Карданная передача
CARDAN DRIVE

Предлагаемая карданная передача относится к области машиностроения и предназначена для использования в приводах механизмов и машин для передачи крутящего момента между валами, расположенными под углом друг к другу.
Известна карданная передача (патент RU 1049, В60К 17/22, опубл. 16.11.1995). Карданная передача содержит гибкий вал, защитную оболочку, а гибкий вал выполнен в виде каната крестовой свивки, на концах которого расположены шлицевые валы с наружной сферической поверхностью, фланцы с втулками, имеющими наружную сферическую поверхность, на которые установлены втулки с внутренней сферической поверхностью, жестко соединенные с защитной оболочкой, выполненной в виде двух труб, входящих одна в другую с возможностью перемещения по осевой относительно друг друга.
Недостатком карданной передачи является сложность конструкции, ограниченность передаваемых моментов прочностью применяемых канатов, трудоемкость процесса технического обслуживания ввиду того, что необходимо снимать карданный вал и разбирать полумуфты его крепления к трансмиссии.
Также известен карданный вал (заявка RU 2003126196, МПК В21 В35/14, опубл. 27.02.2005). Карданный вал содержит соединительный вал, первый кардан, второй кардан, муфту сцепления, продольную ось, причем нагружается посредством пружинных средств, которые размещены в блоке перемещения соединительного вала, и, с помощью которых центрируется насадка по коническому отверстию. Центрирующая насадка имеет базовый элемент, который закреплен на муфте или на первом кардане.
Недостатком карданной передачи является сложность конструкции, ограничение передаваемых моментов муфтой сцепления, трудоемкость процесса технического обслуживания ввиду того, что необходимо снимать карданный вал и разбирать полумуфты его крепления к трансмиссии.
Известна карданная передача (RU 2093721, МПК F16D 3/72, опубл. 20.10.1997), содержащая две полумуфты, установленное между ними упругое промежуточное звено, состоящее из нескольких, равномерно расположенных по периметру торцев полумуфт изогнутых лент, причем карданная передача снабжена прокладками, обеспечивающими гарантированный зазор между лентами.
Недостатком карданной передачи является повышенный износ упругого промежуточного звена, сложность конструкции, ограничение диапазона гашения колебаний ввиду его зависимости от зазоров между лентами, трудоемкость процесса технического обслуживания ввиду того, что необходимо снимать карданный вал и разбирать полумуфты его крепления к трансмиссии.
В качестве прототипа выбрана карданная передача (Малаховский Я.Э., Лапин А.А., Веденеев Н.К. Карданные передачи. М., 1962. 156 с.). Карданная передача содержащая два карданных шарнира, соединенных неподвижно между собой разборным карданным валом, имеющим подвижное осевое соединение по центру вала выполненное в виде шлицевого хвостовика одной половины вала установленного в ответной шлицевой втулке расположенной на другой половине вала с возможностью осевого возвратно поступательного перемещения половин вала и передачи крутящего момента, при одновременном демпфировании осевых нагрузок, установленной на шлицевой втулке пружиной растяжения-сжатия в защитной обойме.
Недостаток карданной передачи заключается в том, что отсутствует гашение крутильных колебаний при нестационарных моментах в период разгона и торможения, что в свою очередь приводит к отказам в виде скручивания карданных валов и снижает их долговечность, а вследствие этого и надежность.
Задачей изобретения является повышение надежности и эффективности гашения крутильных колебаний при нестационарных моментах в период разгона и торможения за счет исключение трения и износа упругого промежуточного звена при одновременном упрощении конструкции карданной передачи.
Поставленная задача решается тем, что в известной карданной передаче, содержащей два карданных шарнира, соединенных неподвижно между собой разборным карданным валом, имеющим подвижное осевое соединение по центру вала выполненное в виде шлицевого хвостовика одной половины вала установленного в ответной шлицевой втулке расположенной на другой половине вала с возможностью осевого возвратно поступательного перемещения половин вала и передачи крутящего момента, при одновременном демпфировании осевых нагрузок, карданные шарниры с разборным карданным валом соединены подвижно с возможностью реверсивного осевого и угловых перемещений при воздействии осевых нагрузок и крутящего момента, а карданные шарниры соединены с разборным карданным валом посредством пружин кручения с взаимопротивоположными навивками, установленных концентрично вдоль оси в радиальных проточках разборных половин карданного вала и карданных шарниров и закрепленными своими крайними витками соответственно на карданном шарнире и соответствующей половине разборного карданного вала, в защитных обоймах, закрепленных с одной стороны на разборных половин карданного вала с возможностью съема без демонтажа карданной передачи для проведения замены или ремонта частей карданного вала, а также фиксации пружин кручения в радиальных проточках, препятствующих изгибу и раскручиванию пружин.
Техническим результатом является повышение надежности и эффективности гашения крутильных колебаний при нестационарных моментах в период разгона и торможения за счет одновременного действия демпфирующих свойств установленных пружин при крутильных колебаниях и осевых ударных нагрузках. Изобретение поясняется чертежом.
На фиг. 1 представлена карданная передача в разрезе.
Карданная передача содержит два карданных шарнира 1, соединенных неподвижно между собой разборным карданным валом 2, имеющим подвижное осевое соединение по центру вала выполненное в виде шлицевого хвостовика одной половины вала 3 установленного в ответной шлицевой втулке 4 расположенной на другой половине вала с возможностью осевого возвратно поступательного перемещения половин вала и передачи крутящего момента, при одновременном демпфировании осевых нагрузок, карданные шарниры 1 с разборным карданным валом 2 соединены подвижно с возможностью реверсивного осевого и угловых перемещений при воздействии осевых нагрузок и крутящего момента, а карданные шарниры 1 соединены с разборным карданным валом 2 посредством пружин кручения 5 с взаимопротивоположными навивками, установленных концентрично вдоль оси в радиальных проточках разборных половин карданного вала и карданных шарниров и закрепленными своими крайними витками соответственно на карданном шарнире и соответствующей половине разборного карданного вала, в защитных обоймах 6, препятствующих изгибу и раскручиванию пружин.
Карданная передача работает следующим образом: крутящий момент передается через карданный шарнир 1 на первую пружину кручения 5, которая закручивается, демпфируя крутильные колебания, а вторая пружина кручения 5 раскручивается и ограничивается защитной обоймой 6, после чего крутящий момент передается на второй карданный шарнир 1.
При реверсивном вращении карданной передачи цикл повторяется, первая пружина кручения 5 раскручивается, а вторая пружина кручения 5 закручивается, демпфируя крутильные колебания, при вращении карданной передачи пружины дополнительно демпфируют осевые динамические нагрузки, а защитные обоймы препятствуют изгибу и раскручиванию пружин.