Гнучкий вал для торсіонної передачі крутного моменту

Винахід стосується машинобудування, а саме гнучких валів для торсіонної передачі крутного моменту і може бути використаним у різноманітних механізмах, зокрема, транспортних засобів. Відомий гнучкий вал для торсіонної передачі крутного моменту [а.с. №1803620, F16С1/02) містить першу пружню фігуру обертання, виконану у формі тонкостінної труби, кінці якої жорстко зв'язані з кінцевими перехідниками, які містять зовнішні фіксуючі елементи для передачі крутного моменту. Всередині першої пружньої фігури обертання розташована друга пружня фігура обертання у формі стрічкової спіралі, взаємнообернені бокові поверхні суміжних витків якої жорстко з'єднані між собою зварюванням або поліефірним клеєм. Всередині другої фігури обертання розташований полімерний профіль - хрестовидний, трикутний або квадратний, який жорстко зв'язаний з його внутрішньою поверхнею. Співпадають з суттєвими ознаками гнучкого вала для торсіонної передачі крутного моменту, що заявляється, перша пружня фігура обертання, кінці якої жорстко зв'язані з кінцевими перехідниками, які містять зовнішні фіксуючі елементи для передачі крутного моменту. Всередині першої пружньої фігури обертання розташована друга пружня фігура обертання у формі спіралі. Використання відомого гнучкого вала для торсіонної передачі крутного моменту зменшує можливості спрямування передачі крутного моменту під кутом або в різних площинах і тим самим звужує можливості його застосування. Відомий гнучкий вал для торсіонної передачі крутного моменту [а.с. №1580063, F16С3/00, F16F1/14], вибраний як прототип, який містить першу пружню фігур у обертання, виконану у формі стержня з глухим осевим отвором, кінці якого жорстко зв'язані з кінцевими перехідниками, які містять зовнішні фіксуючі елементи для передачі крутного моменту за визначеним напрямком обертання. Всередині першої пружньої фігури обертання розташована друга пружня фігура обертання у формі дротяної спіралі, напрямок навивки якої протилежний визначеному напрямку обертання для передачі крутного моменту. Регулювальний елемент у вигляді регулювального гвинта, зв'язаного різьбовим з'єднанням з краєм глухого осевого отвору першої пружньої фігури обертання, виконаний з можливістю зміни жорсткості гнучкого вала. Співпадають з суттєвими ознаками гнучкого вала для торсіонної передачі крутного моменту, що заявляється, перша пружня фігура обертання, кінці якої жорстко зв'язані з кінцевими перехідниками, які містять зовнішні фіксуючі елементи для передачі крутного моменту за визначеним напрямком обертання. Всередині першої пружньої фігури обертання розташована друга фігур у обертання у формі спіралі, напрямок навивки якої протилежний визначеному напрямку обертання для передачі крутного моменту. Регулювальний елемент виконаний з можливістю зміни жорсткості гнучкого вала. Недоліки відомого гнучкого вала для торсіонної передачі крутного моменту такі, як у попереднього аналога. Поставлена задача вдосконалення гнучкого вала для торсіонної передачі крутного моменту, в якому шляхом зміни конструкції забезпечується збільшення можливості спрямування передачі крутного моменту під кутом або у різних площинах і тим самим розширює можливості його застосування. В гнучкому валу для торсіонної передачі крутного моменту, який містить першу пружню фігур у обертання, кінці якої жорстко зв'язані з кінцевими перехідниками, які містять зовнішні фіксуючі елементи для передачі крутного моменту за визначеним напрямком обертання, розташовану всередині першої пружньої фігури обертання другу пружню фігур у обертання у формі спіралі, напрямок навивки якої протилежний визначеному напрямку обертання для передачі крутного моменту, регулювальний елемент, виконаний з можливістю зміни жорсткості гнучкого вала, згідно з винаходом перша пружня фігура обертання виконана у формі спіралі, напрямок навивки якої співпадає з визначеним напрямком обертання, і її кінцеві перехідники додатково містять внутрішні фіксуючі елементи, регулювальний елемент містить кінцеві перехідники, які жорстко зв'язані з кінцями другої пружньої фігури обертання, які містять зовнішні фіксуючі елементи, зв'язок яких з внутрішніми фіксуючими елементами першої пружньої фігури обертання виконаний з можливістю регулювання і фіксації взаємного положення, наприклад, у стані взаємної скрутки або розкрутки першої і другої пружньої фігури обертання, а також їх приведення у ненапружений стан. Крім того, перша і друга пружня фігура обертання виконані як стрічкові пружини, виконані із зворотним одна до одної напрямком навивки або нарізки трубної заготовки з можливістю утворення між ними зазора у випрямленному положенні. Крім того, всередині другої пружньої фігури обертання розташований трос з елементами перехрестної навивки, жорстко зв'язаний з кінцевими перехідниками і фланцями, які виконані з можливістю їх ковзного обертання відносно кінцевих перехідників другої пружньої фігури обертання при обмеженому осьовому переміщенні. Крім того, гнучкий вал виконаний з можливістю орієнтації осі одного з кінцевих перехідників першої пружньої фігури обертання у будь-якому напрямку тривимірного простору або у вибраному діапазоні його кутового переміщення незалежно від орієнтації другого її кінцевого перехідника. Сукупність наведених ознак гнучкого вала для торсіонної передачі крутного моменту, що заявляється, забезпечує збільшення можливості спрямування передачі крутного моменту під кутом або в різних площинах і тим самим вирішує поставлену задачу. На фіг.1 зображено схематично гнучкий вал для торсіонної передачі крутного моменту; на фіг.2 - вид гнучкого вала з торця. Гнучкий вал містить першу пружню фігур у обертання 1 у формі стрічкової пружини, кінці якої зв'язані з кінцевими перехідниками 2 зварюванням або, як це показано на рисунку, виконані з однієї металевої заготовки. Кінцеві перехідники 2 містять зовнішні фіксуючі елементи 3 і внутрішні фіксуючі елементи 4 для передачі крутного моменту, виконані як поздовжні пази. Друга пружня фігура обертання 5 виконана у формі стрічкової пружини, напрямок навивки якої протилежний напрямку навивки спіралі першої пружньої фігури обертання 1, і зв'язаний з кінцевими перехідниками 6 подібно першої пружньої фігури обертання 1. Між першою і другою пружніми фігурами обертання 1 і 5 у випрямленному положенні міститься зазор. Регулювальний елемент виконаний у вигляді кінцевих перехідників 6 з зовнішніми фіксуючими елементами 7 у вигляді пазів для передачі крутного моменту, які зв'язані з пазами внутрішніх фіксуючих елементів 4. Всередині другої пружньої фігури обертання 5 розташований трос 8 з елементами перехрестної навивки, жорстко зв'язаний з кінцевими перехідниками 9 і фланцями 10, які виконані з можливістю їх ковзного обертання відносно кінцевих перехідників 6 другої пр ужньої фігури обертання 5 при обмеженому осьовому переміщенні. Гнучкий вал виконаний з можливістю орієнтації осі одного з кінцевих перехідників 2 першої пружньої фігури обертання у будь-якому напрямку тривимірного простору або у вибраному діапазоні її кутового переміщення незалежно від орієнтації другого кінцевого перехідника 2. Перша і друга пружні фігури обертання 1 і 5, як варіант, можуть бути виконані як стрічкові пружини багаторазової навивки, як дротяні пружини з круглого або квадратного дроту. Кінцеві перехідники 2 і 6 можуть бути зв'язані фіксаторами, виконаними, наприклад, у вигляді стопорних гвинтів або шпонок, які на рисунку не показані. Гнучкий вал для торс іонної передачі крутного моменту працює таким чином. Встановлюють взаємне положення кінцевих перехідників 2 і 6, наприклад, з ненапруженим станом першої і другої пружніх фігур обертання 1 і 5. Крутний момент до гнучкого валу прикладають через зовнішні фіксуючі елементи 3 кінцевих перехідників 2, якими скручують першу пружню фігуру обертання 1. Одночасно через зв'язок внутрішніх фіксуючи х елементів 4 кінцевих перехідників 2 і зовнішніх фіксуючи х елементів 7 кінцевих перехідників 6 крутний момент прикладають до другої пружньої фігури обертання 5. За варіантом, коли крутний момент прикладають за напрямком навивки першої пружньої фігури обертання 1, її діаметр зменшується, одночасно друга пружня фігура обертання 5 розкручується і її діаметр збільшується. При досягненні положення їх контактування, до сил опору пружніх циліндроподібних елементів додаються сили тертя і це збільшує жорсткість гнучкого вала. За варіантом, коли крутний момент прикладають за зворотним напрямком, зазор між першим і другим пружними циліндроподібними елементами 1 і 5 збільшується, жорсткість гнучкого вала порівняно з першим варіантом нижча. За використанням троса 8 перехрестної навивки він вступає в контакт з другим пружним циліндроподібним елементом 5 і це збільшує жорсткість гнучкого вала. При цьому кінцеві перехідники 9 і фланці 10 утримують першу і другу пружні фігури обертання 1 і 5 від надмірного розтягування. Регулювання жорсткості гнучкого вала за допомогою регулювального елементу здійснюють шляхом поздовжнього переміщення одного з кінцевих перхідників 6 до виходу його фіксуючи х елементів 7 із зв'язку з фіксуючими елементами 4, обертання у необхідному напрямку і встановлення зв'язку елементів 7 у новому взаємному кутовому положенні з фіксуючими елементами 4. При цьому зв'язок між першою і другою пружніми фігурами обертання 1 і 5 приводить їх у попередньо напружений стан, який відповідає одним із можливих заданих вимог щодо використання гнучкого вала для торсіонної передачі крутного моменту. Регулювання жорсткості гнучкого вала здійснюють також вибором конструкції, за якою перша і друга пружні фігури обертання 1 і 5 виконані як стрічкові пружини, виконані із зворотним одна до одної напрямком навивки або нарізки трубної заготовки. Запропонований гнучкий вал для торсіонної передачі крутного моменту може ефективно використовуватись для гасіння динамічних навантажень у різноманітних пристроях транспортних засобів та багатьох інших механізмах.