ГОМОКИНЕТИЧЕСКИЙ ШАРНИР
HOMOKINETIC HINGE

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к податливым невыключаемым муфтам, и может быть использовано в трансмиссиях.
Известен сдвоенный шарнир Гука (Поляков В. С.Справочник по муфтам / В. С.Поляков, И.Д. Барбаш, О.А. Ряховский. - Л.: "Машиностроение", 1974. - С. 43).
Представляет кинематический узел, состоящий из соединенных между собой присоединительными поверхностями или с помощью общей детали двух карданных шарниров неравных угловых скоростей, выполненных в виде двух вилок, соединенных шарнирно посредством крестовины с перпендикулярными пересекающимися осями. При этом оси вращения крестовин относительно внутренних вилок принадлежат одной плоскости, а углы перекоса обоих шарниров одинаковы.
Недостатками данного сочленения являются:
относительно малый диапазон рабочего угла между осями вращения валов; дополнительные инерционные циклические нагрузки, ускоряющие износ шарнира, обусловленные возвратно-вращательным характером движения деталей относительно друг друга;
отсутствие возможности радиальных смещений валов.
Известна зубчатая муфта (Поляков В.С. Справочник по муфтам / В.С. Поляков, И.Д. Барбаш, О.А. Ряховский. - Л.: "Машиностроение", 1974. - С. 15).
Является жесткой подвижной компенсирующей муфтой, состоящей из полумуфт с внешними зубчатыми венцами и разъемной обоймы с двумя внутренними зубчатыми венцами.
Недостатками данной муфты являются:
относительно малые допустимые угловые и радиальные смещения;
возникающие во время работы вибрации.
В качестве прототипа заявленного технического решения выбрана угловая зубчатая муфта для подвижных валов (RU 2418211).
Представляет жесткую подвижную компенсирующую муфту, включающую конические зубчатые колеса, соединенные с валами и сопряженные друг с другом посредством составленного из пары конических колес промежуточного звена, ось вращения которого пересекает оси вращения валов под фиксированным углом. При этом ось вращения промежуточного звена является осью вращений, посредством которых происходит изменение угла между валами.
Недостатки данного шарнира:
возникновение под нагрузкой сил, направленных на изменение угла между осями вращения валов;
нарушение синхронности вращения валов при изменении угла между ними;
отсутствие возможности радиальных смещений валов.
Задачей технического решения является создание технологичного шарнира, обеспечивающего передачу высокого крутящего момента при значительных смещениях валов относительно друг друга.
Технические результаты заключаются в:
расширении диапазона рабочего угла между осями вращения валов;
увеличении допустимых радиальных смещений валов.
Технические результаты обеспечиваются тем, что подобно прототипу гомокинетический шарнир содержит конические зубчатые колеса.
В отличии от прототипа шарнир включает два звена, каждое из которых, образуя пару ортогональных передач, входит в зацепления с двумя из четырех попарно соосных связующих звеньев, входящих в зацепления между собой, образуя пару цилиндрических передач с равными передаточными отношениями.
В частности, заявленное техническое решение может быть реализовано в виде шарнира, в котором ортогональные зубчатые передачи представлены цилиндроконическими передачами.
В некоторых вариантах исполнения шарнир может являться редуктором.
Техническое решение иллюстрируется чертежом, на котором изображены звенья шарнира, посредством которых происходит передача крутящего момента. Также изображены оси вращения, в частности, оси вращения связующих звеньев, вдоль и вокруг которых осуществляются соответственно радиальные и угловые перемещения валов.
Осуществление гомокинетического шарнира предпочтительно производить с использованием мало чувствительных к погрешностям монтажа и изготовления цилиндроконических передач, обеспечивающих за счет осевого смещения регулировку бокового зазора. Применение цилиндроконических передач упрощает конструкцию шарнира, а также устраняет осевые силы, действующие на связующие звенья.