КАРДАННЫЙ ШАРНИР Российский патент 1998 года по МПК F16D3/40 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к элементам для соединения валов с перекосом.

Известен карданный шарнир [1], применяемый для передачи крутящего момента между валами с перекосом, состоящий из цельных вилок, игольчатых подшипников и крестовины.

Конструкция универсального шарнира [2], позволяющего передавать крутящий момент с некоторой степенью упругой деформации между валами, оси которых пересекаются, содержит крестовину, подшипники и две сборные вилки, включающие фланец и проушины.

К особенностям конструкции шарнира относятся: наличие подшипников скольжения с эластичными вкладышами и сборные вилки, проушины которых выполнены и установлены таким образом, чтобы облегчить сборку шарнира.

Кардан [3] для кинематического соединения двух валов имеет пару противоположных вилок, соединенных крестовиной, которая имеет несколько ножек. Концы последних вращаются в подшипниковых колпачках, прикрепленных к фланцам вилки болтами. Каждый колпачек несет пару конусных шпонок, которые садятся в пару шпоночных канавок, выполненных во фланцах вилки, когда колпачки крепят к фланцам. Шпонки и шпоночные канавки совмещены с отверстиями, через которые проходят крепежные болты.

Устройство [4] обеспечивает крепление опор или подшипников разборной цапфы карданного шарнира. Указанные опоры или подшипники закрепляют и располагают на фланце шарнира с помощью зубьев треугольного профиля. Эти зубья имеются дополнительно, с одной стороны, на плоской поверхности опор или подшипников и, с другой стороны, на плоской поверхности фланца, в направлении перпендикулярном действию основных усилий среза в плоскости соединения опор и фланца. Средства крепления, типа болтов или винтов, предусматриваются для крепления зубчатых венцов в зацепленном состоянии.

Вследствие конструктивных особенностей, в карданных шарнирах по техническим решениям [3] и [4], съемные проушины вилки, в установленном состоянии, закреплены жестко и, таким образом, неподвижны по отношению к фланцу вилки. Поэтому условия работы элементов сопряжений шип крестовины - игольчатый подшипник в карданных шарнирах по решениям [3] и [4] идентичны условиям работы аналогичных элементов сопряжений в карданном шарнире [1].

Основным недостатком карданных шарниров [1], [3] и [4] является невысокая долговечность, связанная с возникновением, в процессе эксплуатации, радиального зазора в сопряжении шип крестовины - игольчатый подшипник, являющегося причиной появления перекоса элементов упомянутого сопряжения.

Сущность изобретения выражается в том, что съемные проушины сборной вилки установлены в соответствующем фланце с возможностью проворота относительно него в плоскости крестовины, при этом подшипники, фиксирующие шипы крестовины в проушинах, выполнены игольчатыми.

На фиг. 1 изображен предлагаемый карданный шарнир; на фиг. 2 - сечение плоскостью А-А сопряжения шип крестовины - игольчатый подшипник, заявляемого карданного шарнира, по фиг. 1, на котором показано положение шипа и игольчатого подшипника, в нагруженном шарнире, с прилеганием иголки подшипника по всей ее длине к шипу; на фиг. 3 - сечение аналогичное сечению на фиг. 2 сопряжения шип крестовины - игольчатый подшипник, карданного шарнира с жестким креплением проушин на фланце, при отсутствии угла излома шарнира, на котором показано положение шипа и игольчатого подшипника, в нагруженном шарнире, с наличием радиального зазора Δ в сопряжении.

Шарнир состоит из двух вилок 1, 2 и крестовины 3. Вилки 1 и 2 имеют фланцы 4 и 5, к которым посредством крепежа 6 крепятся проушины 7 и 8. Каждый шип 9 крестовины 3 установлен в проушинах 7 и 8 посредством подшипника, образованного иголками 10, расположенными в стакане 11.

Наличие оси поворота проушин вилки позволяет обеспечить в эксплуатации прилегание шипа крестовины к иголке и иголки к стакану подшипника по всей длине иголки.

Карданный шарнир работает следующим образом.

Нагрузка от вилки 1, образованной фланцем 4 и проушинами 7, посредством игольчатых подшипников 10, 11 передается на шипы 9 крестовины 3, и далее через шипы 9 крестовины 3, подшипники 10, 11 к вилке 2, образованной фланцем 5 и проушинами 8.

Использование: в машиностроении, в частности в соединениях валов с перекосом. Сущность изобретения: карданный шарнир содержит две сборные вилки, состоящие из фланцев и съемных проушин, и крестовину с шипами, установленными в проушинах посредством подшипников. Съемные проушины установлены в соответствующем фланце с возможностью проворота относительно него в плоскости крестовины. Подшипники выполнены игольчатыми. 3 ил.

Карданный шарнир, содержащий две сборные вилки, состоящие из фланцев и съемных проушин, и крестовину с шипами, установленными в проушинах посредством подшипников, отличающийся тем, что съемные проушины установлены в соответствующем фланце с возможностью поворота относительного него в плоскости крестовины, при этом подшипники выполнены игольчатыми.