Шарнир равных угловых скоростей Советский патент 1985 года по МПК F16D3/30 

2. Шарнир по II. }, о т л к п а ю щ и йс я тем, что каждый сектор установлен с возможностью вращения ка цили1 дрической поверхности соответствующего радиального шина посредством ряда игл с удерживающим их сепаратором. .

3. Шарнир по пп. }и 2, отличающий с я тем, что средняя линия одних из беговых дорожек вьтолнеиа по дуге, а других - по прямой.

4.Шарнир по RH. 1-3, отличающ и и с я тем, что иглы, взаимодействующие с секторами, установлены с возможностью непосредственного взаимодействия с цилиндрической поверхностью шипа, ось которой совпадает с осью шипа.

5.lllapiuip по Ш1. 1-3, отличающийся тем, что ои снабжен установленными с возможностью разворота и скольжения на 1шлиндрической поверхности шипа, ось которой перпендикулярна оси шипа и оси охватываемой полумуфты, 11олувклард ш1ами, взаимодействующими -с иглами.

6.Шарнир по пп. 1-5, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что сепаратор снабжен на каждом из своих продольных концов стопоро Выполненным в виде отогнутого радиш1ьного буртика и установленного с возможностью взаимодействия с пазами, выполненными на концевых частях секторов.

7.Шарнир по п. 6, о t л и ч а ю щ и йс я тем, что сепаратор установлен между

секгарами и пшпами или попувкладышами с натягом.

8.Шарнир по п. 7, о т п и ч а ю щ и и с я тем, что сепаратор выполнен в поперечном сечении П-образного профиля из листового материала, а в каждой из его параллельных стенок выполнен ряд отверстий, расположенных с возможностью взаимодействия с концами меньшего диаметра игл.

9.Шарнир по пп. 1 и 5, отличающий с я тем, что каждый сектор снабжен устройством фиксации положения относительно беговой дорожки.

10.Шарнир по п. 9, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что указанное устройство фнксаш1и вьшоянено в виде углублений или зубцов, расположенных на боковой поверхности сектора

и размещенных с возможностью взаимодействия , с зубдами рамки, зафиксированной на верщине ребра чащи.

11.Шарнир по п. 9, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что устройство фиксации выполнено в виде выступающего пальца на каждом секторе, взаимодействующего с направляющей канавкой на внутренней поверхности чаши.

12.Шарнир по п. 9, о т п и ч а ю щ и йс я .тем, что каждый сектор снабжен на каждом из своих про дольных .наружных концов радиальным выступом, расположенным с возможностью взаимодействия с беговой дорожкой.

13.DiapHHp по пп.1-5, отличающ и и -с я тем, что каждый сектор установлен между беговой дорожкой и сепаратором с натягом.

1. ШАРНИР РАВНЫХ УГЛОВЫХ СКОГОСТЕЙ, содержащий охватываемую полумуфту, выполненную в виде тройника с центральной ступицей и прикрепленными к ней тремя равномерно распределенными шипами, расположенными в одной плоскости, выполненную в виде чаши с тремя парами беговых дорожек охватываюшую полумуфту и установленные между ними элементы качения, отличающийся тем, что, с целью увеличения допустимых угловых перемещений одной из полумуфт относительно другой, снижения габаритов, повышения КПД и долговечности, каждый элемент. качения выполнен в виде расположенных на противоположных .сторонах двух отдельных секторов соответствующего типа, каждый из которых установлен с возможностью взаимодействия с одной из беговых дорожек пар беговых дорожек через тела качения. ОТ с СХ) сд О) 1ч9

I

Изобретение относится к области маипшостроения, в частности для синхронных карданных соед №ений в автомобилях с передним приводом.

Целью изобретения является увеличение допустимых угловых перемещений одной из п лумуфт относительно другой, снижение габаритов,повыщение КПД и долговечности.

На фиг. 1 показан щарнир, разрез в продольной плоскости; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2; на фиг.5 разрез Г-Г на фиг .4; на фиг. 6 - схема сопряжения поверхностей роликового сектора, сепаратора и щипа; на фиг. 7 - схема расположения поверхностей роликового сектора от- носительно поверхностей беговой дорожки и шипа; на фиг. 8 - сопряжение смежных роликовых секторов посредством рамки; на фиг. 9 разрез Д-Д на фиг. 8; на фиг. 10 - схема

5 взаимодействия роликового сектора с чашей посредством цилиндрического пальца и направляющей канавки; на фиг. 11 - разрез Е-Е на фиг. 10; на фиг. 12 - схема взаимодействия роликового сектора с чашей посредством радиального направляющего выступа и поверхности беговой дорожки; на фиг. 13 - разрез Ж-Ж наi фиг. 12; на фиг. 14 - сопряжение поверхностей смежных беговых дорожек на фиг. 15 - разрез И-И на фиг. 14; на

15 фиг. 16 - щарнир при максимальном угле разворота одной из полумуфт относительно другой, общий вид; на фиг. 17 - разрез К-К

на фиг. 16; на фиг. 18 - сепаратор, общий вид; на фиг. 19 - то же, план; на фиг. 20 - разрез Л-Л на фнг. 18; на фиг. 21- сепаратор, разрез .вариант; на фиг. 22 - схема взаимо,.( действия роликового сектора с шипом посред- , ством тонкого вкладыша; на фиг. 23 - разрез М-М на фиг. 22; на фиг. 24 - сопряжение роликового сектора и шипа, разрез; на фиг. 25 - шарнир, разрез; на фиг. 26 - разрез Н-Н на фиг.25; на фиг. 27-разрез 0-0 на фиг. 25; на фиг. 28 - шарнир при некото ром угле разворота одной из полумуфт относительно другой. Шарнир (фиг. 1-7) содержит охватываемую полумуфту I, выполненную в виде тройника 2 с центральной ступицей 3 и с радиально распо ложенными в одной плоскости под углом 120 друг к другу шипами 4 с цилиндрической поверхностью 5, охватывающую полумуфту выполненную в виде чаши 7 с днищем 8, тремя парами беговых дорожек 9, тремя ребрами 10, разделяющими смежные беговые дорожки, каждое из которых вьпюлнено с во нутой верщиной 11 и поперечным каналом 12 на ней, секторы 13, выполненные с внутренней цилиндрической 14 и наружной тороидальной 15 поверхностями, пазами 16 на концевых частях 17, боковыми стенками 18 и углублениями 19, сепаратор 20 с боковыми фланцами 21 и с вьшолненными на них желобами 22 и стопорами 23 в виде отгибок на концевых частях, иглы 24 с концевыми частями 25, трехлучевую звезду 26, выполненную из листового материала с центральным участком 27 и Н-образной рамкой 28 на конце каждого из лучей, выполненной с выступом 29 в средней ее части и с зубцами 30 с обеих сторон. Устройство фиксации положения сектора (фиг. 8-9) содержит секторы 31 с зубцами 32 на внутренних боковых сторонах, трехпуче вую звезду 33 с выступом 34. Н-образную ра ку 35 с осевым вырезом (не показан), установленным с возможностью взаимодействия с выступом 34, расположенным на каждом из концов трехлучевой звезды, упруго удерживаю щей Н-образную рамку, и зубцами 36, уста новленными с возможностью взаимодействия с зубцами 32. Устройство фиксации положения секторов (фиг. 10-11) содержит сектор 37 с цилиндрическим пальцем 38, расположенным на боковой поверхности сектора и установленным с возможностью взаимодействия с направляющей канавкой 39, выполненной на внутренней поверхности чаши 40. Устройство фиксации положения секторов без фиксации (фиг. 12-13) содержит секторы 41, каждый из которых выполнен с радиально направленными выступами 42, установленными с возможностью взаимодействия в своих крайних по углу разворота положениях с беговой дорожкой 9:

Устройство фиксации положения секторов (фиг. 14-15) содержит чашу 43 с беговыми дорожками 9, ребрами 10, разделяющими смежные беговые дорожки и выполненными с зубцами 44, расположенными на обеих боковых сторонах ребра с возможностью взаимодействия с зубцами Н-образной рамки 28(35). В шарнире при максимально возможном угле разворюта одной из полумуфт относительно другой (фиг. 16-17) концевая часть охватываемой полумуфты вьшолнена профилированной в форме криволинейного равностороннего треугольника, а чаша 7- - со скосами 45 на. ребрах 10. Сепаратор 46 (фиг. 18-20) выполнен из листового материала в виде двух параллельных стенок 47 в форме сегмента кольца и перемычек 48, соединяющих их,со CTOpdiiaMH 23, а на стенках выполнены отверстия 49, расположенные с возможностью взаимодействия с концами меньшего диаметра игл 24. Кроме того, устройство содержит сепаратор 50 (фиг. 21) с коническими отверстиями 51 в стенках, расположенными с возможностью взаит МО действия с коническими концами 52 игл 53, а также сектор 13, сопрягающийся с цилиндрической поверхностью 5 шипа 4 посредством тонкого вкладыша 54, вьшолненного с ребордами 55 и отгибками 56 (фиг. 22-24). Шарнир (фиг. 25-28) содержит охватыва-. емую полумуфту 57, выполненную в виде трои- ника 58 с тремя радиальными шипами 59, каждый из которых выполнен с цилиндрическими поверхностями 60, ось которых перпен дикулярна продольной оси шарнира и оси шипа, и с параллельными между собой основаниями 61, охватывающую полумуфту 62, выполненную в виде полой чаши с соединительным фланцем 63 и с расположенными внутри тремя парами беговых дорожек 64, три пары роликовых секторов 41 с радиальными выступами 42, сепаратор 47 с иглами 24, полувклаП)лши 65, каждый из которых вьшолнен с наружной цилиндрической поверхностью 66, установленной с возможностью взаимодействия с иглами 24, и П-образным пазом, образованным двумя боковыми сторонами 67 и основа-, нием 68. Сепараторы могут иметь кривизну в свободном состоянии, меньшую, чем в рабочем состоянии. На фиг. 6 показаны радиус а цилиндрической поверхности щипа 4, внутренний радиус

,-ol2 роликового сектора 13 и расстояние h меясду центрами радиусов датя сепаратора до сборки шарнира; после сборки шарнира центры радиусов совпадают за счет упругой деформации сепаратора, которая прдцержквает нредварительную нагрузку, действующую на роликовые секторы.

Радиус R образующей профиля сектора (фиг. 5) может быть выполнен меньше радиуса 2 (фиг. 7) образующей роликового сектора, соотношение радиусов может быть

Принято Z. 4-6.

Радиус «,, внутренней поверхности сектора может быть выполнен меньшим суммы размеров с(+ 61 (фиг. 6), где d - диаметр иглы, благодаря чему в собранном щарнире обеспечивается одинаковая нагруженность игл.

(Парнир работает следующим образом. Охватываемая полумуфта 1 является ведущей и может быть соединена с трансмиссионным валом, являющимся частью трансмиссии автомобилей с передним приводом, а охватывющая полумуфта 6 является ведомой и може быть подсоединена к оси переднего ведущего и упра вляемого колеса.

При соосном расположении обеих полумуфт (фиг. ) передача вращающего момента от полумуфты к полумуфте 6 осуществляется через шипы 4, иглы 24, секторы 13, расположенные в исходном положении и опирающиеся на соответствующие беговые дорожки 9. При развороте одной из нолумуфт относительно другой секторы посредством сепараторов с иглами обкатываются во взаимно противоположных направлениях вокруг цилиндрических поверхностей 5 щипов 4, катясь при этом своими наружными тороидальными поверхностями по соответствующим беговым дорожкам 9, которые являются кольцеобразными и в сечении имеют кривизну, меньшую кривизны поверхности 15, что позволяет секторам слегка колебаться.

Шарнир способен передавать кроме вращающего момента осевые нагрузки в обоих направле1гаях, поскольку геометрический центр тройника во всех возможных положениях попумуфт совпадает с геометрическим центром чащи.

При больших скоростях вращения возврат секторов в среднее положение может обеспечиваться центробе кной силой , приложенно к центру тяжести G роликового сектора, так

как составляющая ее „ (фиг. 2) пер 1ендикулярна оси шипа.

При малых скоростях вращения сила f может оказаться недостаточной для возврата сектора в среднее положение, в таком случае может быть использовано усилие F, приложенное к сектору. Может быть Н)едусмотреио (фиг. 7) небольшое смещение центра радиуса q относительно радиуса с „ па велриину j таким образом, чтобы сектор был несколько выше на своих концах, чем в середине.

С таким смещением возвращающая сила Т в зависимости от передаваемой нагрузки F, эксцентриситета ; и угла поворота V относительно своего среднего положения задается выражением

F Sin V

Т 2

Однако вне зависимости от особенностей щарнира, обеспечивающих естественное восстановление центровки роликовых секторов, могут быть предусмотрены средства нринудителыюго возврата роликовых секторов и среднее положение (фиг. 2-3, 8-9, 10-11, 14-15) за счет кинематической связи .роликовых секторов непосредственно с чашей 43 путем взаимодействия зубцов 44 с зубцами; 32 или трехлучевой звезды с зубцами 30, или Н-образной рамки 35 с зубцами 36.

Шарнир (фиг. 25-28) может быть использован только для передачи вращающего с компенсацией осевых нагрузок и перемещений в направлении общей продольной оси.

Отличие предлагаемого шарнира от известного заключается в выполнении формы бегавых дорожек 64, допускающей продольное перемещение одной из полумуфт относительно другой, и в выполнении сопряжения шипа 59 с сепаратором 47 посредством двух полувкладь1шей 65, обеспечиваюш,его возможность разворота шина относительно роликовых секторов и осевого перемещения.

Положительный эффект постигается благодаря выполнению каждого из элементов качения в виде пары роликовых секторов, каждый из которых установлен с возможностью разворота относительно цилиндрической поверхности шипа или полувкладыша посредством сепаратора с иглами и каче1гия по соответствующей беговой дорожке, причем кажд1 Й роликовый сектор и сепаратор установлены с натягом между соответствующими поверхностями контактирования.

Фиг.

Фиг.6

Фиг.д

Фиг.8

Фиг.7

iiA

Фиг.9

Фи1.Ю

jL-f

J7

Фиг.П

Фиг.12

Ж-)К

Фиг.1Э

/////////// У Фиг.1Ч

И-И

3

Фцг.15

20

фмг./8

Фиг./5

f3

V

2Ц

.::м

И чв

23

фуг. 20

/3

/3

Ц7

Ш

Й

rt

ВЦ

Фмг.г

Фиг.8