RU209888U1

RU209888U1 - CONSTANT-VELOCITY JOINT

Info

Publication number: RU209888U1
Application number: RU2021131735U
Authority: RU
Inventors: Евгений Сергеевич Трифонов; Алексей Валентинович Шмелёв; Андрей Юрьевич Полубанов; Юрий Владимирович Чиркаев; Николай Иванович Солдатов
Original assignee: Акционерное Общество "Кардан"
Priority date: 2021-10-28
Filing date: 2021-10-28
Publication date: 2022-03-23

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к невыключаемым муфтам для передачи вращательного движения, допускающим возможность углового относительного перемещения соединяемых деталей, и может быть применена в трансмиссионных валах транспортных средств. Шарнир равных угловых скоростей содержит корпус, обойму, сепаратор и восемь шариков, дорожки качения шариков в корпусе и обойме расположены аксиально, а внутренняя полость корпуса имеет цилиндрическую форму, по которой скользит сферическая часть наружной поверхности сепаратора при осевых перемещениях обоймы относительно корпуса шарнира и/или вращении шарнира под углом. При этом наружная поверхность обоймы имеет сферическую форму, по которой скользит сферическая часть внутренней поверхности сепаратора. Для увеличения длины шлицев в обойме при передаче увеличенного крутящего момента и повышения их стойкости на смятие, обойма может иметь ступицу цилиндрической формы, наружный диаметр которой меньше диаметра цилиндрической образующей, касательной к впадинам дорожек качения на обойме.The utility model relates to the field of mechanical engineering, namely, non-switchable couplings for transmitting rotational motion, allowing the possibility of angular relative movement of the connected parts, and can be used in transmission shafts of vehicles. The constant velocity joint contains a body, a cage, a separator and eight balls, the ball raceways in the body and the cage are located axially, and the inner cavity of the body has a cylindrical shape, along which the spherical part of the outer surface of the separator slides during axial movements of the cage relative to the hinge body and/or rotation of the hinge at an angle. In this case, the outer surface of the cage has a spherical shape, along which the spherical part of the inner surface of the separator slides. To increase the length of the splines in the cage when transmitting increased torque and increase their resistance to crushing, the cage can have a cylindrical hub, the outer diameter of which is smaller than the diameter of the cylindrical generatrix, tangent to the grooves of the raceways on the cage.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к невыключаемым муфтам для передачи вращательного движения, допускающим возможность углового относительного перемещения соединяемых деталей, и может быть применена в трансмиссионных валах транспортных средств.The utility model relates to the field of mechanical engineering, namely, non-switchable couplings for transmitting rotational motion, allowing the possibility of angular relative movement of the connected parts, and can be used in transmission shafts of vehicles.

Известен шарнир равных угловых скоростей, патент RU 141691, содержащий корпус с валом и имеющий полость со сферической поверхностью, разделенной меридиональными канавками, имеющими постоянную кривизну вдоль корпуса, обойму со сферической наружной поверхностью, разделенной меридиональными канавками, имеющими постоянную кривизну вдоль обоймы, шарики, размещенные в окнах сепаратора и в указанных меридиональных канавках, которые имеют профиль части эллипса с эксцентриситетом, выполненный с восемью шариками и с соответствующим количеством меридиональных канавок в корпусе, обойме и соответствующим количеством окон в сепараторе.A constant-velocity hinge is known, patent RU 141691, containing a housing with a shaft and having a cavity with a spherical surface divided by meridional grooves having a constant curvature along the body, a holder with a spherical outer surface divided by meridional grooves having a constant curvature along the holder, balls placed in the windows of the separator and in said meridional grooves, which have an ellipse part profile with an eccentricity, made with eight balls and with the corresponding number of meridional grooves in the body, cage and the corresponding number of windows in the separator.

Недостатком данной конструкции является отсутствие осевого хода в шарнире, что значительно ограничивает область применения, т.к. в большом количестве карданных валов и валов привода колес необходимо наличие механизма компенсации изменения кинематической длины вала. Введение в конструкцию вала такого механизма отдельно от шарнира увеличивает массу вала в сборе, что в значительной степени нивелирует эффект от снижения массы шарнира, полученный за счет применения восьми шариков вместо шести.The disadvantage of this design is the lack of axial travel in the hinge, which significantly limits the scope, because. in a large number of cardan shafts and wheel drive shafts, it is necessary to have a mechanism for compensating for changes in the kinematic length of the shaft. The introduction of such a mechanism into the design of the shaft separately from the hinge increases the mass of the shaft assembly, which largely neutralizes the effect of reducing the weight of the hinge, obtained by using eight balls instead of six.

Известен шарнир равных угловых скоростей, патент RU 113798, состоящий из корпуса, являющегося наружной полумуфтой, и из обоймы, являющейся внутренней полумуфтой шарнира, с аксиально расположенными дорожками качения и сепаратора, в окнах которого размещены шарики, контактирующие с поверхностями дорожек качения. На внутренней полумуфте выполнен участок с выпуклой сферической поверхностью, контактирующей с внутренней вогнутой поверхностью сепаратора, при этом участок со сферической поверхностью внутренней полумуфты выполнен между ее цилиндрической поверхностью и ее торцом. Технический результат данной конструкции заключается в упрощении конструкции шарнира равных угловых скоростей, повышении надежности шарнира с пониженным уровнем вибрации и шума.A constant-velocity hinge is known, patent RU 113798, consisting of a housing, which is an outer half-coupling, and from a cage, which is an inner half-coupling of the hinge, with axially located raceways and a separator, in the windows of which balls are placed in contact with the surfaces of the raceways. On the inner coupling half there is a section with a convex spherical surface in contact with the inner concave surface of the separator, while the section with a spherical surface of the inner coupling half is made between its cylindrical surface and its end face. The technical result of this design is to simplify the design of the hinge of equal angular velocities, increase the reliability of the hinge with a reduced level of vibration and noise.

Недостатком данной конструкции является то, что цилиндрическая поверхность внутренней полумуфты не имеет функциональной нагрузки, при этом ее диаметр определяется точкой окончания дуги сферической поверхности, в результате чего имеет значительную величину, приводящую к неоправданному увеличению массы детали.The disadvantage of this design is that the cylindrical surface of the inner coupling half does not have a functional load, while its diameter is determined by the end point of the arc of the spherical surface, as a result of which it has a significant value, leading to an unjustified increase in the mass of the part.

Техническим результатом полезной модели является увеличение крутящего момента, передаваемого шарниром, снижение его массы, повышение надежности шарнира в эксплуатации.The technical result of the utility model is an increase in the torque transmitted by the hinge, a reduction in its mass, and an increase in the reliability of the hinge in operation.

Указанный технический результат достигается тем, что в шарнире равных угловых скоростей, содержащем корпус, обойму, сепаратор и восемь шариков, дорожки качения шариков в корпусе и обойме расположены аксиально, а внутренняя полость корпуса имеет цилиндрическую форму, по которой скользит сферическая часть наружной поверхности сепаратора при осевых перемещениях обоймы относительно корпуса шарнира и/или вращении шарнира под углом. При этом наружная поверхность обоймы имеет сферическую форму, по которой скользит сферическая часть внутренней поверхности сепаратора.The specified technical result is achieved by the fact that in the constant velocity joint, containing a housing, a holder, a separator and eight balls, the ball raceways in the housing and holder are located axially, and the internal cavity of the housing has a cylindrical shape, along which the spherical part of the outer surface of the separator slides when axial movements of the cage relative to the hinge body and / or rotation of the hinge at an angle. In this case, the outer surface of the cage has a spherical shape, along which the spherical part of the inner surface of the separator slides.

Для увеличения длины шлицев в обойме при передаче увеличенного крутящего момента и повышения их стойкости на смятие, обойма может иметь ступицу цилиндрической формы, наружный диаметр которой меньше диаметра цилиндрической образующей, касательной к впадинам дорожек качения на обойме.To increase the length of the splines in the cage when transmitting increased torque and increase their resistance to crushing, the cage can have a cylindrical hub, the outer diameter of which is smaller than the diameter of the cylindrical generatrix, tangent to the grooves of the raceways on the cage.

Полезная модель поясняется чертежом.The utility model is illustrated by a drawing.

На фиг. 1 изображен шарнир равных угловых скоростей в сечении:In FIG. 1 shows a hinge of equal angular velocities in cross section:

1 - корпус шарнира равных угловых скоростей, являющийся наружной полумуфтой,1 - body of the hinge of equal angular velocities, which is the outer coupling half,

2 - шарик шарнира,2 - hinge ball,

3 - обойма шарнира равных угловых скоростей, являющаяся внутренней полумуфтой,3 - holder of the hinge of equal angular velocities, which is the inner half-coupling,

4 - сепаратор шарнира равных угловых скоростей,4 - separator of the hinge of equal angular velocities,

А - дорожки качения шариков,A - ball tracks,

Б - ступица обоймы.B - clip hub.

Работа шарнира равных угловых скоростей осуществляется следующим образом.The work of the hinge of equal angular velocities is carried out as follows.

При приложении крутящего момента к корпусу 1 он, через поверхности дорожек качения А, воздействует на восемь равномерно расположенных в окнах сепаратора 4 шариков 2, которые, в свою очередь, передают крутящий момент на обойму 3 через ее дорожки качения А, что приводит обойму 3 во вращение. Возможна передача вращения в обратном порядке. При изменении положения обоймы 3 относительно корпуса 1 вдоль его оси, шарики 2, удерживаемые сепаратором 4 в одной плоскости, скользят с частичным качением по аксиальным дорожкам корпуса 1. При изменении угла между осями обоймы 3 и корпуса 1 сепаратор 4, поворачиваясь по соответствующим своим сферическим поверхностям относительно корпуса 1 и обоймы 3, изменяет угол расположения плоскости шариков 2, обеспечивая равенство угловых скоростей вращения корпуса 1 и обоймы 3. В такой конструкции увеличивается передаваемый крутящий момент, и уменьшается масса вала, в котором применен шарнир.When a torque is applied to the body 1, it, through the surfaces of the raceways A, acts on eight balls 2 evenly spaced in the windows of the separator 4, which, in turn, transmit torque to the cage 3 through its raceways A, which brings the cage 3 into rotation. It is possible to transfer rotation in reverse order. When changing the position of the cage 3 relative to the body 1 along its axis, the balls 2, held by the separator 4 in the same plane, slide with partial rolling along the axial tracks of the body 1. When the angle between the axes of the cage 3 and the body 1 changes, the separator 4 rotates along its respective spherical surfaces relative to the body 1 and the cage 3, changes the angle of the plane of the balls 2, ensuring the equality of the angular velocities of rotation of the body 1 and the cage 3. In this design, the transmitted torque increases and the mass of the shaft in which the hinge is used decreases.

Claims

A constant velocity joint comprising a body, a cage, a separator with parts of the outer and inner surfaces made in the form of a sphere, and balls located in the separator windows and in contact with the corresponding raceways in the body and the cage, characterized in that the cage has a pronounced cylindrical hub shape, the outer diameter of which is less than the diameter of the cylindrical generatrix, tangent to the depressions of the raceways on the holder.