SU734447A1 - Универсальный шарнир - Google Patents

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к карданным передачам, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где требуется обеспечить соединение валов тяжело нагруженных машин и механизмов, пере- ⁵ дающих крутящий момент в условиях изменяющихся углов перекоса осей.

Известен универсальный шарнир многорядной конструкции, содержащий соединенные с сопряженными валами охватываемый и охватывающий элементы и установленные между ними с интервалом по окружности поворотные вкладыши, выполненные с радиальными гнездами и связанные с одним из упомянутых элементов посредством шипов, закрепленных на этом элементе, и роликоподшипников, а с другим элементом - с помощью шариков, размещенных в кольцевых канавках, выполненных на сопряженных поверхностях вкладыша и данного элемента. Шарики подпружинены с обеих сторон .каждой кольцевой канавки и закрыты упо10 рами. Каждый поворотный вкладыш выполнен с тангенциальной упорной поверхностью, взаимодействующей с ответной поверхностью одного из элементов. Шар-, нир позволяет в широких пределах варьировать количеством рабочих тел, одновременно участвующих в передаче нагрузок, благодаря чему уровень действующих в шарнире напряжений не превышает заданных величин £1].

Недостатком данного шарнира является то, что центр тяжести роликоподшипника и суммарный центр шариков каждого вкладыша расположены на различном расстоянии от центра шарнира, и поэтому при передаче крутящегося момента возникает перекос вкладыша относительно шипа, который вызывает неравномерное распределение нагрузки по длине роликов и значительные радиальные усилия на упорной поверхности вкладыша. Неравномерное распределение нагрузок по длине роликов повышает удельные контактные давления на концах роликов, а радиальные усилия приводят к ускорению износа трущихся поверхностей сопряженных деталей. Отмеченные недостатки снижают надежность и долговечность шарнира. ₅

Цель изобретения - повышение надежности и .долговечности шарнира.

Это достигается тем, что один из элементов (охватывающий или охватываемый) предлагаемого шарнира выпол- 10 иен с продольными прямоугольными пазами, в которых установлены поворотные вкладыши, а кольцевые канавки расположены на боковых поверхностях вкладышей и пазов, при этом суммарный центр 15 тяжести шариков, лежащих с каждой стороны вкладыша, и центр тяжестй роликоподшипника расположены на прямой, перпендикулярной к оси шипа.

На фиг. 1 изображен универсальный 20 шарнир, поперечный разрез; на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1. Универсальный шарнир содержит головку 1, соединенную с валом 2, поворотные вкладыши 3 и 25 обойму 4, снабженную отверстиями с резьбой 5 для соединения с другим валом.

На головке шаровой формы выполнены равномерно расположенные по окружности 30 прямые продольные лазы 6. На боковых поверхностях 7 пазов выполнены полуцилиндрические канавки 8. Для удобства изготовления канавки могут быть выполнены на отдельных щеках с последующим 35 жестким закреплением их в пазах головки. Полуцилиндрические канавки выполнены вдоль пазов по дуге. окружности. Таких эквидистантно расположенных канавок на каждой поверхности может быть 40 несколько. Головка может быть изготовлена заодно с валом, жестко крепиться к нему или соединяться посредством шлицев.

В пазах установлены смонтированные 45 на шипах 9 обоймы через ролики 10 поворотные вкладыши, на боковых поверхностях которых также выполнены продольные полуцилиндрические канавки 11, образующие с такими же канавками 50 в пазах головки цилиндрические каналы .для шариков 12. Число поворотных вкладышей соответствует количеству пазов головки. Лаждый поворотный вкладыш имеет наружную поверхность 13 и цент- 55 ральную радиальную расточку (гнездо), стенки которой служат наружным кольцом (стаканом) роликоподшипника. Форма и количество полуцилиндрических канавок вкладыша соответствует ответным канавкам пазов головки. Кольцевые канавки головки и вкладышей образуют беговые дорожки, в которые уложены шарики, подпружиненные с обеих сторон дорожки пружинами 14 и закрытые упорами 15- Упоры жестко закреплены на головке.

Обойма имеет цилиндрическую форму ,с радиальными расточками, в которых установлены и закреплены шипы. Количество шипов соответствует числу поворотных вкладышей. Между шипами и стенками гнезд вкладышей установлены ролики, торцы которых с одной стороны упираются в шайбу 16, ас другой - в упорный поясок вкладыша. Для удобства монтажа в шарнире предусмотрены разрезные кольца 17, фиксирующие поворотные вкладыши на шипах обоймы.

Внутренняя полость обоймы заполняется смазкой, для предупреждения утечки которой* обойма с одной стороны закрыта глухой крышкой 18, ас другой крышкой 19 и эластичным кожухом 20. Стенки внутреннего конического отверстия крышки 19 ограничивают угол поворота вала 2 в рабочем состоянии. Другим примером конкретного исполнения может служить конструкция шарнира, у которого головка выполнена с шипами, а обойма с пазами.

Приведенная конструкция шарнира обеспечивает равномерное распределение нагрузки по длине роликов и исключает радиальное давление на спорную поверхность вкладыша, в результате чего резко снижаются контактные напряжения в роликах и сопряженных с ними деталях и износ, деталей от действия радиальных сил, что значительно повышает надежность и долговечность шарнира.

Claims (1)

1. Изобретение относитс  к машиностроению , в частности к карданным передачам , и может быть использовано во всех отрасл х народного хоз йства, где требуе с  обеспечить соединение валов т жело нагруженных машин и механизмов, передающих крут щий момент в услови х измен ющихс  углов перекоса осей. Известен универсальный шарнир много р дной конструкции, содержащий соединенные с сопр женными валами охватываемый и охватывающий элементы и установленные между ними с интервалом по окружности поворотные вкладыши, выполненные с радиальными гнездами и св занные с одним из упом нутых элементов посредством щипов, закрепленных на этом элементе, и роликоподшипников, ас другим элементом - с помощью шариков , размещенных в кольпевых канавках , выполненных на сопр женных поверхност х вкладыша и данного элемента. Шарики подпружинены с обеих сторон далсдой кольцевой канавки и закрыты упо рами. Каждый поворотный вкладыш выполнен с тангенциальной упорной поверхностью , взаимодействующей с ответной поверхностью одного из элементов. Шар-. нир позвол ет в щироких пределах варьировать количеством рабочих тел, одновременно участвующих в передаче нагрузок , благодар  чему уровень действующих в щарнире напр жений не превышает заданных величин l. Недостатком данного щарнира  вл етс  то, что центр т жести роликоподшипника и суммарный центр шариков каждого вкладыша расположёны на различном рассто нии от центра шарнира, и поэтому при передаче крут щегос  момента воз1Ш- кает перекос вкладыша относительно шипа, который вызывает неравномерное распределение нагрузки по длине роликов и значительные радиальшле усили  на упорной поверхности вкладыша. Не .равномерное распределение нагрузок по длине роликов повышает удельные контактные давлени  на концах роликов, а радиальные усили  привод т к ускорению износа трущихс  поверхностей сопр женных деталей. Отмеченные недостатки снижают надежность и долговечность шарнира. Цель изобрете1ш  - повышение надежности и .долговечности шар1шра. Это достигаетс  тем, что один нз элементов (охватыв1ающий или охватываемый ) предлагаемого шарнира выпол- .ней с продольными пр моугольными пазами , в которых установлены поворотные вкладыши, а кольцевые канавки расположены на боковых поверхност х вкладышей и пазов, при этом суммарный цент т жести шариков, лежаших с каждой стороны вкладыша, и центр т жести ра икоподшипника расположеш  на пр мой, перпевдикул рной к оси шипа. На фиг. 1 изображен универсальный шарнир, поперечный разрез; на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг.. 1. Универсальньп шарнир содержит головку 1, соединенную с валом 2, поворотные вкладыши 3 и обойму 4, снабженную отверсти ми с резьбой 5 дл  соединени  с другим валом . . На головке шаровой формы выполнены равномерно расположенные по окружност пр мые продольные пазы 6. На боковых поверхност х 7 пазов выполнены полуцилиндричеркие канавки 8. Дл  удобства изготовлени  канавки могут быть выполнены на отдельных щеках с последующим жестким закреплением их в пазах головки . Полуциливдрические канавки выполнены вдоль пазов по дуге. окружности. Таких эквидистантно расположенных канавок на каждой поверхности может быть несколько. Головка может быть изготовлена заодно с валом, жестко крепитьс  к нему или соедин тьс  посредством шлице в. .В пазах установлены смонтированные на шипах 9 обоймы через ролики Ю поворотные вкладыши, на боковых поверх ност х крторых также выполнены продольные Полуциливдрические канавки 11, образующие с такими же канавками в пазах голсеки цилиндрические каналы .дл  шариков 12. Число поворотных вкладышейсоответствует количеству пазов головки. л аждый поворотный вкладыш имеет наружную поверхность 13 и центральную радиальную расточку (гнездо), стенки которой служат наружным кольцом (стаканом) роликоподшипника. Форма 7 74 и количество полуцилиндрических канавок вкладыша соответствует ответным канавкам пазов головки. Кольцевые канавки головки и вкладышей образуют беговые дорожки, в которые уложены шарики, подпружиненные с обеих сторон дорожки пружинами 14 и закрытые упорами 15.- Упоры жестко закреплены на головке. Обойма имеет цилиндрическую форму .с радиальными расточками, в которых установлены и закреплены шипы. Количество Щ1шов соответствует числу поворотных вкладышей. Между шипами и стенками гнезд вкладышей установлены ролики, торцы которых с одной стороны упираютс  в шайбу 16, ас другой - в упорный по сок вкладыша. Дл  удобства монтажа в шарнире предусмотрены разрез1вые кольца 17, фиксирующие поворотные вкладыши на шипах обоймы. Внутренн   полость обоймы заполн етс  смазкой, дл  предупреждени  утечки которой обойма с одной стороны закрыта глухой крышкой 18, ас другой крышкой 19 и эластигчным кожухом 20. Стешси внутреннего конического отверсти  крышки 19 ограничивают угол поворота вала 2 в рабочем состо нии. Другим примером кошсретного исполнени  может служить конструкци  шарнира, у которого головка выполнена с шипами, а обойма с пазами. Приведенна  конструкци  шарнира обеспечивает равномерное распределение нагрузки по длине роликов и исключает радиальное давление на спорную поверхность вкладыша, в результате чего резко снижаютс  контактные напр жени  в роликах и сопр женных с ними детал х и износ , деталей от действи  радиальных сил, что значительно повышает надежность и долговечность шарнира. Формула изобретени  Универсальный ишрнир, содержащий охватываемый и охватывающий элементы и установленные между ними с интервалом по окружности поворотные вкладыши, выполненные с радиальными гнездами и св занные с одним на упом нутых элементов посредством шипов, закрепленных на этом элементе, и роликоподшипников, .а с другим элементом - с помошью шариков , размещенных в кольцевых канавках , выполненных на сопр женных поверхнсхгг х вкладыша и данного элемента, отличающийс  теМ, что, с целью повышени  надежности и долговечности , один из элементов выполнен е продольными пр моугольными пазами, в которых установлены поворотные вкладыши , а кольцевые канавки расположены на боковых поверхност х вкладышей и пазов, при этом суммарный центр т жести шариков, лежащих с каждой стороны .вкладыша, и центр т жести роликоподшипника расположены на. пр мой, перпендикул рной к оси шипа.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 551454, кл. F 16 D 3/24, 1975.

   10 ff