Универсальный асинхронный кардан

Союз Соаетских Социалистически Республик К АВТОРСКОМУ(22) Заявлено 1107,74 (с присоединенИем заявки Ио(23) ПриоритетОпубликовано 0505,80. Б Р 16 0 3/16 осударс твеннцЯ комнтеСССРм изобретеннЯоткрытнЯ етеиь Йо 1(088.8) та опубликования описания 080580(54) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ АСИНХРОННЫЙ КАРДА для соединения дущий и ведомыежду собой пос честне не мен на одном из одольные пазы тигается тем, ширине боль- чину, обеспечиежду их боковымаксимальному то увеличивает начительных осалаэленыкотоах,двух валов, оси под некоторым яющимся при раересечения осей 3 Изобретение относится к машиностроению.Известен карданвалов, содержащий ве й валы, соединенные мредством цапф н коли ее четырех, выполненныхвалов, входящих в прдругого вала 1 .Недостатком такого кардана являе ся параллельность боковых сторон цапф и пазов и, следовательно, отсутствие углоного зазора между ними что приводит к быстрому износу поверхностей трения даже при малых углах кардана.Цель изобретения - поведение сро службы кардана.Указанная цель достчто пазы выполнены поше,.чем цапфы на веливающую угловой зазор мми плоскостями, ранныйуглу асинхрониэации, Эсрок службы даже при зглах кардана.Кардан состоит изкоторых пере се кают с япостоянным или изменботе углом, а точка и при необходимости может перемещаться вдоль оси одного дз 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.З - взаимное расположение деталей кардана при повороте нала; на фиг,4 - граФик угловой о ф , скоростной со и ускорительнойасинхрониэации карденов;на фнг,5 - траектория относительного перемещения центра цапфы вдоль паза.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 поверхн тей трения пазов вала 1 и цапф в 2 на последние могут быть устано сегменты 3 (фнг,1) или ролики рые могут вращаться на этих цапфПри 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 д Ь (фиг.2), необходимый для компенсации угловой асинхронизации и тем самым устраняющий заклини вание цапф в пазах.Этот угловой зазор дс) может быть обеспечен или за счет уменьшения ширины цапф (сегментов), как это показано на фиг.2 а, б, 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 6 О была бы не меньше максимального значения угла асинхронизации д 4 , который имеет данный кардан (Фиг.З, в). 2Если 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 в этих пазах и в пазахперпендикулярно им располокенчым, будут в этот момент находиться в соприкосновении с боковыми поверхностями паЗс зов, расположенных со сторон, обратных направлению вращения валов.Между противоположными боковыми поверхностями цапф (сегментов, роликов) и пазов в это время имеется 40 зазор, которому будет соответство-. вать угловой зазор д сР (фиг.2 а, в, и фиг. 3 ад).У карданов с числом и кинематических парцапфа-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 плоскости, расположенной под углом 90 С по отношению к плоскости кардана и проходящей через ось вала 1.В других пазах в этот момент конТакта между цапками и пазами не будет.55В такие моменты усилия от передаваемого крутящего ьюмента при числе ПкРатном четырем, воспринимаются четырьмя цапфами, а при числе О , кратном шести, но не кратном при этом бО четырем, - только двумя цапфами.При вращении валов все цапфы, заисключением двух, расположенных в начале вт"рой и четвертой четвертях полного оборота, вследствие изменения 65 величин угловой асинхронизации, отойдут своими боковыми поверхностямиот боковых поверхностей пазов и уси -лие от передаваемого крутящего момента будет восприниматься только этимидвумя цапфами.При достижении угла поворота)ЗбОиот начала взаимодействия цапфы с пазом, при их расположении в началевторой и четвертой четвертях полногооборота, в виду того, что в это времяв контакт войдут две другие одноосные пары цапф и пазов, каждая нзэтих цапф начнет отходить от первоначального положения, что будет сопровождаться одновременным сближениемее другой боковой поверхности с противоположной боковой поверхностьюпаза (фиг. 3, б).При достижении положения, соответствующего углу поворота оси паза нао45 в первой четверти и соответственно одноосного положения в третьейчетверти (фиг.З,в), это сближениеДостигнет наибольшего значения. Придальнейшем вращении зто сближениеначнет вновь уменьшаться и по достижении поворота оси лаза на угол 90цапфы вновь войдут в соприкосновениес пазом и воспримут на себя усилиеот передаваемого крутящего момента(фиг. 3, г) .Смена цапф в рассмотренных случаяхбудет происходить через каждуюП,-ную часть оборота валов.Таким образом, в течение каждогооборота валов, любая из цапф дваждывходит в контакт с боковой поверхностью лаза и дважды отходит от этогоконтакта. Эти отходы обеспечиваютдоступ к поверхностям трения смазки,благодаря чему происходит и восстановление гидродинамического масляного клина, и восстановление противоизносных защитных пленок на поверхностях трения, и удаление с нихпродуктов износа, что предупреждаетпоявление абразивного износа,По приведенному на фиг.З последовательному изменению взаимногорасположения деталей кардана за период одной четверти его полногооборота видно, что в положении, когда о,цна из осей паза совпадает с плоскостью кардана (Фиг.З,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.З условно принято, чтовал 1 является ведущим и вращениеего совершается по часовой стрелке,В этом положении усилие от передаваемого крутящего момента воспринимается всеми четырьмя цапфами, а между ведущим и ведомым . валами возможенпри этом угловой люфт д Р , по своейвеличине равный угловому зазору ьЬ,т.е. равный наиболыаему значению углащения, на чинает скользить по боковойЬсинхронизации данного кардана Лммс,поверхности паза, а к моменту наС отходом этого полбжения укачала вступления пары в третью четзанное усилие начинает восприниматьверть, при котором происходит сменася только двумя цапфами.направления перемещения, когда условия р б ты поверхно тей я ляют я на" " " цпф б йи па:;ов расположенных в первой и"пают две другие одноосные кинемаВчтотретьей четвертях полного оборота(Фиг. 3 б) будет сопутствовать уменьуглового люфта между валами.боты поверхПри достижении угла поворота 45 ука Озанное сближение бУдет наибольшим Уг. " двумя кйнематическими паРамиловой люфт ь р при этс 1 м будет наицапфа-паз.меньшим. И если указанное сближениеС вступлением пары в третью четдойдет до соприкосновения этих поверхностей, угловой люфт 6будет пол 15 поверхности паза и перемещаетсяностью отсутствовать (фиг. 3 ввдоль него, но уже в о ратб атном наПри дальнейшем вращении сближеп авлении не касаясь при этом егоа слепрние валов начнет уменьшаться, слбоковых поверхностей,довательно, величина Ь Р -увеличиБ начале четвертой четвер ти цапфаваться (фиг.З г),гло при небольшем значении скоростиПри угле поворота на 90 углоним и угло- своего пере емещения вдоль паза, вновьвой зазор Ьб, а вместе с ним ит во взаимодействие с пазом иетают свое входитмвоой люфт Ьвновь приобригъ 3 д) в скользит попо его поверхности в тоаибольшее ачени фЭто новое положение кардана будет.отличаться от исходного (ф иг,З а) 25только тем, что оси пазов оказываютФормула изобретенияположен я, которые имелвпередирасположенные по хо- ерщо содержащий посредствомду вращения.ик показы- соединенные между собойваю щий характер изменения з ра пе иод цап в колов угловой выполненных на одном из валов, вхоо диого полного оборота валов угловительной дящих в п родольные пазы другого ваь , скоростной Ю 4 и ускоритла, о т л и ч а ю щ и й с я тем,асинхро иэац и такого арда а.На фиг,5 показана траектор ия от- что, с цана пазы выполнены по шириненосительного перемещения ция ентрй цап- кардана, пазые чем цапфы на величину, обесфы вдоль паза. При нахождеении этой больше,щую угловой зазор между ихвой четверти печивающкинематической пары в первобоковыми поверхностяьи, не менееполного оборота цапф жг боковымимаксималвдоль паза, не касаясь енизации кардана.поверхностей.во вторую Источники информации,С выступлением этой пары во вторуюво внимание при экспертизеаясь в том же принятые во вл.Г 16 ОУ 3453842шее значение скорости своего переме732596 Ужгород, Ул. Проектная, 4 ю=о ИИПИ Заказ 1698/ Филиал ППП фПатент Рцг 95 Подпнсн