CS204968B2 - Pinion toothed transmission - Google Patents

Description

Vynález se týká pastorkového ozubeného převodu, který má pastorek, hřídel pastorku, opatřený na svém konci spojovací přírubou, upravenou pro připojení k hnacímu hřídelí, skříň a valivá ložiska, pomocí nichž je hřídel pastorku uložen ve skříni.

Pastorkový ozubený převod tohoto typu je znám z amerických patentu č. 1 956 237 a

385 133. Tyto pastorkové převody se používají například v automobilech pro přenášení hnacího momentu z podélně orientovaného hřídele na příčně orientované hřídele pro pohánění kol, přičemž ozubený pastorek zabírá do ozubeného talířového kola v převodové skříni.

Převody tohoto typu musí odolávat kroutícím zatížením a zatížením působícím v axiálním směru o značně proměnlivých velikostech. To vede k potřebě předběžně zatěžovat ložiska hřídele pastorku a přesně seřizovat pastorek vzhledem k ozubenému talířovému kolu. V provedení podle amerického patentu č. 3 385 133 se předběžné zatížení provádí pomocí šroubové matice, kterou procházejí objímky, přičemž objímka tvořící část spojovacího prostředku uvádí ložiskový prvek do axiálního stlačení. Seřízení pastorku vzhledem k talířovému ozubenému kolu se dosahuje pomocí kroužků, vkláda2 ných mezi osazení ložiskového prstence a skříň.

U tohoto známého uspořádání je seřizování ovlivňováno' velikostí předběžného zatížení, takže tento úkon je obtížný, vyžaduje vysokou zručnost, klade nároky na čas a je mimořádně nesnadný v případě oprav. Při konstrukčním řešení podle amerického patentu č. 1 956 237 se předběžného zatížení ložiska dosahuje volbou rozměrů prvků a ohříváním jednotlivých částí během montáže. Ložiskové prvky jsou však uváděny do axiálního zatížení šroubovou maticí, připojující spojovací prostředek k hřídeli pastorku, takže seřizování pastorku vzhledem k talířovému ozubenému kolu, dosahované také v tomto případě vkládáním kroužkových vložek, je předběžným zatížením rovněž ovlivííováno.

Při předběžném zatěžování a seřizování polohy je též nutno brát ohled na tuhost konstrukčních prvků, zejména s ohledem na radiální ohyb a axiální elastickou deformaci, deformaci z povrchového vzájemného dotyku jednotlivých částí, tepelnou roztažnost za chodu převodového· ústrojí a na výrobní tolerance mezi jednotlivými částmi tvořícími konstrukci, jako hřídelem pastorku, skříní, sedly a osazeními pro ložiska a ložisky samotnými.

204988

Vynález si klade za úkol vytvořit pastorkový ozubený převod, ve kterém předběžné zatížení neovlivňuje seřizování převodu. Totoho cíle je dosaženo pastorkovým ozubeným převodem, který má pastorek, hřídel pastorku opatřený na svém konci spojovací přírubou, upravenou pro připojení к hnacímu hřídeli, skříň a valivá ložiska, pomocí nichž je hřídel pastorku uložen ve skříni, u kterého podle vynálezu hřídel pastorku, pastorek, spojovací příruba a vnitřní drážky valivých ložisek tvoří celistvý prvek. Předběžného zatížení ložiska se tak dosáhne při výrobě tohoto celistvého prvku, takže pouhým úkonem, který zbývá provést, je seřízení převodu.

Podle vynálezu může být celistvý prvek vytvořen z jednoho kusu materiálu, takže příslušná sestava je vytvořena z tohoto jednoho kusu materiálu, z ložiskových kuliček a z vnějších ložiskových drážek.

Je rovněž možné, aby celistvý prvek byl vytvořen z více než jednoho kusu materiálu, spojených navzájem svary. V tomto případě má celistvý prvek dvě hlavní části, mezi nimiž jsou v axiálním směru pevně uchyceny prvky ložiska včetně kroužků vnějších ložiskových drážek.

Použije-li se jednoho kusu materiálu, je výhodné, aby celistvý prvek byl vytvořen jako duté těleso uzavřené na konci, na kterém je umístěn pastorek. Tímto způsobem je možno docíliit tuhé sestavy s malým axiálním rozměrem.

I když v některých provedeních pastorkové sestavy podle vynálezu je možné použít samostatných kroužků ložiskových drážek, je výhodné zhotovit tyto drážky obrobením přímo v odpovídajících površích části nebo částí samotného polotovarového kusu materiálu, čímž se značně zmenší počet výrobních tolerancí, které je třeba brát v úvahu.

Celá konstrukce může být taková, že průměr roztečné kružnice ložiska, umístěného mezi pastorkem a spojovacím prostředkem, je větší, než je vnější průměr kružnice opsané zubům pastorku. To zvětšuje únosnost ložiska a v některých případech zjednodušuje montáž.

Uvedeným uspořádáním se umožní velmi malá axiální délka sestavy, přičemž ložisko je co nejblíže к zubům převodu. Je rovněž výhodné dimenzovat jednotlivé prvky tak, že vnitřní průměr ložiskové klece je větší než vnější průměr kružnice opsané zubům pastorku, čímž se rovněž zjednodušuje montáž ložiska.

Ve všech provedeních vynálezu je axiální délka pastorkového ozubeného převodu ve srovnání se známými provedeními značně zmenšena, přičemž míra zmenšení této délky závisí na konkrétním tvarovém řešení, jakož i na tom, jsou-li ložiskové drážky řešeny pomocí samostatných prvků, nebo nikoliv.

U všech provedení vynálezu se předběžné zatěžování provádí v průběhu výroby. V případě opravy se levná pastorková sestava na4 hradí jinou, čímž se vyloučí potřeba kvalifikované práce. Počet míst, kde může dojít к dotykové povrchové deformaci je zmenšen, stejně jako počet míst, kde tolerance vyplývající z opracovávání mají podstatnější význam. Je možné dosíci velkých průměrů, přičemž menší axiální délka snižuje radiální ohyb při zatížení vyskytujícím se mezi ozubenými koly převodu a přispívá tak ke zvýšení tuhosti. Zkrácení délky též snižuje velikosti tepelné roztažnosti.

Konstrukce pastorkové sestavy podle vynálezu umožňuje použít všech druhů levnějších výrobních postupů. Ve všech případech může kardanův kloub tvořit celek se spojovací přírubou, a to proto, že na konci hřídele pastorku již není přítomna šroubová matice.

Je možno používat velkých průměrů ložiskových kuliček i roztečné kružnice a při malé axiální délce sestavy je možno volit takový pracovní úheí, že pracovní čára sil prochází oblastí, ve které pracovní úhel protíná osu hřídele, takže nedochází к žádnému nebo dochází jen к velmi malému přesahu, zmenšujícímu ohybové síly.

Funkce převodu již není porušena slabou stránkou konstrukčních částí, vyplývajících z vlivu tolerancí a z elastické deformace, takže lze snadno dosáhnout vyšší přesnosti.

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popise na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých obr. 1 až 5 znázorňují osové řezy různými provedeními vynálezu.

Provedení na obr. 1 se ze všech znázorněných provedení vynálezu liší od známých konstrukcí nejméně. Jak je z obrázku patrno, pastorkový převod má skříň 1, ve které je pomocí ložisek 2 uloženo talířové ozubené kolo 3, připojené к diferenciálu 4. Pastorek 6 je pomocí ložisek uložen ve vystupující části 5 skříně 1.

Podle známého řešení jsou hřídel a skříň opatřeny osazeními a ložiska mají vnější a vnitřní kroužky ložiskových drážek, přičemž spojovací prostředek к připojení na hnací hřídel je upevněn к drážkovanému konci pastorkového hřídele maticí, našroubovanou na závitovém konci hřídele. Tato matice hraje důležitou roli při dosahování předběžného zatížení ložisek.

V konstrukčním uspořádání podle obr. 1 je pastorek 6 nesen hřídelem 7 a spojovací prostředek je vytvářen pouzdrem 8, opatřeným spojovací přírubou 9. Skříň í je ve své části 5 opatřena válcovým průchodem 10, v jehož stěně jsou uloženy kroužky 11 a 12 s vnějšími ložiskovými drážkami 66, 67 dvou ložisek pro uložení hřídele 7, umístěných se vzájemným axiálním odstupem. Kroužky 11, 12 jsou přitom udržovány v odstupu od sebe válcovou odbjímkou 13, přičemž kroužek 11 se opírá o osazení 14, vytvořené v tělese skříně 1. Na hřídeli 7 pastorku 6 jsou nalisováním pevně připojeny odpovídající kroužky s vnitřními ložiskový204988 mi drážkami, a to kroužek 15 s vnitrní ložiskovou drážkou 68, který se opírá ό osazení 16 na pastorku 6, a kroužek 17, nesoucí druhou vnitrní ložiskovou drážku 69, který se opírá o pouzdro 8 spojovací příruby 9.

Po sestavení výše uvedených částí, jehož závěrečným pochodem je nasunutí pouzdra 8 na válcový konec hřídele 7, se ložisko vystaví předběžnému zatížení tím, že se spojovací příruba 9 a pastorek tlačí proti sobě. Když se dosáhne požadované míry předběžného zatížení, spojovací příruba 9 se neoddělitelně připevní k hřídeli 7 přivařením pouzdra 8 pomocí svaru 69. Takto získaná sestava se zajistí ve skříni 1 pomocí dvou polovičních zajišťovacích prstenců 18.

Axiální délka tohoto provedení při srovnání se známými pastorkovými sestavami je zmenšena, a to vzhledem k tomu, že odpadá drážkovaný konec hřídele zakončený perem a závitový konec hřídele pro našroubování matice. Konstrukce hřídele samotného je jednoduchá, neboť má pouze válcovou vnější plochu.

V příkladu na obr. 1 jsou znázorněny jako· valivé prvky ložiska kuličky, avšak je zřejmé, že může být použito i jiných valivých prvků.

Obr. 2 znázorňuje provedení vynálezu, které má v axiálním směru podstatně menší délku. V tomto· provedení tvoří pastorek 19 a hřídel 29 celistvý prvek a spojovací prostředek se opět skládá z pouzdra 21 a příruby 22, které jsou neoddělitelně připojeny ke hřídeli 20 svarem 61.

V tomto provedení jsou vnitřní drážky 23 a 24 obou kuličkových ložisek obrobeny v samotném materiálu hřídele 20 pastorku a objímky 21. Vnější část sestavy je tvořena pouzdrem 25 s přírubou 26, která umožňuje přichycení této sestavy ke skříni 27. Zařazení ozubených prvků převodu vůči sobě navzájem může být provedeno vkládáním prstencových vložek mezi přírubu 2g a okraj skříně 27. Také vnější drážky 28, 29 jsou vytvořeny přímým obrobením, a to materiálu samotného pouzdra 25. Ložisko· je dále opatřeno těsněním 30. V tomto provedení vynálezu pouzdro 21 a hřídel 20 na sebe v axiálním směru · dosedají a jsou obrobeny natolik přesně, že požadovaného předběžného zatížení se dosáhne, když se obě části nevzájem spolu, •svaří.

Toto provedení je v axiálním směru podstatně kratší než předchozí. Jediné plošky, jejichž tolerance hrají nějakou roli, jsou plošky, na něž dosedají kuličky.

Obr. 3 ukazuje provedení, ve kterém pas- torek 62, hřídel 42 a spojovací příruba 63 tvoří jeden celistvý prvek, vytvořený lisováním nebo kováním oceli do tvaru dutého· tělesa. Dutina přitom probíhá téměř po celé délce tohoto celistvého prvku. Vnitřní drážky 41 pro kuličky ložiska jsou vytvořeny obrobením v samotném tělese hřídele 42 a totéž platí pro· vnější drážky v pouzdře 43 opatřeném přírubou, které slouží pro připojení sestavy ke skříni 44.

Axiální délka tohoto provedení je relativně malá a průměr relativně velký. Jak je z obr. 3 patrno, čára 45 zatížení převodových ozubených kol a pracovní čáry 4б jednoho z valivých ložisek se protínají na ose 47 v jediném bodě, což značí, že v hřídeli 42 vznikají velice malá ohybová namáhání a je tedy možné použít kuličkového· ložiska s vysokou únosností a velkým průměrem.

Obr. 4 ukazuje další rozvinutí konstrukčního principu o-br. 3, spočívající v tom, že se použije duté vykované těleso, v němž je· obrobením vypracováno ozubení pastorku mezi vnitřními drážkami 48 a 49 obou kuličkových ložisek. Vnější pouzdro 50 s přírubou 51 má nyní samozřejmě větší axiální délku a je opatřeno· otvorem 52, jímž prochází talířové kolo a zabírá do Ozubení 53 pastorku 64. Hřídel · 70 se v tomto· případě redukuje na dva krátké axiální úseky 70a, 70b v oblasti odpovídajících vnitřních drážek 48 a 49.

Předběžného zatížení se v obou provedeních podle obr. 3 a 4 dosahuje vložením kuliček.

Jak ukazuje obr. 3, roztečný průměr největšího ložiska je větší, než je průměr kružnice opsané ozubení pastorku. Je zřejmé, že tento roztečný průměr může být ještě větší, než je znázorněno na obr. 3. Vnitřní průměr klece kuličkového ložiska je takový, aby bylo· možno klec snadno přetáhnout přes ozubení pastorku.

Obr. 5 ukazuje provedení podle téhož principu jako· na obr. 3 a 4, ale s tím rozdílem, že z příruby 55 vylisovaného· nebo vykovaného tělesa vybíhají příchytné prvky ve tvaru ok, aby k nim mohly být připojeny výkyvné části 56 kardanova kloubu.

Jinak zahrnuje · vylisované nebo vykované těleso jako v předchozích provedeních část tvořící hřídel 54 a část tvořící pastorek 65.

Ložisková · sestava je opatřena těsněními a 58, umožňujícími vytvořit celistvou jednotku, z níž nemůže vytéci mazivo a v níž je ložisko chráněno proti odletkům z opotřebení ozubených kol.

Claims (4)

1. Pastorkový ozubený převod, který má pastorek, hřídel pastorku, opatřený na svém konci spojovací přírubou, upravenou pro připojení к hnacímu hřídeli, skříň a valivá ložiska, pomocí nichž je hřídel pastorku uložen ve skříni, vyznačený tím, že hřídel (7, 20, 42, 54) pastorku (6, 19, 62, 64, 65), pastorek (6, 19, 62, 64, 65) a spojovací příruba (9, 22, 55 63) tvoří celistvý prvek, obsahující vnitřní drážky (68, 69; 23, 24; 41, 48, 49) valivých ložisek.

VYNALEZU

2. Pastorkový ozubený převod podle bodu 1, vyznačený tím, že celistvý prvek je vytvořen z jednoho kusu materiálu.

3. Pastorkový ozubený převod podle bodu 1, vyznačený tím, že celistvý prvek je vytvořen z více než jednoho kusu materiálu, spojených navzájem svary (60, 61).

4. Pastorkový ozubený převod podle bodů 1 až 3, vyznačený tím, že celistvý prvek je duté těleso, uzavřené na konci, na kterém je umístěn pastorek (19, 62, 64, 65).