Универсальный асинхронный кардан

Универсальный асинхронный кардан

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Сеаетских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к (22) Заявлено 1 10 7,74 ( с присоединенИем заявки Ио (23) Приоритет

М. Кл.

F 16 0 3/16

Государственннй коинтет

СССР по делам изобретений и отнрытнй

Опубликовано 0505.80. Бюллетень ¹

Дата опубликования описания 080580 (53) УДК 621.825.6 (088. 8) (72) Автор изобретения

Б.Л.Соколов (71) Заявитель (54) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ACHHXPOHHf(A КАРДАН

Изобретение относится к машиностроению.

Известен кардан для соединения валов, содержащий ведущий и ведомый валы, соединенные между собой пос- S редством цапф в количестве не менее четырех, выполненных на одном из валов, входящих в продольные пазы другого вала (1) .

Недостатком такого кардана являет-10 ся параллельность боковых сторон цапф и пазов и, следовательно, отсутствие углового зазора между ними, что приводит к быстрому износу поверхностей трения даже при малых 15 углах кардана.

Цель изобретения — повышение срока службы кардана.

Указанная цель достигается тем, что пазы выполнены по ширине боль- 20 ше, . чем цапфы на величину, обеспечивающую угловой зазор между их боковыми плоскостями, равный максимальному углу асинхрониэации. Это увеличивает срок службы даже при значительных 25 .глах кардан".

Кардан состоит из двух валов, оси которых пересекаются под некоторым постоянным или изменяющимся при работе углом, а точка пересечения осей 30 при необходимости может перемещаться вдоль оси одного иэ этих валов.

На фиг.1 изображен предлагаемый кардан, продольное и поперечное сечение; на фиг,2 — детали кардана с гарантированным угловым зазором дб между ними; на фиг.3 — взаимное расположение деталей кардана при повороте вала; на фиг. 4 — граФик угловой а )(, скоростной со и ускорительной асинхрониэации карденов; на фиг.5 — траектория относительного перемещения центра цапфы вдоль паэ а.

Конец одного из валов (Фиг, 1, поз,2) представляет собой головку, имеющую не менее четырех (кратных двум) равноотстоящих цапф, оси которых лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси этого вала, а точка их пересечения лежит на этой оси.

Конец другого вала (Фиг.1, поэ.1) представляет собою головку с соответственно расположенными цапфам взаимодействующего вала продольными пазами.

Для уменьшения износа поверхнос тей трения пазов вала 1 и цапф вала

2 на последние могут быть установлены сегменты 3 (фиг.1) или ролики, которые могут вращаться на этих цапфах, 3259б

При соединении валов цапфы вала

2 входят в продольные пазы вала 1.

Благодаря тому, что ширина пазов делается больше ширины цапф (сегментов, роликов) обеспечивается угловой зазор A о (Фиг.2), необходимый для компенсации угловой асинхронизации и тем самым устраняющий заклини. вание цапф в пазах.

Этот угловой зазор лс> может быть обеспечен или за счет уменьшения ширины цапф (сегментов), как это показано на фиг.2 à, 6, или за счет увеличения ширины пазов, как это показано на фиг.2 в.

Разница между шириной паза и шириной цапфы (сегмента, ролика) должна 15 быть такой, чтобы соответствующая ей величина углового зазора h О была бы не меньше максимального значения угла асинхронизации h Q который имеет данный кардан (фиг.3, в). gp

Если у кардана с числом. П кинематических пар цапфа-паз, кратным четырем, вал 1 является ведущим и его вращение совершается по часовой стрелке, а в какой-то момент вращения валов ось поперечных сечений двух его противоположно расположенных пазов (в дальнейшем называемый осью пазов) совпадает с плоскостью кардана (плоскостью расположения осей валов), тогда боковые стороны четырех цапф (сегментов, роликов) вала 2, размещенных B этих пазах и в пазах, .пер— пендикулярно им расположенным, будут в этот момент находиться в соприкосновении с боковыми поверхностями паЗс зов, расположенных со сторон, обратных направлению вращения валов.

Между проти воположными боковыми поверхностями цапф (сегментов, роликов) и пазов в это время имеется 40 зазор, которому будет соответство-. вать угловой зазор л с) (фиг.2 а, в, и фиг. 3 ад).

У карданов с числом и кинематических пар цапфа-паз, кратным шести, но не кратным одновременно четырем, в такие моменты в соприкосновении будут находиться только те две кинематические пары цапфа-паз которые будут располагаться в плоскос-50 ти, расположенной под углом 90 С по отношению к плоскости кардана и проходящей через ось вала 1.

В других пазах в этот момент контакта между цапФами и пазами не будет.

В такие моменты усилия от передаваемого крутящего ьюмента при числе кратном четырем, воспринимаются четырьмя цапФами, а при числе кратном шести, но не кратном при этом 60 четырем, — только двумя цапфами.

При вращении валов все цапфы, за исключением двух, расположенных в начале вт"рой и.. четвертой четвертях полно го оборота, вследствие изменения 65 величин угловой асинхронизации, отойдут своими боковыми поверхностями от боковых поверхностей пазов и уси— лие от передаваемого крутящего момента будет восприниматься только этими .двумя цапфами.

При достижении угла поворота ) (ЗбО

1 и от начала взаимодействия цапфы с пазом, при их расположении в начале второй и четвертой четвертях полного оборота, в виду того, что в это время в контакт войдут две другие одноосные пары цапф и пазов, каждая нз этих цапф начнет отходить от первоначального положения, что будет сопровождаться одновременным сближением ее другой боковой поверхности с противоположной боковой поверхностью паза (фиг. 3, 6).

При достижении положения, соответствующего углу поворота оси паза на о

45 в первой четверти и соответственно одноосного положения в третьей четверти (фиг. 3, в), это сближение достигнет наибольшего значения. При дальнейшем вращении это сближение начнет вновь уменьшаться и по достижении поворота оси лаза на угол 90 цапфы вновь войдут в соприкосновение с пазом и воспримут на себя усилие от передаваемого крутящего момента (фиг. 3, г) .

Смена цапф в рассмотренных случаях будет прои сходит ь через каждую

П.-ную часть оборота валов.

Таким образом, в течение каждого оборота валов, любая из цапФ дважды входит в контакт с боковой поверхностью лаза и дважды отходит от этого контакта. Эти отходы обеспечивают доступ к поверхностям трения смазки, благодаря чему происходит и восстановление гидродинамического масляного клина, и восстановление противоизносных защитных пленок на поверхностях трения, и удаление с них продуктов износа, что предупреждает появление абразивного износа.

По приведенному на фиг.3 последовательному изменению взаимного расположения деталей кардана за период одной четверти его полного оборота видно, что в положении, когда о.цна из осей паза совпадает с плоскостью кардана (фиг.3,а,д), все четыре цапфы, в данном случае сегмента 3 вала 1 своими боковыми поверхностями соприкасаются с боковыми поверхностями пазов вала 2 (фиг,1 и 3) .

На фиг.3 условно принято, что вал 1 является ведущим и вращение

его совершается по часовой стрелке.

В этом положении усилие от передаваемого крутящего момента воспринимается всеми четырьмя цапфами, а между ведущим и ведомым . валами возможен при этом угловой люфт аp, по своей величине равный угловому зазору a($, т.е. равный наиболыаему значению угла

; 32 96 щения, на чинает скользить по боковой

Ьсинхронизации данного кардана h) „ поверхности паза, а к моменту наС от ходом э то го пол бже ни я у качала вступления пары в третью четзанное усилие начинает восприниматьверть, при котором происходит смена ся только двумя цапфами. направления перемещения, когда услоРоисходящему сбли ению противоР и цапф и па;ов расположенных в первой и "пают две другие одноосные кинемаВ что третьей четвертях полного оборота (фиг.3 б) будет сопутствовать Умень- а у у на ц фу ение углового люфта между валами. са облегчает условия Ра о боты поверхПри достижении угла поворота 45 ука-1О занное сближение будет наибольшим, уг- вумя кйнематически пара ловой люфт Л fb при этс м будет наи цапфа-паз . меньшим. И если указанное сближение

С вступлением пары в третью четдойдет до соприкосновения этих поверх ностей угловой люфт д будет пол- 15 поверхности паза и перемещается ностью отсутствовать (фиг. 3 в вдоль него, но уже в î pàò б атном наПри дальнейшем вращении сближеи авлении не касаясь при этом его а слепр

I ние валов начнет уменьшаться, сл боковых поверхностей. довательно, величина Л вЂ увеличиB начале четвертой четвер ти цапфа ваться (фиг. 3 г) . гло.— 20 при небольшем значении скорости

При угле поворота на 90 угло.— ним и угло- своего пер е емещения вдоль паз а, вновь вой зазор 6б, а вместе с ним и т во взаимодействие с пазом и етают свое входит м во ой люфт Ь вновь приобр иг;3 д) . скользит по по его поверхности в то ачен.и ф г-.

Это новое положение кардана будет отличаться от исходного (ф иг 3 а) ЯЯ только тем, что оси пазов оказываютФормула изобретения занимают те положения, которые имел в начале впередирасположенные по хо- р щ() содержащи и посредством ду вращения. ик показы- соединенные между собой

Р ваю щий характер изменения з р а пе иод цап в кол ов угловой выполненных на одном из валов, вхоо диого полного оборота валов углов ительной дящих в п родольные пазы другого ваь 4(, скоростной Ю4 и ускорит ла,о тли чаю щийсятем, асин рони ции a oro арда

На фиг.5 показана траектор ия от- что, с ц ана лазы выполнены по ширине носительного перемещения ц ия ентра цап- кардана, лазы е чем цапфы на величину, обесфы вдоль паза. При нахожде ении этой больше, щую угловой зазор между их вой четверти печивающ кинематической пары в перво боковыми поверхностяьи, не менее цапф ер е боковыми максимал вдоль лаза, не касаясь е низации кардана. поверхностей. во вторую Источники информации, С выступлением этой пары во вторую во внимание JIpH экспертизе аясь в том же принятые во в л.F 16 Г>

США Ф 3453842 аправлении ме при ом наибол - 1. а шее значение скорости своего перемеL

;732596

Фиг г ю=о

И р СОЛИ

Риг. S

ЦНИИПИ Заказ 1698/27 Тираж 1095 Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4