Карданный шарнир Советский патент 1982 года по МПК F16C11/06 

(54) КАРДАННЫЙ ШАРНИР

1

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано, преимущественно в трансмиссиях транспортных средств.

Известна конструкция карданного шарнира, обладающего значительной нагрузочной способностью при передаче крутящего момента в прямом направлении, благодаря исключению перекосов шипов крестовины относительно подшипников, обусловленных наличием радиального зазора в подшипниках 1.

Однако при передаче крутящего момента в обратном направлении в известном карданном шарнире возникают значительные перекосы, определяемые как радиальными зазорами в подшипниках, так и смещением отверстий в выступах вилок. Это значительно снижает нагрузочную способность и долговечность карданного шарнира при передаче крутящего момента, направленного в сторону, противоположную смещению осей отверстий под подшипники в выступах ведущей вилки, т. е. основным недостатком известного карданного шарнира является недостаточная нагрузочная способность при реверсивном вращении.

Целью изобретения является повышение нагрузочной способности при реверсивном вращении.

Поставленная цель достигается тем, что в карданном щарнире, содержащем кресто5 вину и вилки, соединенные с пальцами крестовины через подщипники качения, с обоймами в виде стаканов и телами качения- роликами, каждый ролик выполнен в виде усеченного конуса, обращенного меньщим 10 основанием в сторону днища соответствующего стакана.

Конусность роликов определяется по формуле

К -2/

Н-2К

15 где р -радиальный зазор в сопряжении карданный подщипник-щип крестовины;

высота крестовины; длина ролика.

20 Такое выполнение карданного шарнира обеспечивает при его нагружении крутящим моментом разных знаков получение линейного контакта роликов подшипника с рабочей поверхностью щипов крестовины, и, следовательно, равномерное распределение нагрузки по длине ролика, независимо от направления нагрузочного крутящего момента. Благодаря этому сохраняется высокая нагрузочная способность и срок службы карданного шарнира при реверсивном вращении.

На фиг. 1 показано устройство карданного щарнира; на фиг. 2 - схема сопряжения карданный подшипник-шип крестовины, карданного шарнира.

Карданный шарнир содержит вилки 1

и 2 (фиг. 1), в отверстиях выступов которых

установлены карданные подшипники 3, включающие наружное кольцо, выполненное в виде стакана 4 с донышком 5, и ряд роликов 6 с конусностью К. Шипы 7 крестовины 8 установлены в карданных подшипниках 3 вилок 1 и 2. Цилиндрические поверхности шипов 7 крестовины 8 служат внутренними кольцами карданных подшипников 3. Между рабочими поверхностями 7 и рядами роликов 6 карданных подшипников 3 имеется радиальный зазор /, зависящий от деиствительных размеров шипов 7 крестовины 8, стаканов 4 и роликов б карданных подшипников 3.

При нагружении карданного щарнира крутящим моментом, благодаря наличию радиального зазора Р между поверхностью шипов 7 крестовины 8 и слоем роликов 6, крестовина 8 поворачивается на угол А (фиг. 2 положение Б) относительно стаканов 4 карданных подшипников 3. При этом, благодаря конусности К роииков б карданных благодаря конусности К роликов 6 карданных подшипников 3, обеспечивается линейный контакт между поверхностью шипа 7 крестовины и роликами 6 карданных подшипников 3. Благодаря этому, исключается возникновение перекосов в сопряжении карданный подшипник-шип крестовины, независимо от направления приложенного крутящего момента.

Этим обеспечивается сохранение высокой нагрузочной способности и срока служ бы карданного шарнира при реверсивном вращении. Следовательно, карданный шарнир может работать в реверсивных карданных передачах, при этом высокая нагрузочная способность и долговечность не зависит от направления передаваемого крутяшего момента. Кроме того, конусность ролика предотвращает внедрение конца ролика в доныщко карданного шарнира.

Величина конусности роликов может быть определена по формуле

К H-2t

где 1 - величина конусности роликов; I,ci -диаметры концов роликов; i - длина роликов; Н - высота крестовины; - радиальный зазор.

Для автомобильных карданных шарниров с диаметром щипов 22-45 мм и средним радиальным зазором Р, равным 0,05 мм, конусность роликов может быть принята равной К 0,0012. При этом разность больщего и меньшего размеров роликов составляет 20-25 мкм.

Применение предлагаемого карданного щарнира обеспечивает снижение количества запасных частей и уменьщение простоев автомобилей в ремонте, связанных с заменой карданных шарниров.

Формула изобретения

. Карданный шарнир, содержащий крестовину и вилки, соединенные с пальцами крестовины через подщипники качения с обоймами в виде стаканов и телами качения - роликами, отличающийся тем, что, с целью повыщения нагрузочной способности при реверсивном вращении, каждый ролик выполнен в виде усеченного конуса, обращенного меньшим основанием в сторону днища соответствующего стакана.

2. Шарнир по п. 1, отличающийся тем, что конусность роликов определяется по формуле.

2

К н-2е

где Р - радиальный зазор карданного

подщипника;

Н - высота крестовины; - длина ролика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 661169, кл. F 16 С 11/06, 1976 (прототип).

фуг. /