Универсальный шарнир Советский патент 1990 года по МПК F16D3/26 

/Н/ Риг (

Изобретение относится к машиностроению, в частности к универсальным асинхронным карданным шарнирам, содержащим две вилки, соединенные друг с другом посредством расположенной между ними крестовины и предназначенным для передачи крутящего момента и осевых усилий между валами, размещенными под углом друг к другу.

Цель изобретения - повышение срока службы.

На фиг. 1 показан шарнир, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - вид Б на фиг.2; на фиг.4 вид В на фиг.1; на фиг.З - разрез Г-Г на фиг.4.

Универсальный шарнир содержит две одинаковые вилки 1 и 2, подшипник 3, стопорные кольца 4 и крестовину 5.

Каждая из вилок 1 и 2 выполнена в виде основания бис двумя проушинами 7, каждая из которых имеет внутреннюю 8 и наружную 9 поверхности. В обеих проушинах 7 выполнены соосные сквозные отверстия 10, ось D-D которых расположена под прямым углом к продольной оси Е-Е вилки, совпадающей с продольной осью Х-Х шарнира. В проушинах 7 могут быть выполнены углубления в виде дуговых пазов 11, расположенных между отверстиями 10 и основанием 6 симметрично продольно оси Е-Е вилки, причем центр паза 11 совпадает с центром отверстия 10.

Дуговые пазы 11 могут быть выполнены глухими и расположены со стороны наружных поверхностей 9 проушин 7 могут быть также расположены со сто- роны внутренних поверхностей 8, а также как со стороны внутренних поверхностей 8, так и со стороны наружных поверхностей 9 с образованием перемычки (не показана) между ними. Дуговые пазы 11 „могут быть выполнены сквозными..

Возможно также выполнение пазов 11 прерывистыми в виде частей дуги с радиальными перемычками (не показано) Возможно также выполнение пазов 11 в виде сторон многоугольника из прямолинейных участков. Наиболее предпочтительно выполнение глухих пазов со стороны наружных поверхностей 9 проушин 7. В проушинах 7 вилок 1 и 2 могут быть также выполнены дополнительные пазы, аналогичные по форме

5

д

0

5

пазам 11 и расположенные концентрич- но относительно последних.

Подшипник 3 содержит втулку 12 с днищем 13, цилиндрические ролики 14 и упорную шайбу 15.

Крестовина 5 выполнена с четырьмя цапфами 16-19. Цапфы 16 и 17 расположены соосно друг с другом, образуя соосную пару цапф, взаимодействующую с одной из вилок. Цапфы 18, 19 образуют другую соосную пару цапф, взаимодействующую с другой вилкой. Каждая из цапф выполнена с наружной цилиндрической поверхностью 20 и торцовой поверхностью 21. Крестовина 5 выполнена с двумя пересекаю- щимися сквозными отверстиями 22 и 23 для подачи смазки к подшипникам 3, причем ось каждого из сквозных отверстий расположена продольно относительно оси Y-Y или Z-Z соответствующей пары цапф, а оси Y-Y и Z-Z пересекаются в точке О, в центре крестовины. В каждой из цапф 16-19 со стороны ее торцовой поверхности 21 может быть выполнено углубление в виде отверстия 24, соединенного с отверстием 22 (23) для подачи смазки.

Отверстия 24, расположенные в каждой соосной паре цапф 16 и 17 (18, 19), размещены соосно друг другу, а их общая ось Ж-Ж смещена в направлении оси Х-Х от радиальной плоскости, в которой лежат оси Y-Y, Z-Z цапф, на эксцентриситет U, при этом ось Ж-Ж одной соосной пары отверстий 24 смещена относительно радиальной плоскости в одном направлении, а ось Ж-Ж другой пары отверстий 24 - в обратном направлении. Отверстия 24 могут быть выполнены ступенчатым в виде нескольких цилиндрических отверстий 25 и 26, причем отверстие 25 большего диаметра расположено дальше от центра 0 крестовины. Отверстие 24 может быть выполнено коническим 27, вершина которого направлена к центру О крестовины 5.

Сборку шарнира осуществляют следующим образом.

В случае выполнения углублений в цапфах крестовины последнюю ориентируют относительно вилок таким образом, чтобы эксцентриситет U был направлен .к основанию 6 соответствующих вилок 1 и 2, например цапфы 16 и 17 вводят в отверстия 10 вилки 2, а цапфы 18 и 19 - в отверстия 10 вилки 1. Затем

устанавливают подшипники 3 и фиксируют их положение стопорными кольцами 4, при этом цилиндрические ролики 14 оказываются введенными во взаимодействие с наружной цилиндрической поверхностью 20 каждой из цапф 16- 19, а упорная шайба 15 располагается торцовой поверхностью 21 цапфы и днищем 13 втулки 12. В случае выполнения углублений в проушинах 7 вилок 1 и 2 сборку шарнира осуществляют аналогично при произвольной ориентации крестовины 3 относительно вилок 1 и 2.

При выполнении шарнира без описанных углублений при передаче им крутящего момента имеет место неблагоприятное распределение нагрузки в сопряжении проушина - цапфа, в зависимости от формы вилки, обеспечивающей большую жесткость проушины 4 основания и меньшую жесткость проушины на конце. Распределение нагрузки изображено на фиг.1 в виде сплошной линии К. При выполнении шарнира согласно изобретению, т.е. с углублениями, имеет место улучшение распределения радиальных нагрузок, изображенное штрих-пунктирной линией Л, за счет снижения жесткости или части проушины, направленной к основанию вилки, или части цапфы, также направленной к основанию вилки.

Выполнение углубления или в цапфах крестовины, или в проушинах вилок форма углублений и расположение углублений между плоскостью, в которой лежат оси вращения противонаправленных цапф крестовины, и основанием соответствующей вилки, а также симметричное расположение углублений относительно общей продольной оси шарнира обеспечивают улучшение радиального распределения нагрузки в сопряжении проушин с цапфами, что обеспечивает достижение поставленной цели.

Формула изобретения

1. Универсальный шарнир, содержащий две вилки, связанные крестовиной, каждая вилка имеет основание, с которым соединены две проушины с внут653536

ренними и наружными поверхностями и с соосньгми сквозными отверстиями ча их концах, в отверстиях закреплены подшипники, включающие втулки и цилиндрические ролики, крестовина выпопнена с двумя соосными парами цапф, оси которых пересекаются под прямым углом, а каждая пара цапф JQ размещена в подшипнике одной из вилок, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы, в каждом соединении цапфы с проупиной, в одной из упомянутых деталей выпол- j5 нено углубление, смещенное относительно оси вращения цапфы в направлении к основанию соответствующей вилки и расположенное симметрично относительно продольной оси шарнира. 20 2. Шарнир по п.1, отличающийся тем, что углубление выполнено в цапфе со стороны ее торцовой поверхности.

3. Шарнир по п. 2, отличаю- 25 ц и и с я тем, что углубление выполнено в виде ступенчатого отверстия, причем отверстие большего диаметра расположено дальше от центра крестовины.

30 4. Шарнир по п.2, отличающий с я тем, что углубление выполнено в виде конического отверстия, вершина которого направлена к центру крестовины.

5. Шарнир по п.1, отличающийся тем, что углубление выполнено в проушине в виде дугового паза, центр которого совмещен с центром сквозного отверстия.

дл 6. Шарнир по п.5, о т-л и ч a Kirn, и и с я тем, что дуговой паз выполнен со стороны внутренней поверхности проушины.

7.Шарнир по п.5, отл ича ю- дс щ и и с я тем, что дуговой паз выполнен со стороны наружной поверхности проушины.

8.Шарнир по п. 5, отличающий с я тем, что дуговой паз вы5Q полней сквозным.

9.Шарнир по пп.5-8, отличающийся тем, что в проушине выполнены дополнительные пазы, аналогичные дуговому пазу ч расположенные концентрично последнему.

35

г/ А-А

Составитель В.Романенко Редактор М.Недолуженко Техред М.Дидык Корректор С.Шевкун

Заказ 1167Тираж 537Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

#

Изобретение относится к машиностроению, в частности к асинхронным карданным шарнирам. Цель изобретения - повышение срока службы. Универсальный шарнир содержит две вилки 1, 2, подшипники 3, закрепленные в проушинах 7 вилок стопорными кольцами 4, и установленные внутри подшипников 3 цапфы 16, 19 крестовины. Поставленная цель достигается благодаря улучшению распределения радиальных нагрузок в сопряжении проушина-цапфа, благодаря выполнению углублений 24 в цапфах крестовины или благодаря выполнению углублений в проушинах 7 вилок 1, 2. Углубления в цапфах крестовины могут быть выполнены в виде ступенчатых отверстий и в виде конических отверстий. Углубления в проушинах вилок могут быть выполнены в виде дуговых пазов, глухих или сквозных, цельных или прерывистых. Во всех случаях углубления расположены симметрично продольной оси Х-Х, между радиальной плоскостью, в которой лежат оси вращения цапф 16, 19, и основаниями 6 вилок 1, 2. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.