Универсальный шарнир Советский патент 1993 года по МПК F16D3/41 B21B35/14 

Изобретение относится к области машиностроения и касается конструкций универсальных шарниров на подшипниках качения или скольжения, используемых в тяжело нагруженных шпинделях приводов прокатных станов.

Целью изобретения является повышение нагрузочной способности и долговечности шарнира.

На фиг. 1 изображен универсальный шарнир, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Универсальный шарнир содержит полумуфты 1 и 2 с проушинами 3 и 4, крестовину 5, связанную с полумуфтами посредством радиальных подшипников 6, установленных на цапфах 7 крестовины 5, и самоустанавливающихся пятовых опор 8. и уплотнения 9.

Самоустанавливающиеся опоры 8 выполнены в виде упорных подшипниковых узлов качения или скольжения со сферическими контактными поверхностями 5 их опорных колец и расположены с совмещением кинематических центров П в кинематическом центре К шарниров между соответствующими им радиальными подшипниками 6 и кинематическим центром К шарниров. Уплотнения 9 размещены между упомянутыми сферическими контактными поверхностями на их периферии. Регулировка подшипников 6 осуществляется посредством прокладок 11.

Шарнир работает следующим образом.

При передаче крутящего момента полумуфта 1 через проушины 3 и установленные на цапфах радиальные подшипники 6 приводит через цапфы 7 во вращательное движение крестовину 5, которая, поворачиваясь относительно кинематического центра К, воздействует на полумуфту 2 через цапфы 7, радиальные подшипники 6 и проушины 4. Размещение самоустанавливающихся опор 8 между радиал-ьны ми подшипниками 6 и кинематическим центром К шарнира улучшает условия их работы, так как при заданных диаметральных габаритах

2

00

OJ

о о

СА)

СО

шарнира, больших углах перекоса и значительных осевых нагрузках на них и совмещении кинематических. центров самоустанавливающихся опор в кинематическом центре шарнира такое размещение обеспечивает повышение нагрузочной способности шарнира вследствие возможности размещения в области, близлежащей к центру шарнира, более мощных упорных подшипников, в виде которых выполнены опоры 8, с наружным диаметром, равным наружному диаметру радиального подшипника 6.

При этом размещение уплотнений на внутренних контактных поверхностях упорных подшипников снижает изгибающий момент на крестовине 5 и соответственно, изгибные напряжения.

Такое конструктивное выполнение универсального шарнира позволит изменить взаимное расположение радиальных и упорных подшипников, что приведет к возможности удаления (сдвига) радиального подшипника к периферии от кинематического центра шарнира и уменьшению диаметра расточки проушины полумуфты до величины диаметра радиального подшипника. Вследствие этого в области, близлежащей к центру шарнира, образуется свободная зона, достаточная для размещения в ней мощных упорных подшипников с наружным диаметром, равным наружному диаметру радиального подшипника.

Размещение уплотнений между сферическими поверхностями опорных колец упорных подшипников на их периферии позволит уменьшить изгибные напряжения в сечении выступов цапфы крестовины, служащих опорой для близлежащих к кинематическому центру шарнира колец подшипников, за счет уменьшения высоты цапфы крестовины и изгибающего момента в упомянутых опорных сечениях. Это позволит повысить нагрузочную способность и долговечность универсального шарнира.

Формула изобретен-и я

Универсальный шарнир, содержащий полумуфты с проушинами, крестовину, связанную с полумуфтами посредством радиальных подшипников, установленных на цапфах крестовины, и самоустанавливающихся пятовых опор, выполненных со сферическими контактными поверхностями и расположенных с совмещением кинематических центров в кинематическом центре шарнира, а также уплотнения, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения нагрузочной способности и долговечности, самоустэнавливающиесй пятовые опоры расположены между соответствующими им радиальными подшипниками и кинематиче

ским центром шарнира, а уплотнения расположены между сферическими контактными поверхностями на их периферии.

Использование: передача крутящего момента. Сущность изобретения: крестовина связана с полумуфтами посредством уста-, новленных на ее цапфах подшипников и пятовых опор со сферическими поверхностями, выполненных с совмещением их кинематических центров в кинематическом центре шарнира. Пятовые опоры расположены между соответствующими подшипниками и кинематическим центром шарнира. Уплотнения расположены между сферическими поверхностями пятовых опор на Их периферии. 2 йл.

Фиг./