Карданный шарнир Советский патент 1985 года по МПК F16C11/06 

ел vi ю

оо

4; Изобретение относится к машиностроению, а именно к карданйым шарнирам. Целью изобретения является повышение нагрузочной способности и долговечности путем выравнивания кантак ных напряжений по длине тел качения. На чертеже показан карданный шарнир , аксонометрия . Карданный шарнир содержит крестовину t и вилки 2, соединенные с шипами 3 крестовины 1 через подшипники 4 качения с телами качения в виде роликов 5. Сечение зубьев 6 вилок 2 в плоскости, параллельной плоскости крестовины, выполнено в виде трапеции, обращенной большим основанием к центру крестовины, а расстояние между серединами длин теп качения соосных подшипников больше расстояния между медианами упомянутых сечений зубьев вилок, т.е. , где Н - расстояние между серединами длин тел качения; Нр - расстояние между медианами зубьев вилок. Карданный шарнир работает следукщим образом. При нагружении шарнира крутящим моментом М крестовина 1 поворачивае ся относительно оси О в сторону действующего момента М на угол, обусло ленный радиальным зазором в сопряжении и податливостью зубьев. На зубь вилок действует радиальная сила R , равная где М - нагружающий крутящий момент; Н - высота крестовины (расстояни между торцами соосных шипов крестовины); - длина тела качения. Радиальная сила R вызывает деформации зубьев вилок. При этом зуб вилки подвержен сложной деформации, включающей его изгиб относительно оси у-у на величину f по направлению действия изгибающей силы R и закручивание на величину угла под действи ем закручивающего момента М, При зтом величина закручивающего момента My,приложенного к зубу вгшки, равна М где h «-S-i-2- расстояние от направления приложения радиальной силы R (середины длин роликов) до медианы оси 0 профиля зуба вилки. Направление закручивания зуба вилки совпадает с направлением действия закручивающего крутящего момента М,.. Если направления моментов М и М„ не одинаковы, то зуб вилки 2 и крестовина (шип) 3 поворачиваются навстречу друг другу, увеличивая с увеличением нагружающего момента М перекос в сопряжении-и неравномерность распределения нагрузки q по длине тела качения. Выполнение сечения зубьев вилок в плоскости параллельной плоскости крестовины, в виде трапеции с большим основанием, обращенным к оси О шарнира, обеспечивает перемещение медианы сечений зубьев вилок к оси шарнира О, ,и в свою очередь обеспечивает установку карданных подшипников в осевом направлении таким образом, НТО расстояния между серединами длин тел качения соосньпс карданных подшипников превьшает расстояние между медианами упомянутых сечений зубьев вилок, т.е. выполняется условиеHR-HO O Выполнение указанного условия позволяет получить совпадение направлений закручивающего момента М, приложенного к зубьям вилок, и нагружающего момента М, приложенного к крестовине. Это обеспечивает поворот крестовины и упругое закручивание зубьев вилок в одном направлении. Перекос в этом случае определяется не суммой углов, а их разностью. Этим обеспечивается компенсирование перекосов и выравнивание радиальной нагрузки q вдоль тел качения, и значительно снижает контактные напряжения в сопряжениях и позволяет получить большую нагрузочную способность и долговечность карданного шарнира.

КАРДАННЫЙ ШАРНИР, содержащий крестовину и вилки, соединенные с шипами крестовины через подшипники качения с телами качения в виде . роликов, отличающийся тем, что, с целью повышения нагрузочной способности и долговечности путем выравнивания контактных н§1пряжений по длине теп качения, Ьечение зубьев вилок в плоскости, параллельной плоскости крестовины выполнено в виде трапеции, обращенной большим основанием к центру крестовины, а расстояние медду серединами длин тел качения соосных подшипников больше расстояния между медианами упомянутых сечеяий зубьев вилок.