Универсальный шарнир Советский патент 1980 года по МПК F16D3/24 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к карданным передачам, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где требуе ся обеспечить соединение валов тяжело нагруженных машин и механизмов, передающих крутящий момент в условиях изменяющихся углов перекоса осей. Известен универсальный шарнир много рядной конструкции, содержащий соединенные с сопряженными валами охватываемый и охватывающий элементы и установленные между ними с интервалом по окружности поворотные вкладыши, выполненные с радиальными гнездами и связанные с одним из упомянутых элементов посредством щипов, закрепленных на этом элементе, и роликоподшипников, ас другим элементом - с помощью шариков, размещенных в кольпевых канавках, выполненных на сопряженных поверхностях вкладыша и данного элемента. Шарики подпружинены с обеих сторон далсдой кольцевой канавки и закрыты упо рами. Каждый поворотный вкладыш выполнен с тангенциальной упорной поверхностью, взаимодействующей с ответной поверхностью одного из элементов. Шар-. нир позволяет в щироких пределах варьировать количеством рабочих тел, одновременно участвующих в передаче нагрузок, благодаря чему уровень действующих в щарнире напряжений не превышает заданных величин l. Недостатком данного щарнира является то, что центр тяжести роликоподшипника и суммарный центр шариков каждого вкладыша расположёны на различном расстоянии от центра шарнира, и поэтому при передаче крутящегося момента воз1Ш- кает перекос вкладыша относительно шипа, который вызывает неравномерное распределение нагрузки по длине роликов и значительные радиальшле усилия на упорной поверхности вкладыша. Не.равномерное распределение нагрузок по длине роликов повышает удельные контактные давления на концах роликов, а радиальные усилия приводят к ускорению износа трущихся поверхностей сопряженных деталей. Отмеченные недостатки снижают надежность и долговечность шарнира. Цель изобрете1шя - повышение надежности и .долговечности шар1шра. Это достигается тем, что один нз элементов (охватыв1ающий или охватываемый) предлагаемого шарнира выпол- .ней с продольными прямоугольными пазами, в которых установлены поворотные вкладыши, а кольцевые канавки расположены на боковых поверхностях вкладышей и пазов, при этом суммарный цент тяжести шариков, лежаших с каждой стороны вкладыша, и центр тяжести ра икоподшипника расположешя на прямой, перпевдикулярной к оси шипа. На фиг. 1 изображен универсальный шарнир, поперечный разрез; на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг.. 1. Универсальньп шарнир содержит головку 1, соединенную с валом 2, поворотные вкладыши 3 и обойму 4, снабженную отверстиями с резьбой 5 для соединения с другим валом. . На головке шаровой формы выполнены равномерно расположенные по окружност прямые продольные пазы 6. На боковых поверхностях 7 пазов выполнены полуцилиндричеркие канавки 8. Для удобства изготовления канавки могут быть выполнены на отдельных щеках с последующим жестким закреплением их в пазах головки. Полуциливдрические канавки выполнены вдоль пазов по дуге. окружности. Таких эквидистантно расположенных канавок на каждой поверхности может быть несколько. Головка может быть изготовлена заодно с валом, жестко крепиться к нему или соединяться посредством шлице в. .В пазах установлены смонтированные на шипах 9 обоймы через ролики Ю поворотные вкладыши, на боковых поверх ностях крторых также выполнены продольные Полуциливдрические канавки 11, образующие с такими же канавками в пазах голсеки цилиндрические каналы .для шариков 12. Число поворотных вкладышейсоответствует количеству пазов головки. л аждый поворотный вкладыш имеет наружную поверхность 13 и центральную радиальную расточку (гнездо), стенки которой служат наружным кольцом (стаканом) роликоподшипника. Форма 7 74 и количество полуцилиндрических канавок вкладыша соответствует ответным канавкам пазов головки. Кольцевые канавки головки и вкладышей образуют беговые дорожки, в которые уложены шарики, подпружиненные с обеих сторон дорожки пружинами 14 и закрытые упорами 15.- Упоры жестко закреплены на головке. Обойма имеет цилиндрическую форму .с радиальными расточками, в которых установлены и закреплены шипы. Количество Щ1шов соответствует числу поворотных вкладышей. Между шипами и стенками гнезд вкладышей установлены ролики, торцы которых с одной стороны упираются в шайбу 16, ас другой - в упорный поясок вкладыша. Для удобства монтажа в шарнире предусмотрены разрез1вые кольца 17, фиксирующие поворотные вкладыши на шипах обоймы. Внутренняя полость обоймы заполняется смазкой, для предупреждения утечки которой обойма с одной стороны закрыта глухой крышкой 18, ас другой крышкой 19 и эластигчным кожухом 20. Стешси внутреннего конического отверстия крышки 19 ограничивают угол поворота вала 2 в рабочем состоянии. Другим примером кошсретного исполнения может служить конструкция шарнира, у которого головка выполнена с шипами, а обойма с пазами. Приведенная конструкция шарнира обеспечивает равномерное распределение нагрузки по длине роликов и исключает радиальное давление на спорную поверхность вкладыша, в результате чего резко снижаются контактные напряжения в роликах и сопряженных с ними деталях и износ, деталей от действия радиальных сил, что значительно повышает надежность и долговечность шарнира. Формула изобретения Универсальный ишрнир, содержащий охватываемый и охватывающий элементы и установленные между ними с интервалом по окружности поворотные вкладыши, выполненные с радиальными гнездами и связанные с одним на упомянутых элементов посредством шипов, закрепленных на этом элементе, и роликоподшипников, .а с другим элементом - с помошью шариков, размещенных в кольцевых канавках, выполненных на сопряженных поверхнсхггях вкладыша и данного элемента, отличающийся теМ, что, с целью повышения надежности и долговечности, один из элементов выполнен е продольными прямоугольными пазами, в которых установлены поворотные вкладыши, а кольцевые канавки расположены на боковых поверхностях вкладышей и пазов, при этом суммарный центр тяжести шариков, лежащих с каждой стороны .вкладыша, и центр тяжести роликоподшипника расположены на. прямой, перпендикулярной к оси шипа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 551454, кл. F 16 D 3/24, 1975.

10 ff