RU37166U1

RU37166U1 - HINGE

Info

Publication number: RU37166U1
Application number: RU2003137138/20U
Authority: RU
Inventors: А.П. Максимов; В.Н. Коротков; Ю.А. Вельк
Original assignee: Открытое акционерное общество "Саратовский завод "Серп и Молот"
Priority date: 2003-12-25
Filing date: 2003-12-25
Publication date: 2004-04-10

Abstract

1. Шарнир, содержащий корпус, выполненный за одно целое с валом и имеющий полость со сферической поверхностью, разделенной шестью меридиональными канавками, имеющими постоянную кривизну вдоль корпуса, обойму со сферической наружной поверхностью, разделенной шестью меридиональными канавками, имеющими постоянную кривизну вдоль обоймы, шесть шаров, размещенных в сепараторе и в указанных меридиональных канавках, которые имеют профиль части эллипса с эксцентриситетом в пределах 0,275-0,3, при этом радиус поперечной кривизны дорожек качения шаров в канавках корпуса и обоймы составляет 0,52-0,53 диаметра шаров.2. Шарнир по п.1, отличающийся тем, что в корпусе на краях меридиональных канавок сделаны фаски с вогнутой поверхностью, имеющей профиль дуги окружности с радиусом кривизны в пределах 1,25-1,30 диаметра шаров, при этом размеры фасок выполнены уменьшающимися от торца корпуса к лунке, имеющей сферическую поверхность с радиусом кривизны, равным радиусу поперечной кривизны упомянутых фасок.3. Шарнир по п.1 или 2, отличающийся тем, что отношение диаметра внутренней сферической поверхности корпуса к диаметру шаров находится в пределах 3,685-3,69, отношение радиуса продольной кривизны дна меридиональных канавок в корпусе к диаметру шаров - в пределах 2,25-2,255, отношение диаметра наружной сферической поверхности обоймы к диаметру шаров - в пределах 3,36-3,362, отношение радиуса продольной кривизны дна меридиональных канавок в обойме к диаметру шаров - в пределах 1,2-1,205, отношение расстояния от центров продольной кривизны меридиональных канавок в корпусе и обойме до центра кривизны сферических поверхностей к диаметру шаров - в пределах 0,23-1. A hinge comprising a housing integral with the shaft and having a cavity with a spherical surface divided by six meridional grooves having a constant curvature along the body, a cartridge with a spherical outer surface divided by six meridional grooves having a constant curvature along the cartridge, six balls placed in the separator and in the indicated meridional grooves, which have a profile of a part of the ellipse with an eccentricity in the range 0.275-0.3, while the radius of the transverse curvature of the raceways ball s in the grooves of the casing and holder is 0.52-0.53 diameter of the balls. 2. The hinge according to claim 1, characterized in that chamfers with a concave surface having a circular arc profile with a radius of curvature in the range of 1.25-1.30 of the diameter of the balls are made in the housing at the edges of the meridional grooves, while the dimensions of the chamfers are made smaller from the end of the housing to a hole having a spherical surface with a radius of curvature equal to the radius of the transverse curvature of said chamfers. 3. The hinge according to claim 1 or 2, characterized in that the ratio of the diameter of the inner spherical surface of the housing to the diameter of the balls is in the range of 3,685-3,69, the ratio of the radius of the longitudinal curvature of the bottom of the meridional grooves in the housing to the diameter of the balls is in the range of 2.25-2,255 , the ratio of the diameter of the outer spherical surface of the cage to the diameter of the balls is in the range of 3.36-3.362, the ratio of the radius of the longitudinal curvature of the bottom of the meridional grooves in the cage to the diameter of the balls is in the range of 1.2-1.205, the ratio of the distance from the centers of the longitudinal curvature of the meridional grooves in the case and holder to the center of curvature of the spherical surfaces to the diameter of the balls - within 0.23

Description

ч ШАРНИР Решение относится к механике, а именно к невыключаемым муфтам для передачи вращательного движения, допускающим возможность углового относительного перемещения соединяемых деталей. Оно касается шарниров равных угловых скоростей, содержащих элементы качения в виде шаров, перемещающихся вдоль канавок в полумуфтах. Известны щарниры равных угловых скоростей типа Вейс, устанавливаемые в передних ведущих мостах автомобилей моделей УАЗ для передачи вращающего момента управляемым поворотным колесам. Этот шарнир содержит два кулака, в которых сделаны делительные канавки, и пять шариков. Четыре шарика расположены в биссекторной плоскости на пересечении симметрично размещенных криволинейных канавок для обеспечения равенства угловых скоростей валов. Пятый щарик центрирующий. При движении автомобиля вперед усилие передается одной парой щариков, а при движении задним ходом - другой парой. Шарниры этого типа обеспечивают угол между валами равный 30-32° (см. Осепчугов В.В., Фрумкин А.К. Автомобили: анализ конструкций, элементы расчета.- М.-.Машиностроение, 1989, с. 143-144, рис. 86). Однако при работе этих шарниров передача усилия только двумя шариками приводит к возникновению в упомянутых кулаках больших контактных напряжений. Поэтому эти шарниры устанавливают на автомобилях с нагрузкой на ведущий мост не свыше 25-30 кН. В изношенном шарнире при передаче повышенного поворотного момеьгга, когда кулаки несколько деформируются, шарики могут выпасть, что приводит к заклиниванию шарнира и потере управляемости автомобиля. Причем шарнир под нагрузкой распадается при угле поворота свыше 25°. В этом шарнире износу наиболее подвержены средние части канавок, что соответствует прямолинейному движению. Вследствие того, что шарнир нагружается при ШЗШ7138 , t F16D 3/22 h SWIVEL The solution relates to mechanics, namely to non-disconnectable couplings for transmitting rotational motion, allowing the possibility of angular relative movement of the connected parts. It concerns joints of equal angular velocities containing rolling elements in the form of balls moving along grooves in the coupling halves. Known hinges of equal angular velocities of the Weiss type, installed in the front axles of automobiles of UAZ models for transmitting torque to controlled swivel wheels. This hinge contains two fists in which dividing grooves are made, and five balls. Four balls are located in the bisector plane at the intersection of symmetrically placed curved grooves to ensure equal angular velocities of the shafts. The fifth ball is centering. When the car moves forward, the force is transmitted by one pair of balls, and when reversing, by another pair. Hinges of this type provide an angle between the shafts of 30-32 ° (see Osepchugov V.V., Frumkin A.K. Automobiles: structural analysis, calculation elements.- M .-. Mechanical Engineering, 1989, pp. 143-144, fig. . 86). However, during the operation of these hinges, the transfer of force by only two balls leads to the appearance of large contact stresses in the mentioned fists. Therefore, these hinges are installed on cars with a load on the drive axle of not more than 25-30 kN. In a worn hinge, when transferring an increased rotary moment, when the fists are slightly deformed, the balls can fall out, which leads to jamming of the hinge and loss of car controllability. Moreover, the hinge under load breaks up at an angle of rotation of more than 25 °. In this hinge, the middle parts of the grooves are most susceptible to wear, which corresponds to a rectilinear movement. Due to the fact that the hinge is loaded at ШЗШ7138, t F16D 3/22

сравнительно редком включении переднего ведущего управляемого моста для движения в тяжелых дорожных условиях, а большая часть пробега автомобиля совершается с выключенным передним мостом, когда шарнир нагружается в обратном направлении небольшим, но длительно действующим моментом сопротивления вращению части трансмиссии, ненагр5 енные канавки изнашиваются больше, чем нагруженные. Поэтому долговечность в эксплуатации указанных шарниров не превышает 2500030000 км.a relatively rare inclusion of the front driven steered axle for driving in difficult road conditions, and most of the vehicle’s mileage is done with the front axle turned off, when the hinge is loaded in the opposite direction by a small but long-acting moment of resistance to rotation of the transmission part, unloaded grooves wear out more than loaded . Therefore, the durability in operation of these hinges does not exceed 2500030000 km.

Известны также другие шарниры равных угловых скоростей, устанавливаемые на автомобилях (см. книги: Bussien. Automobiltechnisches Handbuch, Berlin. 1931, стр. 564; P. Zbiorowa. Samochody wspolczesne, WK, Warszawa, 1958, стр. 397). Их конструктивное выполнение разнообразно (см. Справочник инженера автомобильной промышленности, т. 2, Машгиз, М.,1963, стр. 186-188). К их числу принадлежит в частности шарнир типа Рцепп, представленный в патенте № 2046584, выданном в США. Наружная и внутренняя его детали имеют сферические поверхности, разделенные меридиональными канавками переменной глуб1шы, в которых размещены шары, установленные в сепараторе.Other constant velocity joints mounted on automobiles are also known (see books: Bussien. Automobiltechnisches Handbuch, Berlin. 1931, p. 564; P. Zbiorowa. Samochody wspolczesne, WK, Warszawa, 1958, p. 397). Their constructive implementation is diverse (see the Handbook of an engineer in the automotive industry, vol. 2, Mashgiz, M., 1963, pp. 186-188). Among them is, in particular, a hinge of the Röpp type, presented in patent No. 2046584, issued in the USA. Its outer and inner parts have spherical surfaces, separated by meridional grooves of variable depth, in which balls placed in the separator are placed.

Работоспособность подобных шарниров во многом определяется геометрией основных их элементов (РФ № 2172874, СН № 656439, DE №№ 1126199, 4403591, 4443093, ЕР №№ 892187, 950824, FR № 2560311, JP № 60-58123, US №№ 4019347, 4305263, 5616081, 5853328, 6319133, 6506122, UK №№ 1232898, 1330330, 2234040, 2331570, WO 88/9445, 90/6451).The operability of such hinges is largely determined by the geometry of their main elements (RF No. 2172874, SN No. 656439, DE No. 1126199, 4403591, 4443093, EP No. 892187, 950824, FR No. 2560311, JP No. 60-58123, US No. 4019347, 4305263, 5616081, 5853328, 6319133, 6506122, UK No. 1232898, 1330330, 2234040, 2331570, WO 88/9445, 90/6451).

Известны разные профили меридиональных канавок в корпусе и обойме шарниров равных угловых скоростей типа Рцепп. В патенте № 4019347, НКИ 464-145, выданном в США, и в акцептованной заявке № 2331570, МПК F16D 3/223, опубликованной в Великобритании, показано несколько вариантов профилей меридиональных канавок. В частности изображены меридиональные канавки с профилем дуги окружности, а также с готическим и параболическим профилем. Причем, корпус шарнира V равных угловых скоростей, представленного в указанном выше выданном в США патенте № 4019347, имеет меридиональные канавки более сложного профиля, у которых на дне между боковыми сторонами выполнена торовдальная или цилиндрическая площадка в качестве радиальной опоры шариков. В корпусе и обойме шарнрфа, изображенного в международной заявке WO 88/09445, МПК F16D 3/22, сделаны особые меридиональные канавки, боковые стороны которых разделены кольцевой канавкой и имеют тороидальные поверхности с профилем дуг окружностей, центры радиусов кривизны которых расположены на расстоянии друг от друга. Радиусы этих дуг примерно равны радиусу шариков, помещенных в упомянутые канавки. Вдоль каждого края канавки сделана фаска с конической поверхностью, отдаляющая край внутренней сферической поверхности корпуса от зоны контакта шариков с корпусом для уменьшения деформации упомянутой сферической поверхности во избежание зажатия сепаратора, так как зазор между сферическими поверхностями корпуса и сепаратора очень мал. В заявке № 950824 на выдачу европейского патента, МПК F16D 3/223, показан шарнир, содержащий корпус, выполненный за одно целое с цапфой колеса и имеющий полость со сферической поверхностью, разделенной восемью меридиональными канавками с готическим профилем, обойму со сферической наружной поверхностью, разделенной восемью меридиональными канавками указанного профиля, восемь шаров, размещенных в сепараторе и в указанных канавках в корпусе и обойме, радиус поперечной кривизны этих канавок находится в пределах между 0,51 и 0,52 диаметра шаров. Но для механической обработки канавок такого профиля требуется сложный инструмент. В патенте № 6506122, выданном в США, НКИ 464/145, МПК F16D 3/223, представлен шарнир, содержаший корпус, выполненный за одно целое с валом и имеющий полость со сферической поверхностью, разделенной восемью меридиональнымиThere are different profiles of the meridional grooves in the housing and the holder of the hinges of equal angular velocities of the type Rcepp. In patent No. 4019347, NKI 464-145, issued in the USA, and in accepted application No. 2331570, IPC F16D 3/223, published in the UK, several variants of the profiles of the meridional grooves are shown. In particular, the meridional grooves are depicted with a circular arc profile, as well as with a Gothic and parabolic profile. Moreover, the hinge body V of equal angular velocities, presented in the aforementioned US patent No. 4019347, has meridional grooves of a more complex profile, in which a toroidal or cylindrical platform is made at the bottom between the sides as a radial support of the balls. Special meridional grooves are made in the casing and holder of the scarrf shown in the international application WO 88/09445, IPC F16D 3/22, the sides of which are separated by an annular groove and have toroidal surfaces with a profile of circular arcs whose centers of radius of curvature are located at a distance from each other friend. The radii of these arcs are approximately equal to the radius of the balls placed in the said grooves. A chamfer with a conical surface is made along each edge of the groove, separating the edge of the inner spherical surface of the housing from the contact zone of the balls with the housing to reduce deformation of the said spherical surface in order to avoid jamming of the separator, since the gap between the spherical surfaces of the housing and the separator is very small. In the application No. 950824 for the grant of a European patent, IPC F16D 3/223, a hinge is shown comprising a housing made integrally with a wheel pin and having a cavity with a spherical surface divided by eight meridional grooves with a Gothic profile, a holder with a spherical outer surface divided eight meridional grooves of the specified profile, eight balls placed in the separator and in the specified grooves in the housing and holder, the radius of the transverse curvature of these grooves is between 0.51 and 0.52 of the diameter of the balls. But for machining grooves of this profile, a complex tool is required. In the patent No. 6506122, issued in the USA, NKI 464/145, IPC F16D 3/223, a hinge is presented, comprising a housing made integrally with the shaft and having a cavity with a spherical surface divided by eight meridional

указанного профиля, расноложенные в сепараторе шары, размещенные в меридиональных канавках в корпусе и обойме, при этом соотношение радиуса поперечной кривизны этих канавок и диаметра шаров указано в слишком широких пределах.the specified profile, the balls located in the separator, placed in the meridional grooves in the housing and the holder, while the ratio of the radius of the transverse curvature of these grooves and the diameter of the balls is indicated in too wide a range.

В качестве прототипа принят шарнир, представленный в патенте № 2838919, выданном в США, НКИ 464-145. Этот шарнир содержит корпус, выполненный за одно целое с валом и имеюпщй полость со сферической поверхностью, разделенной шестью меридиональными канавками с профилем в виде части эллипса, имеющими постоянную кривизну вдоль корпуса, обойму со сферической наружной поверхностью, разделенной шестью меридиональными канавками указанного профиля, имеюпщми постоянную кривизну вдоль обоймы, шесть шаров, размещенных в сепараторе и в указанных меридиональных канавках. Радиус поперечной кривизны меридиональных канавок в корпусе и обойме равен 1,02 радиуса шаров или 0,51 их диаметра. Однако при таком соотношении между радиусом поперечной кривизны упомянутых канавок и диаметром шаров, эти шары находятся в очень стесненном положении, что может приводить к их заклиниванию между корпусом, обоймой и сепаратором.As a prototype adopted the hinge presented in patent No. 2838919, issued in the United States, NKI 464-145. This hinge comprises a housing integral with the shaft and having a cavity with a spherical surface divided by six meridional grooves with a profile in the form of a part of an ellipse having constant curvature along the body, a holder with a spherical outer surface divided by six meridional grooves of the specified profile, having a constant the curvature along the cage, six balls placed in the separator and in the indicated meridional grooves. The radius of the transverse curvature of the meridional grooves in the housing and casing is equal to 1.02 radius of the balls or 0.51 of their diameter. However, with this ratio between the radius of the transverse curvature of the said grooves and the diameter of the balls, these balls are in a very constrained position, which can lead to their jamming between the casing, the cage and the separator.

Решаемая задача - создание более надежной со штатным сроком нормальной службы в приводах )шравляемых колес автомобилей конструкции шарнира равных угловых скоростей, состоящего из корпуса, обоймы и размешенных в канавках в них в отверстиях сепаратора шести шаров.The problem to be solved is the creation of a design of a constant velocity joint hinge consisting of a housing, a cage and six balls placed in the grooves in them in the holes of the separator, which is more reliable with a regular life of normal service in the drives) of the car wheels being etched.

Создание более надежной конструкции шарнира равных угловых скоростей, имеющей штатный срок службы в приводах ущ)авляемых колес автомобилей, обеспечено рациональным профилированием в корпусе и обойме канавок, образующих дорожки качения шаров.The creation of a more reliable constant velocity joint hinge design with a standard service life in drives of impaired automobile wheels is ensured by rational profiling in the housing and cage of grooves forming ball raceways.

Для этого в шарнире, содержащем корпус, выполненный за одно целое с валом и имеющий полость со сферической поверхностью, разделенной шестью внутренними меридиональными канавками. имеющими постоянную кривизну вдоль корпуса, обойму со сферической наружной поверхностью, разделенной шестью меридиональными канавками, имеющими постоянную кривизну вдоль обоймы, шесть шаров, размещенных в сепараторе и в указанных меридиональных канавках, меридиональные канавки имеют профиль части эллипса с эксцентриситетом в пределах 0,275 0,3, радиус поперечной кривизны дорожек качения шаров в этих канавках составляет 0,52 0,53 диаметра щаров. Меридиональные канавки служат беговыми дорожками для шаров. Выполнение радиуса поперечной кривизны дорожек качения шаров в меридиональных канавках корпуса и канавках обоймы в пределах 0,52 |0,53 диаметра шаров, а эксцентриситета эллипса, образующего профиль канавок в корпусе и профиль канавок в обойме, в пределах 0,275 | 0,3 в шарнире, содержащем корпус, выполненный за одно целое с валом и имеющем полость со сферической поверхностью, разделенной шестью меридиональными канавками, имеющими постоянную кривизну вдоль корпуса, обойму со сферической наружной поверхностью, разделенной тоже щестью меридиональными канавками, имеющими постоянную кривизну вдоль обоймы, шары, расположенные в сепараторе и в указанных канавках в корпусе и обойме, позволило вследствие рационального профилирования канавок для шаров в корпусе и обойме создать более надежную конструкцию шарнира равных угловых скоростей, имеющую штатный срок службы в приводах управляемых колес автомобиля. При выполнении меридиональных канавок в корпусе и обойме с больщей разницей между величинами радиусов шаров и профиля их дорожек качения допуски на механическую обработку этих деталей в меньшей степени отражаются на величине площади контакта шаров с корпусом и обоймой, вследствие чего величины контактных напряжений в группе используемых в трансмиссии автомобиля шарниров равных угловых скоростей и, значит, сроки их безупречной службы получаются примерно одинаковыми, что упрощает слежение за их эксплуатацией для своевременного технического обслуживания. При этом при указанном соотношении диаметра шаров и радиуса их дорожек качения шары занимают в шарнире менее стесненное положение, что уменьшает вероятность их заклинивания и разрушения сепаратора. Созданию более надежной конструкции шарнира равных угловых скоростей, имеющей штатный срок службы в приводах управляемых колес автомобиля, также способствует то, что в корпусе на краях меридиональных канавок сделаны фаски с вогнутой поверхностью, имеюшей профиль дуги окружности, при этом размеры фасок выполнены уменьшающимися от торца корпуса к лунке, имеющей сферическую поверхность с радиусом кривизны, равным радиусу поперечной кривизны упомянутых фасок и составляющим l,25|l,30 диаметра шаров. При наличии указанных фасок сферическая поверхность корпуса меньше подвержена отрицательному влиянию контактных напряжений, действующих в зоне контакта шаров с корпусом. Отношение диаметра внутренней сферической поверхности корпуса к диаметру шаров находится в пределах 3,685 3,69, отношение радиуса продольной кривизны дна меридиональных канавок в корпусе к диаметру шаров - в пределах 2,25 I 2,255, отношение диаметра наружной сферической поверхности обоймы к диаметру шаров - в пределах 3,360 I 3,362, отношение радиуса продольной кривизны дна меридиональных канавок в обойме к диаметру шаров - в пределах 1,2 I 1,205, отношение расстояния от центров продольной кривизны меридиональных канавок в корпусе и обойме до центра кривизны сферических поверхностей к диаметру шаров - в пределах 0,23 I 0,235. Наименьший размер диаметра внутренней сферической поверхности корпуса у его торца больше 73,163 мм, а наибольший размер в любом месте сферической поверхности меньше 73,205 мм, диаметр наружной сферической поверхности сепаратора находится в пределах 73,115 I 73, 158 To do this, in the hinge containing the housing, made in one piece with the shaft and having a cavity with a spherical surface, divided by six internal meridional grooves. having constant curvature along the body, a cage with a spherical outer surface divided by six meridional grooves, having constant curvature along the cage, six balls placed in the separator and in the indicated meridional grooves, the meridional grooves have an ellipse part profile with an eccentricity within 0.275 0.3, the radius of the transverse curvature of the raceways of the balls in these grooves is 0.52 0.53 diameter of the balls. The meridional grooves serve as treadmills for the balls. The radius of the transverse curvature of the raceways of the balls in the meridional grooves of the casing and the grooves of the cage within 0.52 | 0.53 diameter of the balls, and the eccentricity of the ellipse forming the profile of the grooves in the casing and the profile of the grooves in the cage, within 0.275 | 0.3 in a hinge comprising a housing integrally formed with a shaft and having a cavity with a spherical surface separated by six meridional grooves having constant curvature along the housing, a ferrule with a spherical outer surface separated by six meridional grooves having constant curvature along the ferrule , balls located in the separator and in the indicated grooves in the housing and cage, due to rational profiling of the grooves for balls in the casing and cage, allowed to create a more reliable design th constant velocity joint having a standard service life in the drives of the steered wheels of a car. When performing meridional grooves in the body and cage with a large difference between the radii of the balls and the profile of their raceways, the tolerances for the machining of these parts are less reflected in the contact area of the balls with the casing and the cage, due to which the magnitude of the contact stresses in the group used in the transmission car hinges of equal angular speeds and, therefore, the terms of their perfect service are approximately the same, which simplifies tracking their operation for timely technical eskoy service. Moreover, with the indicated ratio of the diameter of the balls and the radius of their raceways, the balls occupy a less constrained position in the hinge, which reduces the likelihood of them jamming and destruction of the separator. The creation of a more reliable design of a constant velocity joint with regular operating life in the drive wheels of the car is also facilitated by the fact that chamfers with a concave surface having a circular arc profile are made in the housing at the edges of the meridional grooves, while the dimensions of the chamfers are made smaller from the end of the housing to a hole having a spherical surface with a radius of curvature equal to the radius of the transverse curvature of the said bevels and comprising l, 25 | l, 30 of the diameter of the balls. In the presence of these chamfers, the spherical surface of the body is less susceptible to the negative influence of contact stresses acting in the contact zone of the balls with the body. The ratio of the diameter of the inner spherical surface of the body to the diameter of the balls is within 3.685 3.69, the ratio of the radius of the longitudinal curvature of the bottom of the meridional grooves in the body to the diameter of the balls is within 2.25 I 2.255, the ratio of the diameter of the outer spherical surface of the holder to the diameter of the balls is within 3.360 I 3.362, the ratio of the radius of the longitudinal curvature of the bottom of the meridional grooves in the cage to the diameter of the balls is within 1.2 I 1.205, the ratio of the distance from the centers of the longitudinal curvature of the meridional grooves in the casing and the cage to the center of curvature s spherical surfaces of balls to the diameter - in the range 0.23 I 0.235. The smallest size of the diameter of the inner spherical surface of the housing at its end is more than 73.163 mm, and the largest size anywhere on the spherical surface is less than 73.205 mm, the diameter of the outer spherical surface of the separator is within 73.115 I 73, 158

MM, а диаметр его внутренней сферической поверхности - в пределах 63,72 63,75 мм, наименьший размер диаметра наружной сферической поверхности обоймы в любом ее месте больше 63,66 мм, а наибольший его размер по краям этой сферической поверхности меньше 63,703. Изображено: на фигуре 1 - шарнир, частичный продольный разрез, на фигуре 2 - корпус шарнира, частичный продольный разрез, на фигуре 3 - корпус шарнира, поперечный разрез по А-А фигуры 2, на фигуре 4 - обойма шарнира, на фигуре 5 - обойма шарнира, продольный разрез по В-В фигуры 4, на фигуре 6 - сепаратор, поперечный разрез, на фигуре 7 - сепаратор, продольный разрез, на фигуре 8 - часть корпуса с фаской, на фигуре 9 - лунка корпуса, на фигуре 10 - шарнир в сборе. Шарнир состоит из корпуса 1 (фигура 1), обоймы 2 и шести шаров 3, расположенных в сепараторе 4. Корпус 1 шарнира выполнен за одно целое с валом 5. В корпусе 1 имеется полость 6 (фигура 2) с внутренней сферической поверхностью 7, разделенной шестью меридиональными канавками 8 (фигура 3). Канавки 8 имеют переменную глубину, уменьшающуюся от торца 9 корпуса 1 в сторону лунок 10, сделанных в корпусе 1 для выхода шлифовального круга при обработке канавок 8. Дно 11 канавок 8 имеет постоянную кривизну вдоль корпуса 1 от его торца 9 до лунок 10. Причем цеьггр 12 кривизны дна 11 канавок 8 смещен в сторону торца 9 корпуса 1 от центра 13 кривизны сферической поверхности 7. Обойма 2 имеет сферическую наружную поверхность 14 (фигура 4), разделенную шестью меридиональными канавками 15. Дно 16 (фигура 5) канавок 15 имеет постоянную кривизну вдоль обоймы 2. Центр 17 кривизны сферической поверхности 14 и центр 18 кривизны дна 16 канавок 15 расположены на продольной оси 19 обоймы 2. Причем они смещены W относительно друг друга. Внутри обоймы 2 имеется шлицевое осевое отверстие 20. Сепаратор 4 имеет наружную и внутреннюю сферические поверхности соответственно 21 и 22 (фигура 6). В сепараторе 4 сделаны окна 23 для размещения шаров 3, расположенные в одной плоскости. Окна 23 разделены между собой перемычками 24 (фигура 7). Шары 3 расположены в канавках 8 корпуса 1 и в канавках 15 обоймы 2 с весьма малым зазором. Канавки 8 имеют профиль 25 в виде части эллипса с эксцентриситетом в пределах 0,275 | 0,3. При этом соотношение большой и малой полуосей эллипса, образующего профиль 25 меридиональных канавок 8, находится в пределах 1,04 1,048. Такой же профиль 26 имеют канавки 15 обоймы 2. Радиус поперечной кривизны дорожек 27 качения шаров 3 в канавках 8 корпуса 1 и канавках 15 обоймы 2 составляет 0,52 |0,53 диаметра 28 шаров 3. Выполнение радиуса поперечной кривизны дорожек 27 качения шаров 3 в канавках 8 корпуса и канавках 15 обоймы 2 в пределах 0,52 |0,53 диаметра 28 шаров 3, а эксцентриситета эллипса, образующего профиль 25 меридиональных канавок 8 и профиль 26 меридиональных канавок 15, в пределах 0,275 I 0,3 в шарнире, содержащем корпус 1, имеющий полость 6 со сферической поверхностью 7, разделенной щестью меридиональными канавками 8, обойму 2 со сферической наружной поверхностью 14, разделенной тоже шестью меридиональными канавками 15, имеющими постоянную кривизну вдоль обоймы 2, шесть шаров, расположенных в сепараторе 4 и в канавках 8 и 15, позволило вследствие рационального гфофилрфования канавок 8 и 15 создать надежную конструкцию шарнира равных угловых скоростей, имеющую гарантированный щтатный срок службы. , 3,69, отношение радиуса 30 продольной кривизны дна 11 меридиональных канавок 8 в корпусе к диаметру шаров - в пределах 2,25 | 2,255, отношение диаметра 31 наружной сферической поверхности 14 обоймы 2 к диаметру шаров - в пределах 3,360 i 3,362, отношение радиуса 32 продольной кривизны дна меридиональных канавок 15 в обойме к диаметру шаров - в пределах 1,2 1,205, отношение расстояния от центров 12 и 18 продольной кривизны меридиональных канавок соответственно 8 и 15 до центра кривизны сферических поверхностей 7 и 14 к диаметру шаров - в пределах 0,23 I 0,235. Наименьший размер диаметра 29 сферической поверхности 7 у торца 9 корпуса больше 73,163 мм, а наибольший его размер в любом месте сферической поверхности 7 меньше 73,205 мм. Радиус 30 продольной кривизны дна 11 меридиональных канавок 8 находится в пределах 42,656 I 42,702 мм. Расстояние в корпусе 1 между центрами 12 и 13 составляет 4,567 I 4,647 мм. Диаметр 33 наружной сферической поверхности 21 сепаратора 4, сопряженной с внутренней сферической поверхностью 7 корпуса 1, находится в пределах 73, 115 | 73, 145 мм, а диаметр 34 его внутренней сферической поверхности 22 составляет 63,72 I 63,75 мм. Диаметр 31 наружной сферической поверхности 14 обоймы 2 посередине находится в пределах 63,66 I 63,69 мм, причем наибольший его размер по краям этой сферической поверхности меньше 63,703 мм. Радиус 32 продольной кривизны дна 16 канавок 15 составляет 22,752 I 22,783 мм. Расстояние в обойме 2 между центрами 17 и 18 находится в пределах 4,582 I 4,632 мм. Минимальная шрфина обоймы 2 равна 26,1 мм. Диаметр 28 шаров 3 составляет 19,842 | 19,844мм. На краях меридиональных канавок 8 в корпусе 1 сделаны небольшие фаски 35 (фиг. 8) с вогнутой поверхностью, имеюшей профиль дуги окружности с радиусом 36 кривизны в пределах 1,25 |l,30 диаметра шаров 3. Вследствие наличия этих фасок расположенный вдоль меридиональной ч канавки 8 край внутренней сферической поверхности 7 корпуса смещен от зоны контакта шара 3 с канавкой 8. Вследствие этого, сферическая поверхность 7 меньше деформируется при нажатии шара 3 на корпус 1 при передаче через шарнир вращающего момента и, значит, не зажимает сепаратор 4, который размещен внутри корпуса 1 с очень малым зазором между ними. При этом вследствие того, что фаски 35 вогнутые, их наличие лшпь немного уменьщает площадь сферической поверхности 7 корпуса. Фаски 35 выполнены переменного размера вдоль канавок 8. Они уменьшаются от торца 9 корпуса 1 к лунке 10, так как жесткость корпуса около вала 5 больще чем у торца 9 корпуса. Каждая лунка 10 имеет сферртческую поверхность 37 (фиг. 9) с радиусом 38 кривизны, равным радиусу 36 поперечной кривизны фасок 35, то есть составляющим 1,25 ll,30 диаметра шаров 3. В шарнире, собранном для установки в поворотном кулаке ведущего моста для привода управляемых колес автомобиля, в отверстии 20 обоймы 2 расположен вал 39 (фигура 10), имеющий с обоймой шлицевое соединение. Обойма 2 зафиксирована на валу 39 в осевом направлении разрезным стопорным кольцом 40. Вал 39 сделан из прутка и подвергнут термической обработке токами высокой частоты (ТВЧ). На валу 39 у его шейки 41 установлено упорное кольцо 42, имеющее холодную прессовую посадку. Вал 39 можно делать различной длины для использования этого шарнира в различных модификациях автомобилей, а также при несимметричном расположении главной передачи ведущего моста. На корпус 1 собранного шарнира надет чехол 43. При угловом смещении, то есть при наклоне вала 35 относительно вала 5 те шары 3, которые расположены в плоскости осей валов 5 и 35 или около этой плоскости, выдавливаются криволинейными поверхностями канавок 8 и 15 соответственно корпуса 1 и обоймы 2 в биссекторнзщ) плоскость, деляшую угол между валами 5 и 35 пополам. Шары 3, передвигаясь вдоль канавок 8 в корпусе 1 и канавок 15 в обойме 2, ч наклоняют сепаратор 4, который обеспечивает размещение всех шаров 3 в биссекторной плоскости. Передача через шарнир поворотного момента происходит шарами 3 путем их взаимодействия с поверхностями меридиональных канавок 8 и 15 корпуса и обоймы. Представленный шарнир равных угловых скоростей, содержащий расположенные в сепараторе 4 шесть шаров 3, размещенных между корпусом 1 и обоймой 2 в меридиональных канавках 6 и 15, имеющих профиль части эллипса с эксцентриситетом в пределах 0,275 | 0,3 и образующих для шаров 3 дорожки качения с увеличенным радиусом поперечной кривизны, находяшимся в пределах 0,52 | 0,53 диаметра шаров, вследствие менее стесненного положения каждого шара 3 и уменьшения влияния допусков механической обработки на величину контактных напряжений в дорожках качения, имеет определенный гарантированный срок надежной службы без заеданий и разрушения сепаратора 4. Созданный шариковый шарнир равных угловых скоростей предназначен для установки в поворотном кулаке в трансмиссии полноприводных колесных транспортных средств, например, автомобилей УАЗ-3162, УАЗ-31512, УАЗ-3160, УАЗ-31605, УАЗ-315195, УАЗ-31519, УАЗ-31514 для привода управляемых колес ведущих мостов. Этот шарнир допускает наклон валов до 35°. Его конструкция дает возможность обеспечить больший угол поворота управляемых колес, позволяя повысить маневренность и управляемость автомобиля. Он имеет увеличенный срок службы, превышающий срок службы обычных шарниров в 2- 2,5 раза. 11MM, and the diameter of its inner spherical surface is within 63.72 63.75 mm, the smallest size of the diameter of the outer spherical surface of the cage in any place is more than 63.66 mm, and its largest size along the edges of this spherical surface is less than 63.703. Depicted: in figure 1 - the hinge, a partial longitudinal section, in figure 2 - the hinge body, a partial longitudinal section, in figure 3 - the hinge body, a cross-section along aa of figure 2, in figure 4 - the hinge holder, in figure 5 - hinge clip, longitudinal section along B-B of figure 4, in figure 6 - separator, cross section, in figure 7 - separator, longitudinal section, in figure 8 - part of the housing with a chamfer, in figure 9 - hole of the housing, in figure 10 - hinge assembly. The hinge consists of a housing 1 (figure 1), a cage 2 and six balls 3 located in the separator 4. The hinge housing 1 is made integrally with the shaft 5. In the housing 1 there is a cavity 6 (figure 2) with an inner spherical surface 7 divided six meridional grooves 8 (figure 3). The grooves 8 have a variable depth, decreasing from the end face 9 of the housing 1 to the side of the holes 10 made in the housing 1 to exit the grinding wheel during grooving 8. The bottom 11 of the grooves 8 has a constant curvature along the housing 1 from its end 9 to the holes 10. Moreover, 12, the curvature of the bottom 11 of the grooves 8 is shifted towards the end face 9 of the housing 1 from the center 13 of the curvature of the spherical surface 7. The yoke 2 has a spherical outer surface 14 (figure 4), divided by six meridional grooves 15. The bottom 16 (figure 5) of the grooves 15 has a constant curvature along the clip 2. Cent p 17 the curvature of the spherical surface 14 and the center of curvature 18 of the bottom 16 of the grooves 15 are located on the longitudinal axis 19 of the holder 2. Moreover, they are offset W relative to each other. Inside the cage 2 there is a spline axial hole 20. The separator 4 has an outer and an inner spherical surface 21 and 22, respectively (figure 6). In the separator 4, windows 23 are made to accommodate balls 3 located in the same plane. Windows 23 are separated by jumpers 24 (figure 7). Balls 3 are located in the grooves 8 of the housing 1 and in the grooves 15 of the cage 2 with a very small gap. The grooves 8 have a profile 25 in the form of a part of an ellipse with an eccentricity within 0.275 | 0.3. The ratio of the major and minor semiaxes of the ellipse forming the profile of 25 meridional grooves 8 is in the range of 1.04 to 1.048. The grooves 15 of the cage 2 have the same profile 26. The radius of the transverse curvature of the raceways 27 of the balls 3 in the grooves 8 of the housing 1 and the grooves 15 of the cage 2 is 0.52 | 0.53 of the diameter 28 of the balls 3. The radius of the transverse curvature of the tracks 27 of the balls 3 in the grooves 8 of the housing and grooves 15 of the cage 2 within 0.52 | 0.53 diameters of 28 balls 3, and the eccentricity of the ellipse forming the profile of 25 meridional grooves 8 and the profile of 26 meridional grooves 15, within 0.275 I 0.3 in the hinge, comprising a housing 1 having a cavity 6 with a spherical surface 7 separated by six m by the radial grooves 8, the cage 2 with a spherical outer surface 14, also divided by six meridional grooves 15, having constant curvature along the cage 2, six balls located in the separator 4 and in the grooves 8 and 15, due to the rational gofofilfirovanie grooves 8 and 15 constant velocity hinge design, with guaranteed standard service life. , 3.69, the ratio of the radius 30 of the longitudinal curvature of the bottom 11 of the meridional grooves 8 in the housing to the diameter of the balls is within 2.25 | 2.255, the ratio of the diameter 31 of the outer spherical surface 14 of the cage 2 to the diameter of the balls is within 3.360 and 3.362, the ratio of the radius 32 of the longitudinal curvature of the bottom of the meridional grooves 15 in the cage to the diameter of the balls is within 1.2 1.205, the ratio of the distance from the centers 12 and 18 the longitudinal curvature of the meridional grooves 8 and 15, respectively, to the center of curvature of the spherical surfaces 7 and 14 to the diameter of the balls is within 0.23 I 0.235. The smallest size of the diameter 29 of the spherical surface 7 at the end face 9 of the body is more than 73.163 mm, and its largest size anywhere in the spherical surface 7 is less than 73.205 mm. The radius 30 of the longitudinal curvature of the bottom 11 of the meridional grooves 8 is in the range 42,656 I 42,702 mm The distance in the housing 1 between the centers 12 and 13 is 4.567 I 4.647 mm. The diameter 33 of the outer spherical surface 21 of the separator 4, conjugated with the inner spherical surface 7 of the housing 1, is in the range 73, 115 | 73, 145 mm, and the diameter 34 of its inner spherical surface 22 is 63.72 I 63.75 mm. The diameter 31 of the outer spherical surface 14 of the holder 2 in the middle is within 63.66 I 63.69 mm, and its largest size at the edges of this spherical surface is less than 63.70 mm. The radius 32 of the longitudinal curvature of the bottom 16 of the grooves 15 is 22.752 I 22.783 mm. The distance in the holder 2 between the centers 17 and 18 is within 4.582 I 4.632 mm. The minimum casing size 2 is 26.1 mm. The diameter of 28 balls 3 is 19.842 | 19.844mm. On the edges of the meridional grooves 8 in the housing 1, small chamfers 35 are made (Fig. 8) with a concave surface having a circular arc profile with a radius of 36 curvature within 1.25 | l, 30 of the diameter of the balls 3. Due to the presence of these chamfers located along the meridional h grooves 8, the edge of the inner spherical surface 7 of the casing is offset from the contact zone of the ball 3 with the groove 8. As a result, the spherical surface 7 is less deformed when the ball 3 is pressed against the casing 1 while transmitting torque through the hinge and, therefore, does not clamp the separator 4, which azmeschen within the housing 1 with a very small gap therebetween. Moreover, due to the fact that the chamfers 35 are concave, their presence only slightly reduces the area of the spherical surface 7 of the housing. Chamfers 35 are made of variable size along the grooves 8. They decrease from the end face 9 of the housing 1 to the hole 10, since the rigidity of the housing near the shaft 5 is greater than that of the end face 9 of the housing. Each hole 10 has a spherical surface 37 (Fig. 9) with a radius of curvature 38 equal to the radius 36 of the transverse curvature of the chamfers 35, that is, 1.25 ll, 30 of the diameter of the balls 3. In the hinge assembled for installation in the knuckle of the drive axle for the drive wheel of the car, in the hole 20 of the casing 2 is a shaft 39 (figure 10), with a cage splined connection. The clip 2 is fixed on the shaft 39 in the axial direction by a split retaining ring 40. The shaft 39 is made of a bar and subjected to heat treatment by high frequency currents (HDTV). A thrust ring 42 having a cold press fit is mounted on the shaft 39 at its neck 41. The shaft 39 can be made of various lengths for using this hinge in various vehicle modifications, as well as with an asymmetrical arrangement of the main gear of the drive axle. A cover 43 is put on the housing 1 of the assembled hinge. With an angular displacement, that is, when the shaft 35 is inclined relative to the shaft 5, those balls 3 that are located in the plane of the axes of the shafts 5 and 35 or near this plane are extruded by the curved surfaces of the grooves 8 and 15, respectively, of the housing 1 and clips 2 in bisector) a plane dividing the angle between the shafts 5 and 35 in half. Balls 3, moving along the grooves 8 in the housing 1 and grooves 15 in the holder 2, tilt the separator 4, which ensures the placement of all balls 3 in the bisector plane. The transmission through the hinge of the turning moment occurs by balls 3 by their interaction with the surfaces of the meridional grooves 8 and 15 of the housing and the holder. The presented hinge of equal angular velocities, containing six balls 3 located in the separator 4, located between the housing 1 and the holder 2 in the meridional grooves 6 and 15, having an ellipse part profile with an eccentricity within 0.275 | 0.3 and forming for the balls 3 raceways with an increased radius of transverse curvature within 0.52 | 0.53 ball diameters, due to the less cramped position of each ball 3 and the reduction in the influence of machining tolerances on the value of contact stresses in the raceways, has a certain guaranteed service life without jamming and destruction of the separator 4. The created ball joint of equal angular velocities is designed to be installed in steering knuckle in the transmission of all-wheel drive wheeled vehicles, for example, UAZ-3162, UAZ-31512, UAZ-3160, UAZ-31605, UAZ-315195, UAZ-31519, UAZ-31514 cars for driven steered drive with the driving axles. This hinge allows shaft tilt up to 35 °. Its design makes it possible to provide a larger angle of rotation of the steered wheels, allowing to increase the maneuverability and controllability of the car. It has an extended service life exceeding the service life of conventional joints by a factor of 2.5-2. eleven

Claims

1. A hinge comprising a housing integral with the shaft and having a cavity with a spherical surface divided by six meridional grooves having a constant curvature along the body, a cartridge with a spherical outer surface divided by six meridional grooves having a constant curvature along the cartridge, six balls placed in the separator and in the indicated meridional grooves, which have a profile of a part of the ellipse with an eccentricity in the range 0.275-0.3, while the radius of the transverse curvature of the raceways ball s in the grooves of the housing and casing is 0.52-0.53 diameter of the balls.

2. The hinge according to claim 1, characterized in that chamfers with a concave surface having a circular arc profile with a radius of curvature within 1.25-1.30 of the diameter of the balls are made in the housing at the edges of the meridional grooves, while the sizes of the chamfers are made smaller the end face of the body to the hole having a spherical surface with a radius of curvature equal to the radius of the transverse curvature of the said chamfers.

3. The hinge according to claim 1 or 2, characterized in that the ratio of the diameter of the inner spherical surface of the body to the diameter of the balls is within 3,685-3,69, the ratio of the radius of the longitudinal curvature of the bottom of the meridional grooves in the body to the diameter of the balls is within 2.25 -2.255, the ratio of the diameter of the outer spherical surface of the cage to the diameter of the balls is within 3.36-3.362, the ratio of the radius of the longitudinal curvature of the bottom of the meridional grooves in the cage to the diameter of the balls is within 1.2-1.205, the ratio of the distance from the centers of the longitudinal curvature of the meridional ditches to the housing and the holder to the center of curvature of the spherical surfaces of the balls to the diameter - in the range 0,23-0,235.

4. The hinge according to claim 3, characterized in that the smallest diameter of the inner spherical surface of the housing at its end is greater than 73.163 mm, and the largest dimension anywhere on the spherical surface is less than 73.205 mm, the diameter of the outer spherical surface of the separator is in the range 73.115-73.158 mm and the diameter of its inner spherical surface is in the range of 63.72-63.75 mm, the smallest size of the diameter of the outer spherical surface of the cage in any place is more than 63.66 mm, and its largest size at the edges of this spherical surface is less than 63,703.