Патент на изобретение №2323374
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) РЫЧАЖНЫЙ ШАРНИР (ВАРИАНТЫ)
(57) Реферат:
Изобретение относится к муфтам, обеспечивающим вращение валов под углом друг к другу, и, в частности, к шарнирам равных угловых скоростей. Рычажный шарнир состоит из двух фланцев с рычагами с шаровым шарниром на конце, который соединяет попарно рычаги двух фланцев. Плоскости качания как минимум двух шаровых шарниров каждого из фланцев проходят через ось своего вала и не совпадают. Рычажный шарнир имеет ограничитель углового перемещения рычагов в направлении к центру до угла, большего угла самоторможения шарового шарнира. Рычаги подпружинены в направлении от центра на угловом отрезке, большем угла самоторможения шарового шарнира. Ось рычага лежит в диаметральной плоскости и является общей для двух рычагов, направленных в разные стороны, причем если количество осей более одной, то рычаги разных осей изогнуты в разные стороны. Технический результат заключается в увеличении долговечности шарнира. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
(56) (продолжение): CLASS=”b560m”Машиностроние, 2000, с.841. GB 1001316 А, 11.08.1965. US 6139437 А, 31.10.2000. US 3703089 А, 21.11.1972. SU 143623 А1, 01.01.1961.
Изобретение относится к муфтам, обеспечивающим вращение валов под углом друг к другу, и, в частности, к шарнирам равных угловых скоростей /далее – ШРУС/ и предназначено в основном для транспорта. Известен рычажный шарнир, состоящий из двух фланцев с одним или двумя расположенными в одной плоскости рычагами с шаровыми шарнирами на концах, которые соединяют попарно рычаги двух противоположных фланцев /См. И.И.Артоболевский “Механизмы в современной технике”, том I, стр.424, механизм N 762/. В частности, с центральным шаровым шарниром, соединяющим два вала. Если на каждом фланце рычагов два, но они лежат в одной диаметральной плоскости по отношению к валу, то валы имеют две степени свободы относительно друг друга, а точка пересечения осей валов может не совпасть с центром шарнира. Тогда условие равенства угловых скоростей будет нарушено. Такой шарнир может быть использован для передачи вращения с плавно регулируемой угловой неравномерностью. Чтобы угловые скорости валов были равными, такой шарнир должен дополнительно иметь центральный шаровой шарнир, соединяющий ведомый и ведущий валы в центре шарнира. И они известны. Возможен другой вариант устранения излишней степени свободы: шарнир имеет две или более пары рычагов, плоскости качания шаровых шарниров которых лежат в разных диаметральных плоскостях. Пересечение четырех таких плоскостей /двух для каждого фланца/ дает точку, совпадающую с центром шарнира. У такого шарнира остается две степени свободы – он допускает угловое отклонение валов и допускает синхронное изменение продольного размера по оси каждого из валов, то есть удлинение – укорочение шарнира. Такой шарнир хорошо применим в качестве “внутреннего” /ближе к центру автомобиля/ ШРУС на транспорте. Шарнир с центральным шаровым шарниром имеет одну степень свободы /угловую/ и может быть применен в качестве “наружного” /ближе к колесу/ ШРУС на транспорте. Для обеспечения возможно большего угла отклонения шарнира ведомый и ведущий фланцы могут взаимно иметь впадины или вырезы напротив узлов крепления рычагов противоположного фланца /см. фиг.3/. В этом случае при отклонении шарнира рычаги могут даже заходить друг за друга /см. фиг.1 – вид сбоку/. Интересен с конструктивной точки зрения вариант, когда ось рычага проходит через ось вала, то есть лежит в диаметральной плоскости. В этом случае на одной оси могут быть закреплены два рычага, направленных в разные стороны. Фланец при этом вырождается в две радиальные цапфы, на каждой из которых могут быть закреплены по две втулки шарниров двуплечего рычага, в частности неравноплечего. Условно назовем такой вариант шарнира “цапфовым”. Возможен вариант, когда цапфовых осей две. Фланец в этом случае будет представлять собой крестовину /наподобие карданной/. Такой шарнир будет иметь две степени свободы, а с центральным шаровым шарниром – одну. Цапфовый шарнир с двумя осями предположительно будет иметь наименьшие габариты. В таком шарнире плечи рычагов конкурируют за межфланцевое пространство между собой и с центральным шаровым шарниром, если он есть. Чтобы рычаги не мешали друг другу и центральному шаровому шарниру возможны комбинации двуплечих и одноплечих рычагов, а плечи конкурирующих рычагов могут быть изогнуты в разные стороны. Втулки двух рычагов могут быть размещены на цапфе рядом, а могут, с целью повышения площади рабочей поверхности одна в другой. То есть цилиндрический шарнир может быть коаксиальным /двойным/, а сферический шарнир может быть концентрическим /двойным/. Если во время работы пара рычагов выпрямится в одну линию, то может возникнуть самоторможение их в этом положении неустойчивого равновесия, особенно у шарниров с двумя степенями свободы /продольно подвижными/. Это можно предотвратить или своевременным соударением краев фланцев /в шарнире с одной степенью свободы/, или ограничением перемещения рычагов в направлении к центру на угол, больший угла самоторможения шарового шарнира, или подпружиниванием рычагов в направлении от центра, причем можно не во всем диапазоне рабочего хода, а только на угловом отрезке, большем угла самоторможения шарового шарнира. В цапфовом шарнире самоторможение маловероятно, а в цапфовом с центральным шаровым шарниром – невозможно. На фиг.1 изображен шарнир с одной парой рычагов, где: 1 – валы, 2 – фланцы, 3 – рычаги, 4 – шаровые шарниры пары рычагов. На фиг.2 изображен цапфовый вариант шарнира с одной парой рычагов, где 8 – цапфы. На фиг.3 изображен пример конкретного выполнения с тремя парами двуплечих неравноплечих рычагов 3, фланцы 2 которого имеют вырезы 7 под узлы крепления рычагов противоположного фланца. Работает шарнир так: вращение с вала 1 передается на фланец 2, который ведет рычаг 3, который, в свою очередь, через шаровой шарнир 4 ведет такой же рычаг 3 противоположного фланца и таким образом вращает его. Если соблюдена зеркальная симметрия, например, с помощью центрального шарнира или с помощью других рычажных пар, расположенных в несовпадающих диаметральных плоскостях, то вращение будет передаваться с равной угловой скоростью. Применение шарнира увеличит долговечность ШРУС на транспорте.
Формула изобретения
1. Рычажный шарнир, состоящий из двух фланцев с рычагами с шаровым шарниром на конце, соединяющим попарно рычаги двух фланцев, отличающийся тем, что плоскости качания как минимум двух шаровых шарниров каждого из фланцев проходят через ось своего вала и не совпадают. 2. Шарнир по п.1, отличающийся тем, что имеет ограничитель углового перемещения рычагов в направлении к центру до угла, большего угла самоторможения шарового шарнира. 3. Шарнир по п.1, отличающийся тем, что рычаги подпружинены в направлении от центра на угловом отрезке, большем угла самоторможения шарового шарнира. 4. Рычажный шарнир, состоящий из двух фланцев с рычагами с шаровым шарниром на конце, соединяющим попарно рычаги двух фланцев, отличающийся тем, что ось рычага лежит в диаметральной плоскости и является общей для двух рычагов, направленных в разные стороны, причем если количество осей более одной, то рычаги разных осей изогнуты в разные стороны. 5. Шарнир по п.4, отличающийся тем, что имеет ограничитель углового перемещения рычагов в направлении к центру до угла, большего угла самоторможения шарового шарнира. 6. Шарнир по п.4, отличающийся тем, что рычаги подпружинены в направлении от центра на угловом отрезке, большем угла самоторможения шарового шарнира.
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
