Шарнір рівних кутових швидкостей

1. Шарнір рівних кутових швидкостей, що містить півмуфти і центруючу кулю, розміщену у впадині однієї з півмуфт, який відрізняється тим, що центруючу кулю виконано сполученою з іншою півмуфтою нерухомо або з можливістю переміщення вздовж осі півмуфти, а для передачі крутного моменту в одній з півмуфт виконано щонайменше один отвір, в який встановлено палець, що має сферичну головку, причому палець встановлено з можливістю переміщення в отворі, а головка пальця розміщена у впадині сполученого пальця, встановленого з можливістю переміщення в отворі, виконаному в іншій півмуфті. 2. Шарнір по п. 1, який відрізняється тим, що між пальцями та стінками отворів в півмуфтах розташовані втулки. Винахід відноситься до машинобудування, зокрема, до шарнірних з'єднань. Може бути застосований при передачі крутного моменту від силового агрегату транспортного засобу до рушія. Відомий шарнір рівних кутових швидкостей тертя кочення [Патент РФ №2172874, F16D3/223, 2001р.], який містить робочі кульки і сферичні робочі поверхні, конструктивне виконання яких дозволяє забезпечити певні величини робочих кутів шарніру. До причин, що перешкоджають досягненню технічного результату, є незначна величина робочих кутів шарніру як насідок особливостей конструкції. Відомий також, обраний як прототип, шарнір [Патент РФ №2210013, F16C11/06, 2003р.], виконаний у вигляді півмуфт, який містить центруючи кулю, що сприймає осьове навантаження. Куля розміщена у впадині однієї з півмуфт і впадині, виконаній в упорі, розміщеному в іншій півмуфті. Шарнір також містить кульки, що передають крутний момент від однієї півмуфти до іншої. Недоліком названого шарніру є те, що шарнірне з'єднання орієнтоване на сприйняття переважно осьових навантажень і при цьому має малі кути взаємних відхилень осей півмуфт. Такі функціональні особливості шарніру перешкоджають його застосуван ню для передачі крутного моменту між механізмами, які мають значні кути відхилень між осями. В основу винаходу поставлено задачу в шарнірі шляхом виконання самовстановлюваних пальців, спростити конструкцію шарніру, підвищити його надійність та зменшити інерційність при різко зростаючих навантаженнях на вали, сполучені за допомогою даного шарніру. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому шарнірі, який містить півмуфти, і центруючу кулю, розміщену у впадині однієї з півмуфт, згідно з винаходом, центруючу кулю виконано сполученою з іншою півмуфтою нерухомо або з можливістю переміщення вздовж осі півмуфти, а для передачі крутного моменту виконано щонайменше один палець, встановлений з можливістю переміщення в отворі, виконаному в одній з півмуфт, і має сферичну головку, розміщену у впадині сполученого пальця, встановленого з можливістю переміщення в отворі, виконаному в іншій півмуфті. В іншій конкретній формі виконання шарніру в отворах півмуфт виконані втулки. Запропонована конструкція шарніру за рахунок виконання самовстановлюваного механізму та сферичних сполучних поверхонь забезпечує (19) UA (11) 82674 (13) C2 (21) a200501884 (22) 28.02.2005 (24) 12.05.2008 (46) 12.05.2008, Бюл.№ 9, 2008 р. (72) ГОЛЬНИК ОЛЕГ ВАСИЛЬОВИЧ, UA (73) ГОЛЬНИК ОЛЕГ ВАСИЛЬОВИЧ, UA (56) RU 2172874 від 27.08.2001 RU 2210013 від 10.08.2003 SU 202656 від 14.09.1967 SU 410179 від 04.01.1974 SU 425411 від 25.04.1974 SU 630121 від 30.09.1976 SU 693064 від 25.10.1979 SU 1498996 від 07.08.1989 GB 354460 від 13.08.1931 GB 766435 від 23.01.1957 JP 57-009327 від 18.01.1982 3 швидкодію шарніру при передачі крутного моменту між валами, розміщеними під кутом, відмінним від константи, в границях, визначених конструкцією шарніру. При цьому підвищується стійкість конструкції при різко зростаючих навантаженнях (відносних поворотах та битті валів, ударах). Конкретне виконання шарніру з застосуванням втулок в отворах півмуфт дозволяє покращити технічні характеристики шарніру за рахунок використання антифрикційних матеріалів і збільшити довговічність шарніру. Крім того, конструкція шарніру технологічно проста. Суть винаходу пояснюється кресленням. Як показано на Фіг.1, шарнір містить півмуфти 1 і 2. В півмуфті 1 встановлена центруюча куля 3, виконана з'єднаною зі стержнем 4 і розміщена в отворі 5 півмуфти 1. Куля 3 знаходиться у сферичній впадині 6, виконаній в півмуфті 2. В отворах 7 півмуфти 1 розміщені пальці 8, сферична головка 9 яких знаходиться у впадинах 10 сполучних з ними пальців II. Пальці 11 розміщені в отворах 12 півмуфти 2. В отворах півмуфт 1 і 2 згідно п.2 ф-ли можуть бути виконані втулки 13. Шарнір виконуватиме свої функції при наявності щонайменше одного пальця в кожній муфті, якщо конкретне конструктивне виконання і застосовані конструкційні матеріали, які можуть бути металічними або неметалічними, забезпечують досягнення технічного результату. Втулки, виконані в отворах півмуфт, можуть бути як замінними, так і незмінними, виконаними з застосуванням технологій порошкової металургії, електрохімії, плазмового напилення та інших з металічних або немета пічних матеріалів. З конкретному випадку розглянемо шарнір, який містить центруючу кулю, виконану сполученою зі стержнем, що має можливість переміщуватись у відповідному отворі півмуфти. Шарнір має 4 пари сполучних пальців, розміщених у відповідних отворах півмуфт. В робочих отворах півмуфт виконані втулки. 82674 4 Шарнір працює таким чином. Припустимо, що крутний момент передається від валу, на якому розміщена півмуфга 2 на вал, на якому розміщена півмуфта 1. Осьове навантаження сприймає, головним чином, центруюча куля 3, сполучена зі стержнем 4 і розміщеним в отворі 5. Зусилля крутного моменту від півмуфти 2 передається до півмуфти 1 за допомогою чотирьох пар сполучних пальців 8 і 11. При цьому пальці мають можливість переміщуватись у відповідних отворах 7 і 12 з одночасним обертанням сферичних головок 9 пальців 8 у впадинах 10 пальців 11, що дозволяє компенсувати змінний кут повороту α між осями півмуфт та осьове переміщення півмуфти 1 на величину робочого ходу L. Аналогічні функції під час повороту півмуфти 1 виконує також центруюча куля 3. Механізм забезпечує передачу крутного моменту між валами, розміщеними під кутом α, відмінним від константи, в границях, визначених конструкцією шарніру. Крім того, використання самовстановлюваного механізму дозволяє компенсувати осьове переміщення півмуфт. Якщо в конкретному конструктивному варіанті куля 3 виконана без можливості переміщення по відношенню до півмуфти 1, то компенсується тільки кут повороту між осями за рахунок самовстановлення сполучних пальців, що також дає можливість отримати технічний результат. В конкретному виконанні в робочих отворах 5, 7, 12 півмуфт 1 і 2 можуть бути виконані змінні втулки 13. Використання антифрикційного зносостійкого матеріалу дозволить значно покращити технологічні характеристики шарніру та збільшити термін його експлуатації. Запропоноване виконання шарніру рівних кутових швидкостей підвищує стійкість конструкції при змінних і різко зростаючих навантаженнях на вали, які передають крутний момент і розміщені під кутом, величина якого змінюється в часі. 5 Комп’ютерна верстка В. Клюкін 82674 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601