шарнирная муфта

Формула изобретения

1. Шарнирная муфта, содержащая вилки с подпятниками, соединительный узел, шарики, установленные в выполненных в подпятниках и соединительном узле полусферических лунках, отличающаяся тем, что соединительный узел выполнен в виде кольца со сферической наружной поверхностью, а внутренняя поверхность вилок выполнена цилиндрической формы и радиус равен радиусу наружной поверхности кольца.

2. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что часть подпятника со стороны лунки выполнена цилиндрической или конической и сопряжена с поверхностью отверстия в вилке с нулевым радиальным зазором на длине не менее глубины лунки, а на противоположной части подпятника выполнена резьба.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к механике, к шарнирным соединениям, передающим крутящий момент. Известна шарнирная муфта, содержащая вилки с полусферическими углублениями, крестовину с регулируемыми опорами, снабженными полусферическими углублениями, и шарики, установленные с возможностью взаимодействия с указанными сферическими углублениями (1).

Однако в такой муфте возможность устранения осевых зазоров в сопряжениях: вилка, шарик, крестовина не обеспечивается непрерывно, что также приводит к прогрессивному износу сопрягаемых поверхностей, т.е. снижение долговечности муфты в целом.

Известна шарнирная муфта, содержащая вилки с подпятниками, шарнирный узел в форме крестовины с подвижными подпятниками, шарики, установленные в выполненных в вилках и подпятниках полусферических углублениях, и средство компенсации износа в виде двух встречно подпружиненных клиньев (2).

Однако известная муфта имеет следующие недостатки:

шарнирный узел в форме крестовины, состоящий из следующего фигурного корпуса, четырех подпятников, двух подпружиненных клиньев, конструктивно сложен, усложняет конструкцию всей шарнирной муфты и трудоемок в изготовлении;

использование свободно перемещающихся в осевом направлении подпятников в узле и подпружиненных клиньев приводит к большой общей поверхности трущихся деталей, что при длительной работе, обусловленной автоматической регулировкой осевых зазоров, приводят к износу сопрягаемых поверхностей подпятников в узле, в результате этого при отсутствии осевых зазоров между подпятниками и шариками создаются большие радиальные зазоры между подпятниками и узлом, что приводит к прогрессивному износу поверхностей;

наличие радиальных зазоров между подпятниками и узлом (т.е. они имеют свободное осевое перемещение), а тем более их увеличение в результате износа, приводит к тому, что в начале работы, при остановке, а также при любом изменении скорости вращения вся шарнирная муфта испытывает динамические удары от сил инерции в результате выработки вышеупомянутых радиальных зазоров, что понижает надежность и долговечность муфты;

наличие двух подпружиненных клиньев компенсируют осевые зазоры между шариками и подпятниками, но не защищает даже от кратковременных перегрузок по крутящему моменту. В тех случаях, когда осевая составляющая сила взаимодействия шарика и подпятника превышает осевую составляющую силы деформации пружин, подпятник, свободно перемещающийся в осевом направлении, смещается в сторону увеличения зазора между шариками и подпятником, что приводит к динамическим ударам в шарнирной муфте;

необходимость снижения влияния перечисленных факторов известной конструкции значительно усложняет технологию изготовления всех деталей шарнирной муфты из-за самых высоких требований к точности изготовления этих деталей, чистоте их поверхности, а также отклонениям формы и расположения поверхностей;

высокая металлоемкость шарнирного узла, выполненного практически сплошным;

технологическая, конструктивная сложность изготовления, а также его высокая металлоемкость обуславливают высокую стоимость изготовления данной конструкции.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, упрощение конструкции, повышение надежности и долговечности и расширение эксплуатационных возможностей.

Указанная задача достигается тем, что в шарнирной муфте, содержащей вилки с подпятниками, соединительный узел, шарики, установленные в выполненных в подпятниках и соединительном узле полусферических лунках, соединительный узел выполнен в виде кольца со сферической наружной поверхностью, а внутренняя поверхность вилок выполнена цилиндрической формы и радиус ее равен радиусу наружной поверхности кольца. Кроме того, часть подпятника со стороны лунки выполнена цилиндрической или конической и сопряжена с поверхностью отверстия в вилке с нулевым радиальным зазором на длине не менее глубины лунки, а на противоположной части подпятника выполнена резьба.

На фиг.1 показана шарнирная муфта в продольном сечении, на фиг.2 муфта в поперечном сечении, на фиг.3 подпятник с цилиндрической контактной поверхностью, на фиг.4 подпятник с конической контактной поверхностью.

Шарнирная муфта содержит вилку 1 и вилку 2, каждая из которых имеет по три проушины (лапы) 3, установленные встречно во взаимно-перпендикулярных плоскостях с возможностью взаимодействия одной вилки 1 с другой 2 посредством расположенного между ними шарнирного узла, выполненного в виде кольца 4, на внутренней поверхности каждой проушины 3 и на внешней поверхности кольца 4 выполнены взаимно соосно расположенные полусферические лунки, образующие гнезда, в которых размещены шарики 5. Проушины 3 содержат подпятники 6, закрепленные в сквозных отверстиях в проушинах 3 с возможностью осевой регулировки положения, а лунки выполнены в подпятниках 6. Каждый подпятник 6 своей наружной поверхностью контактирует с внутренней поверхностью сквозного отверстия в проушине 3, причем ближняя к лунке сопрягаемая поверхность подпятника 6 выполнена цилиндрической (фиг.3) или конической (фиг.4) и имеет длину, не меньшую глубины лунки, и служит для передачи нагрузки от подпятника 6 к проушине 3, а остальная дальняя от лунки, сопрягаемая поверхность подпятника 6 может быть резьбой и служит для фиксации и регулировки положения подпятника 6 в отверстии проушины 3. Проушины 3 выполнены в форме цилиндрических кольцевых секторов, а наружная поверхность кольца 4 (шаровой слой) шарнирного узла выполнен сферической, причем радиус внутренней цилиндрической поверхности кольцевого сектора проушин 3 равен радиусу наружной сферической поверхности кольца 4. Смазку контактирующих поверхностей подшипников 5, шариков 5 и кольца 4 осуществляют через масленку 7 и канал 8 в подпятнике 6. Вилки 1 и 2 соединены: одна с ведущим и валом 9, другая с ведомым валом 10.

Шарнирная муфта работает следующим образом: крутящий момент от вала 9 через вилку 1 и ее проушины 3 и через ближнюю к лунке сопрягаемую поверхность отверстия передается подпятнику 6, затем с подпятника 6 к шарику 5, от шарика 5 к кольцу 4, а от кольца 4 последовательно через следующий шарик 5, следующий подпятник 6, проушину 3 вилки 2 к валу 10.

Использование предложенной конструкции муфты позволяет повысить технологичность изготовления, т.к. все детали муфты представляют собой осесимметричные тела вращения; упростить конструкцию муфты и уменьшить металлоемкость ее изготовления, уменьшить износ муфты, повысить ее надежность и долговечность и расширить эксплуатационные возможности муфты.