Универсальный шариковый шарнир Советский патент 1987 года по МПК F16C11/06 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для соединения несоосных валов.

Целью изобретения является снижение трудоемкости изготовления и увеличение допустимого угла несоосности соединяемых валов.

На фиг. 1 приведен шарнир с вырыва- ми, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - шарнир, схематическое изображение; на фиг. 4 - схема взаимодействия двух шариков с канавкой при угле несоосности валов на фиг. 5 - то же, при угле несоосности валов ()°; на фиг. 6 - схема взаимодействия трех шариков с тремя круговыми канавками при угле несоосности валов на фиг. 7 - то же, при угле несоосности валов на фиг. 8 - схематическое изображение взаимодействия четырех шариков с четырьмя круговыми канавками при угле несоосности на фиг. 9 - то же, при угле несоосности валов .

Шарнир содержит шаровую головку 1, охватывающую ее чашку 2, установленный между ними сепаратор 3 и шарики 4, установленные между сепаратором 3 и шаровой головкой 1.

Шаровая головка 1 выполнена с наружной сферической поверхностью 5, на которой расположены полукругового профиля канавки б, каждая из которых выполнена замкнутой по окружности. Центры канавок 6 равномерно расположены в экваториальной плоскости, а их осевые линии касаются друг друга.

Чашка 2 выполнена с осевой цилиндрической поверхностью 7.

Сепаратор 3 выполнен составным с наружной цилиндрической поверхностью 8, диаметр которой равен диаметру поверхности 7, и с внутренней сферической поверхностью 9, диаметр которой равен диаметру поверхности 5.

На внутренней поверхности 9 расположены полусферические углубления 10, радиус сферы которых равен радиусу сферы шариков 4.

Каждая из составных частей 11 сепаратора 3 закреплена винтами 12 к чашке 2.

Шарнир собирается следующим образом.

Составные части 11 сепаратора 3 совместно с шариками 4, установленными в полусферические углубления 10, совмещают друг с другом, предварительно установив внутрь их шаровую головку 1. При этом каждый из шариков 4 должен быть установлен в одну из канавок шаровой головки. Комплект деталей устанавливают внутрь чашки 2 и каждую из составных частей 11 фиксируют винтом 12.

Центрирование шаровой головки 1 и чашки 2 обеспечивается сопряжением поверхностей 5 и 9.

Цередача вращающего момента обеспечивается посредством шариков 4, вращающихся в полусферических углублениях 10 и перекатывающихся в канавках 6. Подвижность шарнира определена по формуле Сомова-Малышева:

.i-5р.5--4р4-Зрз-2р2-PI,

где W - подвижность механизма; Р4; РЗ; Ра; Pi - соответственно число пар 5-го, 4-го, 3-го, 2-го и 1-го классов.

В механизме два звена, одно из них условно принимается за стойку (неподвижное звено), тогда Р4 1; . Следовательно, подвиж- 5 ность 2.

Определим допустимую несоосность соединяемых валов.

Если принять толщину сепаратора - tc; диаметр шаровой головки - Ош.г.; диаметр ведущего вала - de.e; допустимый угол не- 0 соосности соединяемых валов - а, а количество используемых шариков NUJ, получим

Niu tc-fdfl.B а

5 Обозначив угол охвата шаровой головки сепаратором - фс; угол охвата шаровой головки ведущим валом - рав.в., по

N,u ф1с -|- РНВ.В

Т

30

Отсюда следует а

Рш.г. .

-(tc;dp..B.) Учитываем, что при увеличении количества шариков Мш растет число канавок, что уменьшает угол допустимой несоосности ва- 5 лов а.

Поэтому окончательное выражение для угла смещения валов имеет вид

ГУ - f

ОС1 1 т -JГТ 1

1с; dB.B. NmJ

Выполнение сепаратора 3 из составных частей 11 с наружной цилиндрической поверхностью 8 и внутренней сферической поверхностью 9 упрощает сборку шарнира, а выполнение канавок 6, замкнутых по ок5 ружности, центры которых равномерно расположены в экваториальной плоскости шаровой головки, упрощает изготовление канавок и контроль их расположения, а также увеличивает допустимый угол несоосности соединяемых валов.

Формула изобретения

Универсальный шариковый шарнир, содержащий шаровую головку с канавками полукругового профиля на ее наружной сферической поверхности и охватывающую ее чашку с осевой цилиндрической поверхностью, а также сепаратор с внутренней

сферической поверхностью, ответной наружной сферической поверхности шаровой головки, и с наружной цилиндрической поверхностью, ответной осевой цилиндрической поверхности чашки, и с углублениями на внутренней сферической поверхности, а также шарики, расположенные в .упомянутых канавках и углублениях, отличающийся тем, что, с целью снижения трудое кости изготовления, канавки выполне. замкнутыми по окружности, центры которых равномерно расположены в экваториа/тьной плоскости, и сопряжены по осевым линлям, углубления на составных частях сепаратора выполнены полусферическими с радиусом, равным радиусу шарика, а числа составных частей сепаратора, шариков, канавок равны между собой.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для соединения валов, расположенных под углом друг к другу. Целью изобретения является снижение трудоемкости изготовления путем упрощения изготовления деталей и упрощения сборки. Шарнир содержит щаро- вую головку (ШГ), присоединяемую к одному из валов, и охватывающую ее чащку, присоединяемукЬ к другому валу. ШГ взаимодействует с чашкой посредством размещенного между ними составного сепаратора, закрепленного на чащке. Составные части сепаратора выполнены с внутренней сферической поверхностью, диаметр которой равен диаметру ШГ. На внутренней поверхности сепаратора выполнены полусферические углубления. На наружной поверхности ШГ выполнены канавки полукругового профиля. Каждая из канавок выполнена замкнутой по окружности, а их центры равномерно расположены в экваториальной плоскости ШГ. Осевая линия каждой из канавок касается осевых линий соседних канавок. Шарики, передающие вращающий момент, установлены в канавках ШГ и в полусферических углублениях сепаратора. 9 ил. « (Л со N3 00 ел со 60

7 8

;/

11

фаг. 2

ic

иг.З

ФизМ

(Риг.в

Фиг. 9