Узел соединения стакана подшипника с цапфой крестовины универсального шарнира Советский патент 1978 года по МПК F16D3/26 

1

Изобретение относптея к маилшостроеин.ю.

Известен узел еоедннения етакана подшипника с цапфой креетовины уннверсального шарнира, в котором без.1юфтовая установка достигается путем размещения между зап„п ечиком цанфы и радиальной закраиной игольчатп ; чан1кн, образующей вкладын, дно которой находится на расстоянии от тораа цаифы. унругого кольца, которое играет одновремеино роль унлотн1гге.мьного а.ю.мснта 1.

Хотя это решение обладает большими иреимушествами, б,лагодаря уцругой центровке, в некоторых случаях может оказаться необходимым разделение функций уплотнения и устранения осевого люфта, .поскольку эти функции могут вход1ггь в противоречие и, вследствие этого, не удовлетворять оптимальным условиям требуемым для каждой из них.

Известен также узел соединения стакана подшишшка с цапфой крестовины универсального шарнира, с иомошью промежуточного уиругого элемента, расположенного в напряженном состоянии между дном стакана и торцом крестовины. Упругий элемент выполнен в виде резинового вкладьпна, частично размещенного в углублении на торце цапфы 2. Способ сборки этого узла заключается в том, что уиругий элемент иодвергают то,тько ynpyioii деформации, т.е, только сжатию.

Согласно извеетной конструкции, между торцом, по крайней .мере, одной цапфы крестовин,ы и пухим дном соответствмошего вкладыша вставляют т1руг11Й элемент. .Для -дов,1етворения условш без.тюфтовой установки деталей требуется исключительно точная обработка деталей и установка торца цанфы но высоте относительно дна вкладыша, с которым он взаимодействует, иричем эта точность необходи.ма и при установке средств закренления вк,1адыи а, ес.чи необходимо по,1учить иочти нулевой ,1юфт, Г1ос1 о,11зк с,.м большой ЛЮФ1Т, если он иоложите,1ьный, нриводит к осевому люфту. С другой стороны, отрицательный люфт, т.е. ,1юф|Т, пол часмый нри сб.орке с усилием, не только приводит к увеличению трения нри работе,что недопустимо в боль иинстве случаев ирименеиия универсальных н1арниров вследствие возрастания качающего момента, но также может вызвать разруи1ение стакана, закрываюи1сго 1.1аиф. Эти недостатки усугубляются, если стакан, как это нрактикуется в настоящее время, выполнен из штампованной листовой ста,1и, которая часто имеет небольн1ую толщину и за счет поверхностного упрочнения становится очень твердой.

Кроме того, ввиду того, что уиругий э,пемент вьиюлнен нз эластнчно1о материа,1а и подвергается то,1ько дeфop aции сжатия, он

не способен перекрыть все неточности и: готовления деталей.

Целью изобретения является расширение поля допуска на изготовление деталей узла при сохранении их упругого соединения между собой.

Поставленная цель достигается тем, что упругий элемент выполнен в виде, по крайней мере, одной пластически деформирующейся детали.

Упругий элемент может им&ть вид диска, причем на торце цапфы выполнен опорный выступ, деформирующий диск.

Упругий эле.мент может быть выпо.чнеи из взаимодействующих между собой центральной части и обода.

Упругий элемент может быть выполнен в виде конического вкладыша из самосмазывающего материала, преимущественно полиамидного, прикрепленного ко дну стакана, а на торце цапфы.вьнюлнено KoiiHi-iecKoe гнездо для частичного размещения вкладыща.

Упругий элемент может иметь выпукло-вогнутую форму с периферийной кольцевой выпуклой частью, опирающейся на дно стакана, и центральным сводом, образованп1 1М вследствие пластической деформации первоначально вогнугой центральной части.

Способ сборки узла сое/щнения заключается ;( том, что упругий элемент подвергают упруго-пластической деформации, иричем величина этой деформации равна разности расстояний между торцом цапфы и открытым концом Стакана в моменты соприкосновения его дна с упруги.м элементом и в рабочем положепии.

Вследствие TOJ-O что усилия, зозпикающие в процессе работы, очень малы по сравнению с теми усилиями, которые прикладываются для обеспечения одновременной установки упругого стакана и пластической деформации дна стакана и упругого элемента, это дно стакана или этот упругий элемент всегда работают в области упругих деформацпй, в результате чего удержание крестовины, благодаря предварительному унругому напряжению между дном стакана и торном цапфы, может обеспечиваться при широких допусках на обработку стакана и крестовины, поскольку именно пластическая деформация позволяет исключит) всякую высокоточную обработку и подготовку при установке каждого стакана в его расточку.

Предлагаемый способ сборки можно использовать для всех цапф, только для одной цапфы или для некоторых из них. В частности, таким образом может быть оборудована одна из цапф, а противоположная цапфа при этом имеет опору, в которой указанное выще техническое решение не используется. В этом случае допуски на обработку также МОГУТ быть расширены, поскольку одна цанфа из двух уже позволяет, за счет применения вышеуказанного способа, приспособиться к неточностям, которые компенсируются более или .менее значительной пластической де(|зормацией упругого элемента, вставленного между дном стакана и торцом цапфы, или самого дна стакана.

На фиг. 1 изображен узел соединения стакана подшипника с цапфой крестовины универсального шарнира, обнгий вид; на фиг. 2 -то же, продольный разрез в рабочем положении; на фиг. 3 - упругий эле.мент; на фиг. 4 - вариант выполнения упругого элемента; на фиг. 5 -- узел соединения, в качестве ynpyroiO элемента использовано дно стакана; на фиг. 6 - упругий элемент, выполненный из двух взаимодействующих между собой центральной части и обода, центральная часть в;)ЩО,1нена в виде и;арика. а обод имеет коническое отверстие; на фиг. 7 - упругий элемент, выполненный в внде конического вкладыща из са.мос.азывающего материала, а на торце цапфы выполнено коническое гнездо; на фиг. 8 - упругий элемент, имеющий вид диска, а на торце и.а11фы выполнен опорный выступ; на фиг. 9 и 10 варианты вынолнения упругого элемента; n;j фиг. 11 - упругий элемент, выполненный в внде диска, нериферийная часть которого перед деформацией опирается на торцы игл подщипника; на фиг. 12 - то же, но диск выполнен составным.

В расточку I вилки 2 универсального шарнира, вставляют стакан 3 из штампованной листовой стали, надеваюш,ийся с но.мошью игл 4 с торцовыми новерхностями 5 на цапфу б крестовины 7 универсального шарнира. Иглы 4 опираются своими концами соответственно на край 8 стакана 3, сдавливающий в осевом направлении уплотнительную прокладку 9, находящуюся в контакте с заплечнком 10 крестовины, и на кольцевое ребро 1 1 на периферии дна 12 вкладыща, приблизительно плоская центральная часть 13 которого сопрягается по линии 14 с кольцевым ребром П.

Между торцом 15 цапфы 6 и дном стакана 12 вставлен упругий элемент в виде шайбы 16, содержащей периферийную кольцевую вынуклую часть 17, прижатую ко дну стакана, и це1ггральную часть, которая в первый момент введения стакана 3 в расточку 1 образует вогнутую часть 18, соприкасающуюся своей вогнутостью с 1орцол1 цапфы, .ьах(Х1ящи.1ся при этом i-ia расстоя1П1И d от края вкладыша, подвергающегося упруго-пластической деформации, вызывающей изменение профилявогнутой части 18 на противоположный, в результате чего образуется центральн1 1Й свод 19, обращенный вогнутостью к торцу 1.5 и соп)ягаюшийся через кольцевую выпуклую часть 20, прижатую к торцу 15, с периферийной кольцевой выпуклой частью 17 шайбы 16.

В конце введения стакана торец 15 находится на расстоянии D от края 8 вкладыша, значительно превыщающем расстояние d. В своем окончательном положении, представле ном на фиг. 1, шайба 16 создает предварительное упругое напряжение между дном 12 стакана и торцом 15 за счет упругого восстановления после п.шстической деформации.

В то время, как на фи1. 1 и 2 нериферийная кольцевая вьщук,тая часть 17 шайбы 16 является сцлоц1ной, нериферийная ко.чьцевая часть 21 нJaйбы 16, изображенной на фиг. 3, имеет вырезы 22, которые повышают упругость шайбы. Шайба 16, изображенная на фиг. 4, представ.чяет собой полое те.ло вращения, ось которого совпадает с осью цапфы 6 и которое имеет приблизительную форму силюшенпой сферы, в верхней части которой имеется круговое отверстие 23, расположенное по параллели тела вращения, края 24 должны опираться на дно 12 стакана. На фиг. 5 предЕ арительное упругое напряжение создается .ча счет собственной упругости дна 25 стакана 3, на котором в начале введения имеется вогнутая цеитра 1ьная часть 26, образуюишя углубление, соприкасающееся своей вогнутостью е торцом 15 цапфы 6 и подвергающаяся в конце введения упругопластической деформации, вызываюп ей изменение его профиля на противоположный, в результате чего образуется центральный свод 27, обращенный вогнутостью к торцу 15 и сопрягаюп-.ийся посредством кольцевой выпуклой час ти 28 с BornyToii частью 29, которая, в свою очередь, сопрягается с кольцевым ребром 30. обод 31 На фиг. 6 упругий элемент из деформирующегося материала вставлен в дно стакана н имеет коническое центральное отверстие 32, в которое вставляется стальгюй шарик 33, опирающийся на торец 15. В конце введения щарпк 33 создает в обо.ае пластнческую деформацию, соцровождаюп уюся иругим восстановлением, создаюш.им предварительное осевое нанряжение. Форма обода м;;жет выбираться таким образом, чтобы повысить его упругость, приближаясь к форма.м щайб, представленных на фиг. 2 и 3. На фиг. 7 на дне стакана установлен коничеекий вкладыш 34 из деформирую1цегося, предпочтительно, самосмазывающегося матери ала, который в.ходит в коническое гнездо 35, выполненное в торце 15 цапфы 6. Ко1П чеекий вкладын 34 в конце установки подвергается пластической деформации, создавая предварительное упругое оеевое напряжение. того, форма дна стакана может выбираться такой, при которой повыншется его упругость. На фиг. 8 представлен вариант .1нсния узла, обладающий особыми преимуществами, в котором упругий элемент представляет собой строго плоский диск 36, периферийная кромка 37 которого упирается в радиальную поверхность 38, выполненную на дне стакана. Торец 15 цапфы 6 имеет соосный с ним выстун 39. Центрирование днска на дне етакана в горизонтальной плоскости, перпендикч.шрной оси выступа 39, позволяет последнему создавать необходимую пластическую деформацию диска при установке цапфы в уно.мянутом стакане, обеспечивая, таким образом, возникновение эффекта упругого предварительного напряжения, которое должен создавать диск между дном стакана и торцом, На фиг. 9, которая показывает положение всего угла в начальной стадии введения стакана, т.е. в стадии до пластической деформаПИИ диска 36, представлен вариант, в котором стакан 3 с иглами 4 закрыт дном, образованным диском 36, Установка последнего в правильное положение относительно оси цапфы обеспечивается за счет присутствия на цилиндрической стенке 40 вкладыша круговой канавки 41, в которую вставляется периферийная кромка 42 днска. При это.м иг,ты 4 упираются в периферийную часть 43 диска. Конец стакана, закрывае.мый плоски.м диском 36, может иметь |)а..1,иальную закраину, обеспечиваюигую фиксацию диска 36, являющегося дном стакана (фиг. 10). Дно стакана можно освободить от кольцевого ребра 11 и оно может иметь лишь фиксп1)ующий паз 44, пр.ч этом концы игл 4 входят в контакт с периферийной ч.астью диска, а участок сопряжения цилиндри.ческой части стакана с дном на уровне наза нмеет, в целом, закруглеь;;:ую форму, обеспечиван)П1ую более высокое сопротивление нагрузкам, Во : збежа ие 5резания концов игл в диск в процессе paOoriii желательно нодвергнуть пос.-;едний общей или локальной термообработке. I.ie.eco( г;роводить эту обрг.ботку одновр.омепно с С1б{)пботкой стакана, когда диск RCT.iB.ier Hiixriib последнего. Mil фиг. 12 представлен вариапт. в котором диск 36 состопт из двух частей, первой, кольцевой части 45, которая подвергается термообработ1 е, возможно, одновременно со стаканом и после neiiTpOBKii в пазу 44, находится в контакте с иглам 4, н второй, дополняющей нернук), част1 46. В1)Щолненной в виде первоначально п.юского дпска, который пентрпруется отпосительно ко,;ьца 45 и предназначен для создания в lieM п.тастической деформации. Для эгого диск liMecT пер1 ферийный гребень 47, BCTaB.ienHiiui в паз кольца 45. При нсио.п.-зовании плоского диска и стакана люфт, который имеет ertj Kpaii относительно стенки стакан.а, не нмеет абсолютно никакого значегпш, ,1ьку рабочая плоскость . вст;и,1енного в паз и прижатого цапфой, определяется окр жностыо, являющейся нроекц1 ей шарового сегмента дна вк.чадьппа, 01пнничиуающего радпа, стегпчу стакана. Следхет .мметпггь также, что плоский днск мо.Кет пере1-;орачинат|,ся . с.1е;и1вате.1ьно, он не имеет 1П.ДЦО1 :тите, сто1нщы для установки в стлкане и иентри|1ова1 ии в пазу. Oiiopiian lioBepxiiocTb торца цапфы может быть .Г. ieiia лк. способом, например мехяиическо обп;к). н;несепие или деформац1 ей ;ате иа,, в ча.етиост -; быть .1Ь.чова метод уплотнения материала. Диск Mt .:ет одновременно е.тужпть, в своей центра:.,. 1Й части, .тля созданпя сопротивления концу цапфы, а в своей иерпферпйной части -- для оказа , oceBiiro д;и.1е1И1Я на нглы (Лиг. . j fjpMi/.if) it:- odpcr-i-Hii. Узе.. coe,i :neiui i стакана ноднпщннка с цапфой крестовины ниверс,я.чьного 1нарнира с по(лцью промежугсл-ного пр то1о элемепта, расно.тоженного в напряженпох; состоянии между Д1и)м стакл.а и торцом креетовины, отличающийся тем. ч. ). с пс.чью распщреиия нпля дор.уек; на 1;зготовление дета,1ей узла iipii ooxpaiieHHii ; упругого соединен1 Я между coodii, э.лемент iiijino.iiien в виде, ио крайней мере, одной пластщ ес и деформирующейся детали. 2.Узел соединения по п. 1, отличающийся тем, что упругий элемент имеет вид диска, а на горце цапфы выполнен опорный выступ, деформирующий диск. 3.Узел соединения по п. 1, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен из взаимодействующих между собой центральной части и обода. 4.Узел соединения по п. I, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в виде конического вкладыща из самосмазывающегося материала, преи.мущественно полиамидного, прикрепленного ко дну стакана, а на-торце цапфы выполнено коническое гнездо для частичного размещения вкладыща. 5.Узел соединения по п. 1, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в виде щайбы и имеет выпукло-вогнутую форму с периферийной колр цевой выпуклой частью, опирающейся на дно стакана, и центральным сводом, образованным вследствие пластической деформации первоначально вогнутой центральной части. 6. Способ сборки узла соединения стакана подщипника с цапфой крестовины универсального шарнира по пп. 1-5, заключающийся в деформации промежуточного упругого элемента, отличающийся тем, что упругий эле.мент подвергают упруго-пластической деформации, причем величина этой деформации равна разности расстояний между торцом цапфы и открытым концо.м стакана в момент соприкосновения его дна с упругим элементом и в рабочем положении. Приоритет по пунктам: 23.08.73 по пп: 1,3-6 28.12.73 по п. 2 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент Франции .Vo 1.501.925, кл. F 16 d, 1967. 2.Патент США Л 3651663, кл. F 16 D 3/26, 1972.

9 20 15

Щ

15 /7 W

Фиг. 2

Фиг.1

Фиг. 4

Фиг. J

15 27 28 29

25

I J / /

Фиг. 5

Фиг. 6

,J7

,./,-/-

.

U- 1 :

1 tfl

J i.J,.,...J

/f-0.

. l -Й

„.,...ш

-

..; t-r--„ri..J- - %: