в точке

02с радиусом Г2.

Оси симметрии обоих звеньев и точки О перегибов S-образных кривых совмещены с осью X - продольной осью звеньев 3 и 4. Точка О в данном случае является центром начала вращения звеньев 3 и 4 относительно друг друга как по часовой, так и против часовой стрелки на угол а. Величины радиусов RI, R2, п и гг S-образныхкривых звеньев шарнира и угла а определяются исходя из конструктивных соображений и зависят: в цепной передаче от диаметров и шага зубьев звездочек; в маятниковых механизмах соответственно от угла колебаний маятника.

Применительно к кинематическим парам низшего порядка точка О является не только точкой перегиба S-образных кривых, но и центром контактных поверхностей звеньев 3 и 4. При относительном вращении звеньев центр О контактных поверхностей постояно перемещается в обе стороны от точки О вдоль по S-образной кривой шарнира.

Как видно из анализа кинематики относительно вращения звеньев 3 и 4 шарнира перемещение центра О контактных поверхностей звеньев по S-образной кривой обеспечивает изменение длин звеньев

3и 4 расстояния между шарнирными соединениями звеньев 3 и 4 в цепи.

Если центр контактных поверхностей S- образных кривых звеньев находится в точке О, то длины звеньев являются номинальными. При перемещении звена 4 по часовой

стрелке длина звена 4 увеличивается, а звена 3 - уменьшается. Если условно примем, что длина звена 4 максимальная, а звена 2 минимал-ьна, то при дальнейшем перемещении центра О контактных S-образных поверхностей происходит обратное изменение длин звеньев 3 и 4 шарнира. Длина звена 4 уменьшается до минимальных значений и становится меньше исходной в сравнении с положением, когда центр контактных поверхностей находился в точке О. Длина звена 3 в этом случае увеличивается до максимальных значений. При вращении звена 3 относительно точки О по часовой стрелке наблюдаются аналогичные изменения длин звеньев 3 и 4. Интенсивность изменений длин звеньев 3 и 4 зависит от места расположения центров Oi и Оа относительно точки О и величин радиусов кривизны R иг. Место расположения центров От и 02«а

оси Z, соединяющих концы выступов 5, а также величины радиусов R и г зависят от целей, задач и масштабов шарнира.

Шарнир обеспечивает,плавную инвер- торность изменений длин его звеньев 3 и 4,

за счет чего собственно и достигается уменьшение жесткости и повышение равномерности хода ценных передач. Это положительный эффект шарнира.

Применительно к маятниковым механизмам при жестком закреплении одного из звеньев шарнира, второе звено является нерастяжимой нитью маятника и тем самым обеспечивает конструктивно заданные изменения длины нерастяжимой нити, а с ними и изменений соответствующих колебательных параметров маятника в процессе его колебаний, что совершенно невоз- можно при постоянной длине нерастяжимой нити. Это положительный

эффект шарнира.

В предлагаемом шарнире контактное взаимодействие звеньев происходит при трении качения, что в сравнении с трением скольжения и особенно в высших кинематических парах, когда поверхности звеньев контактируют по линии, а не плоскостями, как в предлагаемом устройстве, при сухом трении на 1 - 3 порядка уменьшаются удельное давление, коэффициент трения и скорость изнашивания, а следовательно, в таких же примерно пределах повышается надежность и долговечность работы шарнира. Это также положительный эффект шарнира.

R r + |Др|

где Д и Ar- - предельные отклонения размеров радиусов кривизны S-образной кривой при изготовлении звеньев 3, 4 шарнира.

Величины предельных отклонений зависят от масштаба шарнира, а точнее его звеньев, и технологии их изготовления (проката, штамповка, литье и т.п.) и находятся в

пределах 0,01 -1,5 мм. А так как AR и

Л по абсолютной величине практически равны, то можно принять R г + г А , где А - допустимые при изготовлении предельные отклонения размеров радиусов R и г кривизны S-образной кривой от номинальных значений.

0

5

Формула изобретения Шарнир звеньев тяговой цепи, образованный поверхностями трения выступов и впадин, выполненных на соприкасающихся концах смежных звеньев, отличающий- с я тем, что, с целью повышения долговечности путем снижения удельных давлений и компенсации непостоянства передаточного отношения звездочек цепной передачи, поверхности выступов и впадин поверхностей трения соприкасающихся концов смежных звеньев выполнены S-образной формы и расположены центрально симметрично относительно продольной оси звена, при этом поверхности трения выступов и впадин выполнены с одинаковыми радиусами кривизны со смещением их центров.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводных и гусеничных цепях и в маятниковых и рычажных весовых устройствах. Цель изобретения - повышение долговечности шарнира путем снижения удельных давлений и компенсации непостоянства передаточного отношения звездочек. Шарнир образован концами 1 и 2 звеньев 3 и 4 тяговой цепи. Контактирование звеньев 3 и 4 происходит посредством S-образных поверхностей трения выступов 5 и впадин 6 соответственно с радиусами R₁ и R₁ и R₂ и R₂. Контакт поверхностей выступов 5 и впадин 6 происходит в центре 0. При перемещении звена 4 по часовой стрелке его длина увеличивается, а звено 3 - уменьшается. При вращении звена 3 относительно центра 0 по часовой стрелке наблюдается аналогичное изменение длин звеньев 3 и 4. Шарнир обеспечивает плавную инверторность изменений длин звеньев 3 и 4, за счет чего уменьшается жесткость и повышается равномерность хода цепной передачи. 1 ил.