RU2220338C2 - Cardan joint - Google Patents

Cardan joint Download PDF

Info

Publication number
RU2220338C2
RU2220338C2 RU2001120572/11A RU2001120572A RU2220338C2 RU 2220338 C2 RU2220338 C2 RU 2220338C2 RU 2001120572/11 A RU2001120572/11 A RU 2001120572/11A RU 2001120572 A RU2001120572 A RU 2001120572A RU 2220338 C2 RU2220338 C2 RU 2220338C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sleeve
cross
diameter
bush
spring
Prior art date
Application number
RU2001120572/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001120572A (en
Inventor
А.М. Сигаев
А.Г. Пастухов
С.Н. Ольховский
А.С. Худошин
Original Assignee
Белгородская государственнаяя сельскохозяйственная академия
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Белгородская государственнаяя сельскохозяйственная академия filed Critical Белгородская государственнаяя сельскохозяйственная академия
Priority to RU2001120572/11A priority Critical patent/RU2220338C2/en
Publication of RU2001120572A publication Critical patent/RU2001120572A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2220338C2 publication Critical patent/RU2220338C2/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/26—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected
    • F16D3/38—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/44—Needle bearings
    • F16C19/46—Needle bearings with one row or needles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58—Raceways; Race rings
    • F16C33/60—Raceways; Race rings divided or split, e.g. comprising two juxtaposed rings
    • F16C33/61—Raceways; Race rings divided or split, e.g. comprising two juxtaposed rings formed by wires
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/26—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected
    • F16D3/38—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another
    • F16D3/40—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another with intermediate member provided with two pairs of outwardly-directed trunnions on intersecting axes
    • F16D3/41—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another with intermediate member provided with two pairs of outwardly-directed trunnions on intersecting axes with ball or roller bearings

Abstract

FIELD: mechanical engineering; cardan joints for agricultural equipment. SUBSTANCE: proposed cardan joint has two forks, needle bearings and cross-piece on whose pins bushes made from material possessing high surface hardness are pressed. Each bush has cut or in way of cylindrical surface; length of circle over external diameter of bush exceeds length of circle over internal diameter of needle bearing by amount of clearance; it may be made in form of coil torsion cylindrical spring. Bush made in form of coil torsion cylindrical spring is mounted on pin of cross-piece having mating outer surface. EFFECT: enhanced reliability. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к карданным шарнирам трансмиссий сельскохозяйственной техники. The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to cardan joints of transmissions of agricultural machinery.

Карданный шарнир [1] содержит игольчатые подшипники качения с наружной и внутренней обоймами, крестовину с коническими шипами и вилки, причем наружная обойма подшипника выполнена в виде массивного стакана, а внутренняя обойма - в виде втулки с цилиндрической наружной поверхностью, образующей беговую дорожку подшипника, и с коническим отверстием, поверхностью которого она сопряжена с шипом по неподвижной посадке. The cardan joint [1] contains needle roller bearings with outer and inner bearings, a cross with conical spikes and forks, the outer bearing race being made in the form of a massive cup, and the inner race being a sleeve with a cylindrical outer surface forming a racetrack of the bearing, and with a conical hole, the surface of which it is paired with a spike on a fixed landing.

Известен карданный шарнир, содержащий вилки, игольчатые подшипники и крестовину, на шипы которой напрессованы втулки из материала с высокой твердостью поверхности [2]. Known cardan joint containing forks, needle bearings and a cross, on the spikes of which are pressed bushings from a material with high surface hardness [2].

Существенным недостатком карданных шарниров [1] и [2] является недостаточная долговечность, обусловленная неудовлетворительными условиями смазки и возникновением радиального зазора в сопряжениях втулка - игольчатый подшипник в процессе износа их элементов в эксплуатации. A significant drawback of the cardan joints [1] and [2] is the insufficient durability due to poor lubrication conditions and the occurrence of a radial clearance in the sleeve – needle bearing mates during wear of their components in use.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению по совокупности технических признаков является карданный шарнир [2]. The closest analogue to the claimed invention in terms of technical features is the universal joint [2].

Задача изобретения - повышение надежности карданных шарниров. The objective of the invention is to increase the reliability of cardan joints.

Решение поставленной задачи достигается тем, что каждая втулка выполнена с разрезом в направлении образующей цилиндрической поверхности таким образом, что длина окружности по наружному диаметру втулки больше длины окружности по внутреннему диаметру игольчатого подшипника на величину зазора в разрезе, который не превышает диаметра тела качения игольчатого подшипника. Втулка может быть выполнена в виде витой цилиндрической пружины кручения с соприкасающимися витками, устанавливаемой на шип крестовины, имеющий ответную наружную поверхность, причем упомянутая пружина выполнена из проволоки, поперечное сечение которой имеет форму круга или выпуклого многоугольника, при этом между витками витой цилиндрической пружины образуются канавки для удержания смазки. Номинальный диаметр Dном рабочей цилиндрической поверхности втулки удовлетворяет условию Dcp<Dном≤D1, где Dcp - средний диаметр пружины, a D1 - наружный диаметр пружины, при этом площадь рабочей поверхности втулки значительно больше площади впадин между витками.The solution to this problem is achieved by the fact that each sleeve is made with a cut in the direction of the generatrix of the cylindrical surface so that the circumference along the outer diameter of the sleeve is greater than the circumference along the inner diameter of the needle bearing by the amount of clearance in the section, which does not exceed the diameter of the rolling element of the needle bearing. The sleeve can be made in the form of a twisted cylindrical torsion spring with contacting coils mounted on a spike of a cross having a mating outer surface, said spring being made of wire whose cross section is in the form of a circle or a convex polygon, while grooves are formed between the coils of the coiled spring to hold grease. The nominal diameter D nom of the working cylindrical surface of the sleeve satisfies the condition D cp <D nom ≤D 1 , where D cp is the average diameter of the spring, and D 1 is the outer diameter of the spring, and the area of the working surface of the sleeve is much larger than the area of the hollows between the coils.

На фиг.1-3 представлены варианты выполнения втулок. На фиг.1 показаны: а - вариант выполнения разрезной втулки; б - осевой разрез сопряжения "шип крестовины - втулка - игольчатый подшипник" в сборе с разрезной втулкой. На фиг.2 представлен вариант выполнения втулки в виде витой цилиндрической пружины кручения из проволоки круглого сечения, на котором показаны средний Dcp и наружный D1 диаметры пружины, а также номинальный диаметр Dном рабочей цилиндрической поверхности втулки. На фиг.3 изображен вариант выполнения втулки в виде витой цилиндрической пружины кручения из проволоки, сечение которой имеет форму выпуклого многоугольника, с указанием положения характерных размеров.Figure 1-3 presents the options for the execution of the bushings. Figure 1 shows: a - embodiment of a split sleeve; b - axial section of the coupling "spike of the spider - sleeve - needle bearing" Assembly with a split sleeve. Figure 2 presents an embodiment of the sleeve in the form of a twisted cylindrical torsion spring of round wire, which shows the average D cp and the outer D 1 spring diameters, as well as the nominal diameter D nom of the working cylindrical surface of the sleeve. Figure 3 shows an embodiment of a sleeve in the form of a twisted cylindrical torsion spring of wire, the cross section of which has the shape of a convex polygon, indicating the position of characteristic dimensions.

Карданный шарнир содержит крестовину 1 с шипами 2, на которых установлены цилиндрические разрезные втулки 3 или втулки в виде цилиндрических пружин кручения 4, расположенные в игольчатых подшипниках 5. The cardan joint contains a crosspiece 1 with spikes 2, on which cylindrical split sleeves 3 or bushings in the form of cylindrical torsion springs 4, located in needle bearings 5, are mounted.

При сборке сопряжения "шип крестовины - втулка - игольчатый подшипник" карданного шарнира втулки 3 или 4 устанавливают на шипы 2 крестовины 1, а игольчатые подшипники 5 устанавливают на втулки 3 или 4. When assembling the coupling "spike of the cross - sleeve - needle bearing" of the universal joint of the sleeve 3 or 4 are installed on the spikes 2 of the cross 1, and the needle bearings 5 are installed on the sleeve 3 or 4.

В случае применения цилиндрической разрезной втулки 3 ее внутренний диаметр больше наружного диаметра шипа 2, что приводит к образованию зазора в данном соединении. Для установки игольчатого подшипника 5 сжимают втулку 3 в радиальном направлении до соприкосновения краев разреза. В этом случае наружный диаметр втулки 3 совпадает с внутренним диаметром игольчатого подшипника 5, который устанавливают на втулку 3. После установки игольчатого подшипника 5 снимают сжимающее действие с втулки 3. Вследствие наличия сил упругости в материале втулки 3 последняя разжимается и оказывает распирающее действие на игольчатый подшипник 5. In the case of the use of a cylindrical split sleeve 3, its inner diameter is larger than the outer diameter of the spike 2, which leads to the formation of a gap in this connection. To install the needle bearing 5, compress the sleeve 3 in the radial direction until the edges of the cut contact. In this case, the outer diameter of the sleeve 3 coincides with the inner diameter of the needle bearing 5, which is installed on the sleeve 3. After installing the needle bearing 5, the compressive effect is removed from the sleeve 3. Due to the elastic forces in the material of the sleeve 3, the latter is unclenched and has a bursting effect on the needle bearing 5.

В случае применения втулки 4, выполненной в виде витой цилиндрической пружины кручения, сборку сопряжения "шип крестовины - втулка" осуществляют с учетом ответной поверхности шипа 2, зависящей от формы сечения проволоки. Перед установкой игольчатого подшипника 5 втулку 4 закручивают. В результате наружный диаметр втулки 4 становится равным внутреннему диаметру игольчатого подшипника 5, что способствует установке последнего на втулку 4. Далее силовое воздействие с втулки 4 снимают и силы упругости материала последней оказывают распирающее действие на игольчатый подшипник 5. In the case of the use of the sleeve 4, made in the form of a twisted cylindrical torsion spring, the assembly of the interface "spike of the cross - the sleeve" is carried out taking into account the mating surface of the spike 2, depending on the shape of the cross section of the wire. Before installing the needle bearing 5, the sleeve 4 is twisted. As a result, the outer diameter of the sleeve 4 becomes equal to the inner diameter of the needle bearing 5, which contributes to the installation of the latter on the sleeve 4. Next, the force is removed from the sleeve 4 and the elastic forces of the material have a bursting effect on the needle bearing 5.

При работе карданного шарнира нагрузка от ведущего вала передается на ведомый вал посредством игольчатых подшипников 5, тела качения которых перекатываются по рабочей цилиндрической поверхности втулок 3 или 4, установленных на шипах 2 крестовины 1. During operation of the cardan joint, the load from the drive shaft is transferred to the driven shaft by needle bearings 5, the rolling elements of which are rolled along the working cylindrical surface of the bushings 3 or 4 mounted on the spikes 2 of the crosspiece 1.

Применение цилиндрической разрезной втулки и втулки, выполненной в виде витой цилиндрической пружины кручения, позволяет при сборке сопряжения "шип крестовины - втулка - игольчатый подшипник" создавать предварительное напряженное состояние упомянутых втулок, которое способствует компенсации радиального зазора в сопряжении "втулка - игольчатый подшипник", обусловленного износом элементов упомянутого сопряжения в процессе работы карданного шарнира. The use of a cylindrical split sleeve and a sleeve made in the form of a twisted cylindrical torsion spring makes it possible to create a preliminary stress state of the said bushings during assembly of the spike of the spider - sleeve - needle bearing, which helps to compensate for the radial clearance in the sleeve - needle bearing pair due to wear of the elements of the aforementioned mating during the operation of the universal joint.

Наличие смазкоудерживающей канавки в виде впадин между витками витой цилиндрической пружины кручения позволяет повысить эффективность процесса смазки элементов сопряжения "втулка - игольчатый подшипник" за счет сохранения смазки в канавках при перекатывании тел качения игольчатых подшипников по рабочей цилиндрической поверхности втулки. The presence of a lubricant-retaining groove in the form of depressions between the coils of a twisted coil torsion spring makes it possible to increase the efficiency of the lubrication of the sleeve-needle bearing coupling elements by maintaining lubrication in the grooves when rolling the rolling elements of needle bearings along the working cylindrical surface of the sleeve.

Использование проволоки различной формы сечения позволяет варьировать исполнение втулки в виде витой цилиндрической пружины кручения различной жесткости в зависимости от конструктивных, технологических и эксплуатационных параметров карданного шарнира. The use of wires of various cross-sectional shapes allows you to vary the design of the sleeve in the form of a twisted cylindrical torsion spring of various stiffness depending on the design, technological and operational parameters of the universal joint.

Следовательно, применение предлагаемого технического решения позволит повысить надежность карданных шарниров сельскохозяйственной техники. Therefore, the application of the proposed technical solution will improve the reliability of the universal joints of agricultural machinery.

Источники информации
1. А. с. СССР 277464, кл. F 16 D 3/33. Карданный шарнир. В.М. Щебров. 1262314/25-27. Заявлено 22.07.1968, опубл. 22.07.1970. БИ 24.Sources of information
1. A. p. USSR 277464, class F 16 D 3/33. Cardan joint. V.M. Shchebrov. 1262314 / 25-27. Declared July 22, 1968, publ. 07/22/1970. BI 24.

2. Какуевицкий В.А., Силкин А.С. Пути повышения долговечности карданных сочленений транспортных машин. / Вестник машиностроения. 1969, 3, с. 25...28 (рис.2, с.26). 2. Kakuevitsky V. A., Silkin A. S. Ways to increase the durability of cardan joints of transport vehicles. / Bulletin of mechanical engineering. 1969, 3, p. 25 ... 28 (Fig. 2, p. 26).

Claims (3)

1. Карданный шарнир, содержащий две вилки, игольчатые подшипники и крестовину, на шипы которой напрессованы втулки из материала с высокой твердостью поверхности, отличающийся тем, что каждая втулка выполнена с разрезом в направлении образующей цилиндрической поверхности таким образом, что длина окружности по наружному диаметру втулки больше длины окружности по внутреннему диаметру игольчатого подшипника на величину зазора в разрезе, который не превышает диаметра тела качения игольчатого подшипника.1. A cardan joint containing two forks, needle bearings and a spider, on the spikes of which bushings are pressed from a material with high surface hardness, characterized in that each bush is made with a cut in the direction of the generatrix of the cylindrical surface so that the circumference along the outer diameter of the bush greater than the circumference of the inner diameter of the needle bearing by the amount of clearance in the section, which does not exceed the diameter of the rolling element of the needle bearing. 2. Карданный шарнир, содержащий две вилки, игольчатые подшипники и крестовину, на шипы которой напрессованы втулки из материала с высокой твердостью поверхности, отличающийся тем, что втулка выполнена в виде витой цилиндрической пружины кручения с соприкасающимися витками, устанавливаемой на шип крестовины, имеющий ответную наружную поверхность, причем упомянутая пружина выполнена из проволоки, поперечное сечение которой имеет форму круга или выпуклого многоугольника, при этом между витками витой цилиндрической пружины образуются канавки для удержания смазки.2. A cardan joint containing two forks, needle bearings and a cross, the spikes of which are pressed into sleeves from a material with a high surface hardness, characterized in that the sleeve is made in the form of a twisted cylindrical torsion spring with contacting coils mounted on a spike of the cross having a reciprocal outer a surface, said spring being made of wire, the cross-section of which is in the form of a circle or a convex polygon, with a can Avki for holding grease. 3. Карданный шарнир по п.2, отличающийся тем, что номинальный диаметр Dном рабочей цилиндрической поверхности втулки удовлетворяет условию Dcp ≤ Dном ≤ D1, где Dcp - средний диаметр пружины, a D1 - наружный диаметр пружины, при этом площадь рабочей поверхности втулки значительно больше площади впадин между витками.3. The universal joint according to claim 2, characterized in that the nominal diameter D nom of the working cylindrical surface of the sleeve satisfies the condition D cp ≤ D nom ≤ D 1 , where D cp is the average diameter of the spring, and D 1 is the outer diameter of the spring, the area of the working surface of the sleeve is much larger than the area of the depressions between the turns.
RU2001120572/11A 2001-07-23 2001-07-23 Cardan joint RU2220338C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001120572/11A RU2220338C2 (en) 2001-07-23 2001-07-23 Cardan joint

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001120572/11A RU2220338C2 (en) 2001-07-23 2001-07-23 Cardan joint

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001120572A RU2001120572A (en) 2003-07-10
RU2220338C2 true RU2220338C2 (en) 2003-12-27

Family

ID=32065431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001120572/11A RU2220338C2 (en) 2001-07-23 2001-07-23 Cardan joint

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2220338C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4671694A (en) Elastic articulation, coupling, or the like
US5224898A (en) Cushion connector
WO2013035745A1 (en) Rolling bearing cage and rolling bearing
KR101360511B1 (en) Method of manufacturing a split bearing ring
EP0487458B1 (en) Elastomeric bushing assembly for torque rod
EP3464915B1 (en) Socket assembly and method of making a socket assembly
CN105026780A (en) Torque limiting tolerance ring
WO2014114679A1 (en) Torque limiting tolerance ring
CN102817936B (en) Spring friction clutch mechanism for belt pulley and one-way coupling damping belt pulley
JP2004506519A (en) Joint assembly to prevent wear
US7396283B2 (en) Needle roller retainer for tripot joint
KR20160044475A (en) Decoupler clutch engagement surface with selected surface finish
EP1394430B2 (en) Cross coupling
US3721110A (en) Universal joint bearing cup improvement
CN100585200C (en) Articulation and/or bearing device
RU2220338C2 (en) Cardan joint
US20060252557A1 (en) Axial retaining arrangement for a bearing bushing in a universal joint
JP4609050B2 (en) Tripod type constant velocity joint
US6880689B2 (en) Pulley apparatus with built-in roller clutch and assembly method thereof
EP0045166A1 (en) A sleeve bearing half-shell, a journalled bearing assembly comprising such half-shell and a method of forming the assembly
KR20180030101A (en) Chain joint assembly
JPS5828019A (en) Knuckle joint
RU141878U1 (en) Gimbal
KR100627007B1 (en) Tripod constant velocity joint with low plunging resistance
RU2480636C1 (en) Double universal joint with internal support

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040724