МУФТА РАВНЫХ УГЛОВЫХ СКОРОСТЕЙ ЮРЧЕНКО (ВАРИАНТ)
YURCHENKO COUPLING OF EQUAL ANGULAR VELOCITIES (EMBODIMENT)

Изобретение относится к области машиностроения и автомобилестроения и может быть использовано для соединения валов, передающих крутящий момент под различными, возможно, меняющимися углами.
Известно устройство сдвоенная шарнирная муфта ГОСТ 5147-97 (тип 2), которая нашла широкое применение в различных машинах и механизмах, когда по условию работы необходимо изменение взаимного расположения валов, передающих вращение. Сдвоенная шарнирная муфта состоит из двух наружных звеньев и одного внутреннего, между которыми располагаются крестовины, соединяющие эти звенья между собой посредством шарниров. При жесткой фиксации наружных звеньев относительно точки пересечения их осей так, что угол между ними делится на два одинаковых угла (биссектриса проходит через середину внутреннего звена), данную шарнирную муфту можно использовать, как муфту равных угловых скоростей.
Однако недостатками данной сдвоенной шарнирной муфты являются сложность конструкции, процесса сборки-разборки и принудительная установка, и фиксация данной муфты для работы в режиме равных угловых скоростей.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является двойной карданный шарнир с внутренней опорой, содержащий двойную вилку, две крестовины с игольчатыми подшипниками, две внешние вилки в одной из которых расположен шарик в отверстие которого входит стержень, расположенный в другой внешней вилке (патент RU №2480636). Такая конструкция позволяет работать данному механизму при передаче крутящего момента с одинаковой угловой скоростью при любом изменении угла между осями внешних вилок, ограниченном только конструкцией двойной вилки.
Недостатками данного устройства являются: одностороннее восприятие нагрузки элементами подшипниковых узлов и как следствие выход из строя игольчатых подшипников, сложность всей конструкции в целом, сложность процесса сборки-разборки при обслуживании и ремонте.
Задача настоящего изобретения заключается в упрощении, как конструкции механизма, передающего крутящий момент без изменения угловой скорости, так и процесса сборки-разборки при ремонте, а также в удешевлении комплектующих и запасных частей.
Поставленная задача достигается тем, что муфта равных угловых скоростей выполнена в виде двух наружных звеньев (1) и (2), внутреннего звена (3), двенадцати роликов (4), по шесть на каждое из двух мест соединения наружных и внутреннего звеньев, двух фиксирующих элементов (5) и шарового шарнира, содержащего центрирующий шарик с отверстием (6) и подвижный палец (7). Часть поверхности роликов выполнена в виде усеченных конусов, обращенных своими меньшими основаниями к общему центру. Угол при мнимой вершине конической части каждого ролика составляет 90°. Каждые два ролика, из шести относящихся к соединению первого наружного и одной стороны внутреннего звеньев муфты, обращенные друг к другу меньшими основаниями усеченных конических поверхностей имеют одну общую ось. Все шесть попарно находятся на трех взаимно перпендикулярных осях, при этом два обращенных друг к другу ролика (4), из четырех лежащих в плоскости перпендикулярной оси муфты, находящейся в исходном положении, принадлежат первому наружному звену (1), а два других ролика (4) принадлежат одной стороне внутреннего звена (3). Оставшиеся два ролика (4) первого соединения, расположенные по оси муфты находящейся в исходном положении, жестко фиксируются между собой. Размер длины фиксирующего элемента (5) между роликами равен сумме высот отсеченных конических частей от этих двух роликов, а максимальный размер сечения фиксирующего элемента не превышает наименьший из четырех диаметров меньших оснований усеченных конических поверхностей роликов, принадлежащих первому соединению наружного и внутреннего звеньев. Соединение второго наружного звена (2) и второй стороны внутреннего звена (3) выполнено, так же, как и первое соединение. Кроме того, конструкция внутреннего звена (3) позволяет установить внутри себя шаровой шарнир, содержащий центрирующий шарик с отверстием (6) и подвижный палец (7), причем шарик с отверстием крепится к первому наружному звену так, что может вращаться вокруг своего центра, а палец крепится ко второму наружному звену и может перемещаться вдоль оси отверстия в шарике. В исходном положении муфты два фиксирующих элемента и шаровой шарнир располагаются на общей продольной оси муфты, центр шарика шарового шарнира находится ровно посередине между центрами первого и второго соединений наружных и внутреннего звеньев. Усилие при передаче крутящего момента от первого наружного звена передается на внутреннее звено и далее на второе наружное звено посредством контакта конических поверхностей роликов, принадлежащих наружным и внутреннему звеньям, минуя какие-либо промежуточные элементы, при этом контактирующие между собой конические поверхности роликов, обкатываются друг относительно друга по сопрягаемым поверхностям. При отклонении одного из двух наружных звеньев на какой-либо угол от исходного положения муфты, шаровой шарнир отклоняет второе наружное звено на такой же угол, в той же плоскости, сохраняя тем самым равенство угловых скоростей наружных звеньев при передаче крутящего момента муфтой.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами: на Рис. 1 представлена муфта равных угловых скоростей в общем виде. На Рис. 2 представлена муфта равных угловых скоростей при передаче крутящего момента М с первого наружного звена (1) на второе наружное звено (2) под углом а к их общей продольной оси. Наружные звенья (1) и (2) за счет шарового шарнира самоустанавливаются таким образом, что угол а делится на два равных угла α/2, причем угловые скорости наружных звеньев (1) и (2) всегда равны между собой ω1=ω2.
Где: 1 - первое наружное звено
2 - второе наружное звено
3 - внутреннее звено
4 - ролики
5 - фиксирующий элемент
6 - центрирующий шарик с отверстием
7 - подвижный палец
Достоинством изобретения являются простота его конструкции, простота при ремонте и в обслуживании, возможность использования одних и тех же частей и составляющих механизма несколько раз до полной выработки их ресурса.