Универсальный шарнир равных угловых скоростей Советский патент 1984 года по МПК F16D3/22 

2.Шарнир по п. 1, отличающийся тем, что продольные оси желобов, образующих дорожку качения , пересекаются в биссекторной перемещаемой плоскости шарнира, образуя равные углы с продольной осью головки, в которой вьшолнен желоб.

3.Шарнир по п. 1, о т л и ч а ю1Ц и и с я тем, что продольные оси желобов, образующих дорожку качения, расположены параллельно продольной оси головки, в которой выполнен желоб.

4. Шарнир по пп, 1-3, о т л ичающийся тем, что он дополнительно снабжен внутренней и наружной головками, промежуточным валом, соединяюЕЦИм внутренние головки, и устройством для поддержания промежуточного вала в уравновешенном состоянии.

1. УНИВЕРСАЛЬНЬЙ ШАРНИР РАВНЫХ УГЛОВЫХ СКОРОСТЕЙ, содержаврй наружную и внутреннюю головки, шарики, размещенные в дорожках качения, образованных желобами, вьшолненными на обращенных одна к другой поверхностях головок, о т л и ч щ и и с я тем, что, с целью обеспечения самоустановки шариков в биссекторной плоскости и реверсивной передачи вращения, диаметральные плоскости желобов выполнены совпадающими с биссекторной плоскостью угла, образованного двумя плоскостями, одна из которых - плоскость симметрии, проходящая через его геометрический центр и центр шарика, а другая - через центр шарика перпендикулярно первой плоскости, оси дорожек качения расположены в плоскости симметрии шарика, внутренняя и наружная головки установлены с зазором одна относительно другой.

1

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в сипрвых приводах npii реверсивной передаче крутящего момента, при этом ведущий и ведомый валысовершают друг относительно друга осевое и угловое смещение.

Известен шарнир равных угловых скоростей, содержащий наружную и внутреннюю головки, шарики, размещенные в дорожках качения, образованных желобками, выполненные на обращенных друг к другу поверхностях головок, и устройство для принудительного перемещения шариков при изменении угла между валами в биссекторную плоскость. Устройство представляет собой рычаг, соединяющий наружную и внутреннюю головки, и шарнирно соединенный с ним сепартор в отверстиях которого размещены шарики Clj3.

Недостатком этого шарнира является его конструктивная сложность, связанная с наличием устройства для перемещения шариков.

Известен универсальный шарнир равных угловых скоростей, содержащий наружную и внутреннюю головки, шарики, размещенные в дорожках качения, образованных желобами, выполненными на обращенных друг к Другу поверхностях головок t23.

Недостатком известного шарнира также является его конструктивная сложность.

Для обеспечения самоустановки шариков в биссекторной плоскости пересекающихся ведущего и ведомого

валов и одновременного обеспечения передачи реверсивного вращения необходимо введение по крайней мере двух пар шариков, каждая из которых передает вращение во взаимно противоположных направлениях.

Целью изобретения является упрощение конструкции путем обеспечения самоустановки шариков в:биссекторной плоскости пересекающихся валов с одновременным обеспечением реверсивной передачи вращения.

Эта цель достигается за счет тог что в универсальном шарнире равных угловых скоростей, содержащем наружную и внутреннюю головки, шарики, размещенные в дорожках качения, образованных желобами, вьшолненными н обращенных друг к другу поверхностях головок, диаметральные плоскости желобов выполнены совпадающими с биссекторной плоскостью угла, образованного двумя плоскостями, одна из которых - плоскость симметрии, проходящая через его геометрический центр и центр шарика, а другая через центр шарика перпендикулярно первой плоскости, оси дорожек качения расположены в плоскости симметрии шарика,.внутренняя и наружная головки установлены с зазором одна относительно другой.

Продольные оси желобов, образзпощих дорожку качения, расположены пересекающимися в биссекторной перемещаемой плоскости шарнира, образуя равные углы с продольной осью головки,, в которой выполнен желоб.. Вариантом исполнения предлагаемого шарнира является выполнение продольных осей желобов параллельно продольной оси головки, в которой выполнен желоб. Другим вариантом исполнения шарнира является его вьшолнение в виде передачи за счет дополнительного снабжения его внутренней и наружной головками, промежуточным валом, сое диняющим внутренние головки, и устройством для поддержания Промежуточ ного вала в уравновешенном состоянии. На фиг. 1 представлен шарнир, снабженный двумя шариками для передачи вращения между головками на фиг. 2 - наружная головка шарнира; на фиг. 3 - внутренняя головка шарнира-, на фиг. 4 - четырехдорожечный шарнир в сборе-, на фиг. 5 - трехдорожечньй шарнир в сборе; на фиг. 6 - внутренняя головка трехдорожечного шарнираi на фиг. 7 - шарнир с шестью дорожками, разрез} на фиг. 8 - шарнир с желобками, параллельными оси вращения головки; на фиг. 9 - спаренные шарнир и устройство для поддержания промежуточного вала в нейтральном положении, общий вид. Шарнир равных угловых скоростей содержит наружную 1 и внутреннюю 2 головки, шарики 3, размещенные в дорожках качения, образованных желобами 4, пересекающимися с диаметральной плоскостью 5. Последняя является биссекторной плоскостью угла между двумя плоскостят ми, одна из которых 6 является плос костью симметрии головки, проходящей через центр шарика 3. Вторая плоскость, перпендикулярная плоскос ти 6, также проходит через центр шарика. При вращении шарнира шарики перемещаются по желобам в направлегнии оси 7 наружной 1 головки и оси 8. внутренней 2 головки. Желоба 4 наклонены на одинаковый угол по отношению к осям вращения головок. i Вариантами выполнения шарнира яв ляются его четьфехдорожечное (фиг.4 ,трехдорожечное (фиг. 5 и 6) Ищестидорожечное (фиг. 7) исполнений. Вариантом выполнения является та же шарнир, у которого оси желобов 4 параллельны оси вращения соответствующей головки (фиг. 8). Вариантом исполнения является также шарнир, дополнительно снабженный наружной и внутренней головками, промежуточным валом и устройством для поддержания вала в уравновешенном состоянии (фиг. 9). Устройство для поддержания вала представляет собой пружины 9, присоединенные одним своим концом, к наружным головкам 10, а другим - к промежуточному валу 11. Для защиты от загрязнения устанавливают кожухи 12. Работа шарнира осуществляется следующим образом. Вращающий момент передается между головками 1 и 2 при помощи шариков 3, размещенных в канавках. Благодаря наклонному относительно плоскости 6 размещению диаметральной плоскости 5 каждый шарик 3 может передавать вращение в прямом и обратном направлении. Одинаковый наклон желобов 4 к продольным осям головок 1 и 2, на поверхности которых они расположены, обеспечивает постоянство скорости вращения при угловом положении ведомого и ведущего валов. Единственно возможным местом расположения шариков 3 при угловом положении осей головок и соответственно осей ведущего и ведомого валов является зона перекрытия каждой пары желобов. При этом желобы внешней 1 и внутренней головки 2 образуют в зоне перекрытия гнездо, в котором размещается шарик. При изменении углового положения валов все гнезда, образованные зонами перекрытия каждой пары желобов 4, и, соответственно, ка/тсдый шарик 3, размещенньй в этом гнезде, оказываются расположенньми в биссекторной плоскости осей пересекающихся валов. Этим обеспечивается постоянство скоростей вращения в пределах каждого оборота шарнира. Сказанное в равной мере относится к шарнирам с любым количеством шариков. Обусловленное конструкцией шарнира самопроизвольное перемещение шариков в биссекторную плоскость исключает наличие дополнительных механизмов для принудительного перемещения шариков. Использование шарниров с более, чём двумя дорожками, позволяет существенно уменьшить давление на шарики при любом направлении вращения (фиг. 4-7).

При работе шарниров, у которых оси желобов параллельны осям головок, как и в предыдущих случаях, имеет место самопроизвольное перемещение шариков в биссекторную плоскость мелсду пересекающимися валами (фиг. 8).

Использование таких шарниров возможно в передачах, где не изменяется угловое положение между валами. ) Важным преимуществом всех описанных шарниров является допущение поступательного движения головок 1 и 2 одна относительно другой. Это снижает нагрузку на шарики 3, увеличивая надежность передачи.

Сборка шарниров осуществляется последовательньм введением шариков

3 в желобы 4 так, чтобы зона перекрытия очередной пары желобков, куда -: вводится шарикi оказалась снаружи шарнира. Для этого наружная и внутренняя головки наклоняются друг относительно друга на угол, больший, чем предполагается в условиях эксплуатации.

Применение спаренных шарниров 1(фиг. 9) целесообразно в приводах транспортных средств. При зтом возможно использование одного из шарниров в нескользящем варианте, а второго - в скользящем. Наличие возврат ных пружин и кожухов позволяет избежать выхода внутренних и внешних головок из зоны зацепления.

с-р-т

Л

Фиг.2

Фиг. 5

(.7

-ю

Фиг.5