RU2086820C1 - Universal propeller shaft drive - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering; rotation transmitting devices. SUBSTANCE: propeller shaft drive has two shafts with universal joints on ends for connection with driving and driven shafts. Propeller shaft of drive are interconnected by splines. Splines of one of shafts are made elongated to provide constant engagement when geometric parameters of drive change. Driving and driven shafts are connected with universal joints by means of flange couplings. Description of design versions of flange couplings is provided. EFFECT: improved reliability of operation. 13 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к общему машиностроению и касается устройств для передачи вращения. The invention relates to general mechanical engineering and relates to devices for transmitting rotation.

Из уровня техники известна карданная передача, содержащая связанные между собой шлицевым соединением два вала с карданными шарнирами по концам для соединения соответственно с ведущим и ведомым валами. [1]
Недостатком известной карданной передачи является то, что она не является универсальной, т.е. при изменении расстояния между соединяемыми валами необходимо использовать каждый раз новые передачи с отличными друг от друга геометрическими параметрами всех валов.A cardan drive is known from the prior art, comprising two shafts connected to each other by a spline connection with cardan joints at the ends to connect respectively to the drive and driven shafts. [one]
A disadvantage of the known cardan transmission is that it is not universal, i.e. when changing the distance between the connected shafts, it is necessary to use new gears each time with different geometric parameters of all shafts.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в использовании универсального вала с длиной шлицев, имеющих возможность сопряжения со шлицами другого вала при изменении расстояния между соединяемыми валами (ведущим и ведомым валами). The technical problem to which the invention is directed is to use a universal shaft with a length of splines that can be mated to the splines of another shaft when the distance between the connected shafts (drive and driven shafts) changes.

Указанная задача достигается тем, что шлицы одного из валов выполнены удлиненными для обеспечения постоянства зацепления со шлицами другого вала при изменении геометрических параметров передачи, при этом длина шлицев одного вала приблизительно равна l+L+a+b,
где l длина шлицев другого вала;
L максимальное смещение другого вала при изменении геометрических параметров передачи;
a максимальное увеличение расстояния между карданными шарнирами в эксплуатации в случае максимально возможного расстояния между ведущим и ведомым валами;
b максимальное уменьшение расстояния между карданными шарнирами валов в эксплуатации в случае минимально возможного расстояния между ведущим и ведомым валами.This problem is achieved by the fact that the splines of one of the shafts are made elongated to ensure constant engagement with the splines of the other shaft when changing the geometric parameters of the transmission, while the length of the splines of one shaft is approximately equal to l + L + a + b,
where l is the length of the splines of the other shaft;
L the maximum displacement of the other shaft when changing the geometric parameters of the transmission;
a maximum increase in the distance between the cardan joints in operation in the case of the maximum possible distance between the drive and driven shafts;
b maximum reduction of the distance between the cardan joints of the shafts during operation in the case of the smallest possible distance between the drive and driven shafts.

Кроме того, шлицевой участок одного из валов образован шлицами, выполненными на внутренней его поверхности, и сопряженными с ними шлицами, выполненными на втулке, установленной в полости этого вала, причем зона сопряжения шлицев перекрыта шлицами другого вала. In addition, the splined section of one of the shafts is formed by splines made on its inner surface and associated with them splines made on a sleeve installed in the cavity of this shaft, and the interface between the splines overlapped by the splines of the other shaft.

Соединение карданных шарниров с ведущим и ведомым валами выполнены в виде фланцевой муфты, полумуфты которой на сопрягаемых торцевых поверхностях имеют соответственно выступы и впадины, ограниченные наклонными прямоугольными и/или коническими поверхностями. Кроме того, одна из них может иметь кольцевую канавку для размещения в ней резинового кольца для взаимодействия с торцевой поверхностью другой полумуфты. The connection of the cardan joints with the driving and driven shafts is made in the form of a flange coupling, the coupling halves of which on the mating end surfaces have protrusions and depressions, respectively, bounded by inclined rectangular and / or conical surfaces. In addition, one of them may have an annular groove for accommodating a rubber ring therein for engagement with the end surface of the other coupling half.

Соединение полумуфт между собой может также включать разрезные втулки, которые размещаются либо в соосных отверстиях полумуфт, охватывая стяжные болты, либо в радиальных пазах выполненных на торцевых поверхностях полумуфт. The interconnection of the coupling halves may also include split bushings, which are placed either in the coaxial holes of the coupling halves, covering the coupling bolts, or in radial grooves made on the end surfaces of the coupling halves.

Другой из возможных вариантов соединения полумуфт может включать в себя клиновые шпонки, которые размещаются в клиновых пазах торцов полумуфт. Полумуфты могут быть соединены штифтами в виде разрезных втулок. Another possible connection of the coupling halves may include wedge keys that are located in the wedge grooves of the ends of the coupling halves. The coupling halves can be connected with pins in the form of split sleeves.

На фиг.1 показан общий вид карданной передачи; на фиг.2 полумуфта с резиновым кольцом; на фиг.3 фланцевая муфта с передающим элементом в виде разрезной втулки; на фиг.4 то же, другой вариант; на фиг.5 фланцевая муфта с передающими элементами в виде клиновых шпонок. Figure 1 shows a General view of the driveshaft; figure 2 coupling with a rubber ring; figure 3 flange coupling with a transmitting element in the form of a split sleeve; figure 4 is the same, another option; figure 5 flange coupling with transmitting elements in the form of wedge dowels.

Другие возможные варианты выполнения элементов карданной передачи в силу их широкой известности не приводятся. Other possible embodiments of the elements of the driveshaft due to their wide popularity are not given.

Универсальная карданная передача содержит валы 1 и 2, связанные между собой шлицевым соединением 3, карданные шарниры 4, связанные фланцевыми муфтами 5 соответственно с ведущим и ведомым валами 6 и 7. Universal cardan transmission contains shafts 1 and 2, interconnected by a spline connection 3, cardan joints 4, connected by flange couplings 5, respectively, with drive and driven shafts 6 and 7.

Соединение полумуфт фланцевых муфт может содержать резиновое кольцо 8, разрезные втулки 9 или клиновые шпонки 10, которые способствуют разгружению стягивающих болтов или шпилек от срезающих усилий. The coupling coupling of the flange couplings may include a rubber ring 8, split sleeves 9 or wedge keys 10, which facilitate the unloading of the tightening bolts or studs from shearing forces.

Клиновые шпонки 10 размещены в клиновых пазах 11, выполненных на торцах полумуфт. В клиновых шпонках выполнены продольные пазы 12, через которые пропущены крепежные элементы 13. Wedge keys 10 are placed in the wedge grooves 11, made at the ends of the coupling halves. In the wedges, longitudinal grooves 12 are made, through which fasteners 13 are passed.

Работает универсальная карданная передача обычным образом. A universal cardan drive operates in the usual way.

Увеличенная длина шлицев одного из валов обеспечивают постоянство параметров зацепления при разном расстоянии между соединяемыми валами 6 и 7. The increased length of the splines of one of the shafts ensures constant gearing parameters at different distances between the connected shafts 6 and 7.

Использование конических выступов разрезных втулок 9 позволяет передавать крутящий момент через них, что разгружает стяжные болты от срезающих усилий. Using conical protrusions of the split sleeves 9 allows you to transmit torque through them, which unloads the coupling bolts from shearing forces.

Использование резинового кольца позволяет увеличить сцепление между полумуфтами при их стяжке, что также способствует разгружению от срезающих усилий стяжных болтов. The use of a rubber ring allows you to increase the adhesion between the coupling halves during screeding, which also contributes to unloading from the shearing forces of the coupling bolts.

Клиновые шпонки в процессе эксплуатации под действием центробежных сил смещаются в клиновых пазах, заклиниваясь между полумуфтами, и способствуют разгрузке стяжных болтов от срезающих усилий, так как часть указанных усилий воспринимают они. Wedge dowels during operation under the action of centrifugal forces are displaced in the wedge grooves, wedged between the coupling halves, and contribute to the unloading of the coupling bolts from shearing forces, since they perceive part of these forces.

Предложенная универсальная карданная передача позволяет сэкономить значительные материальные средства, так как в каждом конкретном случае отпадает необходимость использования валов с различной длиной. The proposed universal cardan drive allows you to save significant material resources, since in each case there is no need to use shafts with different lengths.

Claims (13)

1. Универсальная карданная передача, содержащая связанные между собой шлицевым соединением два вала с карданными шарнирами по концам для соединения соответственно с ведущим и ведомым валами, отличающаяся тем, что шлицы одного из валов выполнены удлиненными для обеспечения постоянства зацепления со шлицами другого вала при изменении геометрических параметров передачи. 1. Universal cardan drive, comprising two shafts connected to each other by a spline connection with cardan joints at the ends to connect respectively to the drive and driven shafts, characterized in that the splines of one of the shafts are elongated to ensure constant engagement with the splines of the other shaft when changing geometric parameters transmission. 2. Передача по п.1, отличающаяся тем, что длина шлицев одного из валов приблизительно равна
l + L + a + b,
где 1 длина шлицев другого вала;
L максимальное смещение другого вала при изменении геометрических параметров передачи;
a максимальное увеличение расстояния между карданными шарнирами валов в эксплуатации в случае максимально возможного расстояния между ведущим и ведомым валами;
b максимальное уменьшение расстояния между карданными шарнирами валов в эксплуатации в случае минимально возможного расстояния между ведущим и ведомым валами.2. The transmission according to claim 1, characterized in that the length of the splines of one of the shafts is approximately equal
l + L + a + b,
where 1 is the length of the splines of the other shaft;
L the maximum displacement of the other shaft when changing the geometric parameters of the transmission;
a maximum increase in the distance between the cardan joints of the shafts in operation in the case of the maximum possible distance between the drive and driven shafts;
b maximum reduction of the distance between the cardan joints of the shafts during operation in the case of the smallest possible distance between the drive and driven shafts. 3. Передача по п.1 или 2, отличающаяся тем, что шлицевой участок одного из валов образован шлицами, выполненными на внутренней его поверхности, и сопряженными с ними шлицами, выполненными на втулке, установленной в полости этого вала. 3. The transmission according to claim 1 or 2, characterized in that the spline section of one of the shafts is formed by slots made on its inner surface and associated with them slots made on a sleeve installed in the cavity of this shaft. 4. Передача по п.3, отличающаяся тем, что зона сопряжения шлицевого участка одного вала расположена с возможностью перекрытия ее шлицами другого вала. 4. The transmission according to claim 3, characterized in that the mating zone of the spline section of one shaft is located with the possibility of overlapping it with slots of another shaft. 5. Передача по любому из пп.1 4, отличающаяся тем, что соединения карданных шарниров соответственно с ведущим и ведомым валами выполнены в виде фланцевых муфт. 5. Transmission according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the joints of the cardan joints, respectively, with the drive and driven shafts are made in the form of flange couplings. 6. Передача по п.5, отличающаяся тем, что на сопрягаемых торцевых поверхностях полумуфт выполнены соответственно по крайней мере один выступ и одна впадина. 6. The transmission according to claim 5, characterized in that at least one protrusion and one depression are respectively made on the mating end surfaces of the coupling halves. 7. Передача по п.6, отличающаяся тем, что выступ и впадина ограничена наклонными прямоугольными и/или коническими поверхностями. 7. The transmission according to claim 6, characterized in that the protrusion and the cavity are limited by inclined rectangular and / or conical surfaces. 8. Передача по любому из пп.5 7, отличающаяся тем, что на торцевой поверхности одной из полумуфт выполнены кольцевая канавка, в которой с возможностью взаимодействия с торцевой поверхностью другой полумуфты расположено резиновое кольцо. 8. Transmission according to any one of paragraphs.5 to 7, characterized in that an annular groove is made on the end surface of one of the coupling halves, in which a rubber ring is located with the possibility of interaction with the end surface of the other coupling half. 9. Передача по п.5, отличающаяся тем, что полумуфты стянуты между собой болтами, охваченными разрезными втулками, размещенными в соосных отверстиях полумуфт. 9. The transmission according to claim 5, characterized in that the coupling halves are pulled together by bolts, enclosed by split sleeves located in the coaxial holes of the coupling halves. 10. Передача по п.5, отличающаяся тем, что на торцевых поверхностях полумуфт выполнены выемки, образующие при соединении полумуфт между собой отверстия, для размещения в них штифтов. 10. The transmission according to claim 5, characterized in that recesses are made on the end surfaces of the coupling halves, forming holes when connecting the coupling halves to each other, for accommodating pins in them. 11. Передача по п.10, отличающаяся тем, что штифты выполнены в виде разрезных втулок. 11. The transmission of claim 10, characterized in that the pins are made in the form of split sleeves. 12. Передача по п.5, отличающаяся тем, что на торцевых поверхностях полумуфт выполнены сужающиеся в направлении боковых поверхностей полумуфт пазы для размещения в них клиновых шпонок. 12. The transmission according to claim 5, characterized in that on the end surfaces of the coupling halves are made tapering in the direction of the side surfaces of the coupling halves for placement of wedge keys in them. 13. Передача по п.12, отличающаяся тем, что каждая шпонка, выполнена с продольным пазом, через который пропущен винт для фиксации шпонки на одной из полумуфт. 13. The transmission according to item 12, wherein each key is made with a longitudinal groove through which a screw is passed to fix the key on one of the coupling halves.

Images