Карданный шарнир Советский патент 1981 года по МПК F16D3/38 

1

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для соединения валов, оси которых расположены под углом друг к другу.

Известен карданный шарнир, содержащий две полумуфты и соединяющую их крестовину, при этом каждая полумуфта выполнена с центральным отверстием для соединяемого вала и двумя парами выступов для крепления диаметрально расположенных вкладышей, которые имеют шип, размещенный между торцовыми выступами полумуфты, и пяту с центрирующей поверхностью, контактирующей с аналогичной поверхностью, выполненной в полумуфтах. Центрирующая поверхность пяты вкладышей расположена на периферии шипов и охватывается центрирующими поверхностями полумуфт, которые также выполнены на их периферии. Центрирующие поверхности обеспечивают радиальную фиксацию и центровку вкладыша, а шипы - тангенциальную и служат для передачи крутящего моментаот полумуфты вкладышу и дальше к крестовине 1 .

Тот факт что центровка вкладышей осуществляется с наружной стороны обжатием их периферийной части с

целью стопорерия от радиального перемещения , также связано например с увеличением радиальных размеров карданного шарнира, с зависимостью,которая существует между качеством центровки и шириной шипа, служащего для передачи крутящего момента, а также размерами вкладыша по его оси и его механической прочностью. Это

0 связано еще со сложностью обработки опорной поверхности выступов полумуфт, поскольку пята препятствует фрезерной обработке и позволяет только токарную обработку, которой свой5ственны дефекты горизонтальности, такие как небольшая конусность, мешающие точной установке вкладыш12й, что приводит к преждевременному их износу.

0

Цель изобретения .- упрощение технологии изготовления и снижение радиальных размеров карданного шарнир а.

Поставленная цель достигается тем,

5 что центрирующие-поверхности пяты вкладышей и полумуфт выполнены в виде поверхностей вращения, ось которых совпадает с осью рращения покумуфт, а пята у каждого вкладашаа

0 расположена у основания его типа,.

обращенного к оси вращения полумуфт. Кроме того, центрирующие поверхности пяты вкладышей и полумуфт могут быть выполнены цилиндрическими, либо коническими.

На фиг. 1 представлена полумуфта описываемого карданного шарнира; на фиг. 2 - два вкладыша, которые крепятся к одной полумуфте; на фиг. 3 тоже вид сверху на фиг. 2; на фиг.4 вид спереди; на фиг. 5 - вид сроку; на фиг. б - с конической центрирующей поверхностью, вид сбоку.

Карданный шарнир состоит из двух полумуфт и соединяющей их крестовины с радиальйыми цапфами (не показаны). Каждая полумуфта 1 имеет осевое отверстие 2 для размещения конца соединяемого вала,, двух пар торцовых выступов 3,4 с отверстиями 5, равномерно расположенными вокруг оси вращения полумуфты. Каждая пара выступов 3,4 служит для крепления одного вкладыша 6 или 7. Выступы в канодой паре гзазделены прорезями 8,9 в которые входят шипы 10 или ,11 вкладыша б или 7. Четыре выступа у каждой полумуфты обработаны со стороны ее оси вращения. При этом образованы два участка 12 и 13 цилиндрической формы, расположенные напротив друг друга в створе прорезей 8,9 у внутреннего края последних J т.е. как ближе к оси полумуфты. Два вкладыша б и 7 имеют подошвы 14 и 15, с помощью которых они крепятся к выступам 3,4 полумуфты. Подошвы 14 и 15 имеют отверстия 16, соосно расположенные отверстиям 5 выступов 3 и 4. В эти отверстия вставляются крепежные винты (не показаны). Опорные поверхности 17 и 18 подошв 14 и 15 разделены между собой торцовыми 10 и 11 которые- предназначены для передачи крутящего момента между полумуфтами и вкладышами. КаждЕэзй вкладьш б или 7 имеет также пяту 19 или 20, расположенную у основания шипа, обращенного к оси вращения полумуфты. Центрирующая поверхность 21 или 22 у каждой пяты. 19 и 20 служит для фиксации центровки вкладыша в радиальном направлении. Пяты 19 и 20 входят в отверстие полумуфты и их центрирующие поверхности 21 или 22 контактируют с участками 12 или 13 полумуфты являющимися также центрирующими поверхностями. Каждый вкладыш, имеет отверстие 23, в которое после введения в него иголок подшипника входят цапфы крестовины, обеспечивающие передачу крутящего момента от вкладышей одной полумуфты к вкладышам другой полумуфты карданного шарнира. Центрирующие поверхности 21 и 22 пят вкладышей идут по всей ширине шипов, выступая над их торцовой поверхностью, при этом эти центро- . вочные поверхности обеспечивают

центровку, глазным образом, у основания шипов, а не только по обе от них стороны. Во вкладышах данного карданного шарнира в связи с тем, что 1дентрирование и фиксация вкладышей от радиального перемещения осуществляется i-ie на nepnOepHt, а у основания шипов, центрирующие поверхности не прерываются в зоне прорезей 8,9, полумуфт, что обеспечивает полную независимость п.ентрл-рующей поыерхности от ширины шипов. В связи с этим качество центрирования не зависит от размеров иипов,

Ввиду того, что ширина Т шипов (фиг.З) может быть значительно увеличена, расстояние между опорной поверхностью 1(о,ао:1шы и осью вкла дыша может быть сведечо к величине d, причем тол1дина е сохранится без изменения. Из этого вытекает возможность значительного уменьшения габаритных размеров вкладыша, и кроме того, при Таких же усилиях тяги в поперечном направлении fy ив радиальном направлении Fy передающихся цапфами крестовины, опрокидыxd и FX У d

вающий момент

(фиг. 3 и 5) действующий на усовершенствованный вкладьяи, меньие опрокидывающего момента Ру и D испытываемого обычным известным вкладышем, что, в свою очередь приводит к уменьшению тянущих усилий, испытываемых крепежными винтами. На фиг. 4 отчетливо заметен выигрыш в размерах, получаемгдй в результате применения данного изобретения. При одинаковой высоте предлагаемого и известного вкладышей с подошвами, крепежные отверстия которых расположены на одинаковом расстоянии L дру от друга и на одинаковом расстоянии

1 от продольной оси полумуфты, при вмешней центровке по радиусу R у известного вкладыша, охватываемому пятой, имеющей толщины с, прост ранство, занимаемое карданным шарниром при вращении, представляет собой цилиндр, радиус которого равен С другой стороны, при внутренней центровке по радиусу г (фиг.4), Ki.:да вкладыш имеет внеаший диаметр идентичный диаметру обычного вклад ша, пространство, занимаемое карданным шарниром при вращении, представ ляет собой цилиндр радиусом R, который меньше радиуса И. Для получени аналогичного результата в случае использования известного вкладыша необходимо включить толщину с пяты вкладыша в радиальные его размеры, что потребовало бы срезания части опорных поверхностей вокруг крепежных отверстий и сегмента с. В этом случае ввиде неравномерного распределения опорных поверхностей вокруг отверстий вкладыш будет иметь тенденцию к опрокидыванию.

В связи с тем, что в карданном шарнире по настоящему изобретению отсутствует выступ на полумуфте, который бы имел охватывающую центрирующую поверхность, обработкаупомянутых поверхностей может быть осуществлена не только на токарных станках, но и на протяжных и плоскошлифовальных станках, что позволяет избежать дефектов горизонтальности, таких как.небольшая конусность или выпуклость, вызывающие смещение или деформацию вкладышей, их быстрое разрушение или, по меньшей мере, преждевременный износ.

Центровочная поверхность подошв, расположенная у основания шипа, может значитель)о выступать по обе стороны шипа, увеличивая таким образом размеры поверхности контакта между подошвой и муфтой.

Кроме того, все центрирующие поверхности могут иметь цилиндрическую форму с тем, чтобы их было легко обрабатывать. Однако эти поверхности могут быть и коническими, как это показано на фиг. 6.

изобретения

Формула

1.Карданный шарнир, содержащий две полумуфты и соединяющую их крестовину, при этом каждая полумуфта выполнена с центральным отверстием для соединяемого вала и двумя парами выступов для крепления диаметрально расположенных 1чладышей, которые имеют шип, размещенный между торцовыми выступами полумуфты, и пяту с центрирующей поверхностью, контактирующей с аналогичной поверхностью, выполненной в полумуфтах, отличающийся тем,- что,

с целью упрощения технологии изготовления и снижения радиальных размеров , центрирующие поверхности пяты вкладышей и полумуфт выполнены в виде поверхностей вращения, ось кОторь Х совпадает с осью вращения полумуфт, а пята у каждого вкладыша расположена у основания его шипа, обращенного к оси вращения полумуфт. 2.Шарнир ПОП.1, отличающ и и с я тем, что центрирующие поверхности пяты вкладышей и полумуфт выполнены цилиндрическими.

3.Шарнир по П.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что центрирующие поверхности пяты вкладышей н полумуфт

выполнены коническими.

Источники информации, принятые во внимание при.экспертизе

1.Патент Франции. 2321631, кл. F 16 D 3/38, 18.08,1975.

(прототип) .

,- /

A7.J

/7

- 16

16

1/г.2

F,

с

S

Д

--J1

И

W,/