Узел соединения секций рамы транспортного средства Советский патент 1982 года по МПК B62D21/18 F16C35/06 

(5) УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ СЕКЦИЙ РАМЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

1

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в трансмиссиях безрельсовых транспортных средств.

Известен узел соединения секций рамы транспортного средства, содержащий карданный вал, шарниры, один из которых, установленный своим основанием на опорных подшипниках,имеет ось, совмещенную с осью вала и перпендикулярную оси другого шарнира, а также концентричную валу промежуточную опору 1 .

Недостатком известного узла явг ляется низкая надежность соединения и высокая металлоемкость. Торцовое крепление основания шарнира и промежуточной опоры с помощью фланцевого соединения делает необходимым увеличение толщины стенок соединяемых деталей, что, кроме увеличения металлоемкости, снижает работоспособность в условиях вибрационных нагрузок.

Цель изобретения - повышение надежности соединений и снижение металлоемкости узла соединения.

Цель достигается тем, что в узле соединения секций раны транспортного средства, содержащем карданный вал, шарниры, один из которых, установленный своим основанием на опорных подшипниках, имеет ось, совмещенную с осью карданного вала и перпендикулярную оси другого шарнира, а также концентричную карданному валу промежуточную опору, средние участки наружной поверхности промежуточной опоры и внутренней поверхности основания шар15нира, установленного на опорных подшипниках, жестко соединены между собой, а их концевые участки выполнены с уменьшающимся к торцам поперечным сечением равного сопротивления изги20бу. ..

Кроме того, крайние точки зоны соединения основания шарнира с промежуточной опорой со стороны стыка рам и крайние по отношению к ним точки зоны стыка рам расположены на расстоянии, определяемом по формуле где Мп- опорный момент в одном из опорных подшипников, на которых установлено основание ОДНОГО ИЗ шарниров; расстояние между опорными подшипниками; половина ширины опорного подшипника; R-- нагрузка, воздействующая на один из опорных подши.пников. На фиг. I представлен узел соединения транспортного средства; на фиг. 2, 3 - схемы приложения нагрузок к основанию шарнира, ось которого совпадает с осью карданного вал. Узел соединения секций рамы транспортного средства содержйт переднюю секцию рамы 1, которая с помощью шарнира 2 соединяется с корпусом шарнира 3- Задняя секция рамыt опирается на основание 5 шарнира 3, а последнее через опорные подшипники 6 соединяется с шарниром 3. Основание 5 шарнира 3 имеет переднюю опорную часть 7, зад нюю опорную часть 8 и расположенную во внутренней полости промежуточную опору 9 карданного вала. На внутреннюю цилиндрическую поверхность промеж точной опоры через подшипники 10 и 11 опирается карданный вал 12. Подшип ники закрыты крышками 13. Крутящий момент на карданный вал передается с помощью вилок кардана It. Основание 5 шарнира 3 и промежуточная опора 9 карданного вала выпол.нена в виде единого блока или неподвижно соединенных по цилиндрическому контакту шириной А труб, причем внеш.няя поверхность 15 промежуточной опоры 9 карданного вала и внутренняя поверхность 16 основания 3 шарнира 3 за пределами зоны 17 взаимного контакта имеют криволинейную форму в вид концентричных, усеченных кубических параболоидов. Зона 17 контакта размещена за пределами зоны 18 стыковки секций рамы на расстоянии L, на участ ке, где изгибающий момент минимален. Основание 5 шарнира 3, воспринимаю

щее изгибающие усилия,представлено в виде статически неопределимой балки на четырех опорах (фиг. 2), которая

Во время работы транспортного средства основание 5 шарнира 3 воспринимает незначительное крутящее а основании теоремы о трех моментах реобразуется в статически определиую систему (фиг. З), де R - внешние усилия, приложенные к опорным подшипникам 6; внешние усилия, приложенные к основанию 5 шарнира 3 со стороны задней секции А; половина ширины опорного .подшипника; зазор в зоне примыкания секций рамы; ,В,С,D - точки приложения опорных реакций, а В, , Bj, g, , 1 -j - соответствующие им расстояния; Мз- опорные моменты; реакции опор В и С. Определяя для системы фиг. 3 опорые моменты и приравнивая суммарный омент в пролете F нулю, получаем ыражение для нахождения смещения L оны взаимного перехода 17 относиельно стыка 18 в виде . - где Мл - опорный момент в опорном подшипнике основания горизонтального шарнира; Е - расстояние между опорными подшипниками; 4. половина ширины опорного подшипника; R - усилие, воздействующее на опорные подшипники. Узел соединения секций рамы транспортного средства работает следующим образом. Степень свободы относительно вертикальной оси, необходимая транспортному средству при поворотах, достигается между секциями рамы 1 и k за счет шарнира 2. Степень свободы относительно горизонтальной оси, необходимая транспортному средству для компенсации неровностей дороги, достигается тем, что задняя секция рамы М неподвижно соединяется по цилиндрической поверхности с основанием 5 шарнира 3, основание 5 по продолжению этой же поверхности с возможностью скольжения соединяется с корпусом шарнира 3, в свою очередь, соединенным с передней секцией рамы 1. действие за счет трения в подшипниках 6, основное изгибающее действие от воздействия излома между корпусо шарнира 3 и задней секцией рамы k а изгибающее и вибрационное действие, передаваемое через промежуточную опору 9 от карданного вала 12. Промежуточная опора 9 карданного вала воспринимает, главным образом, изгибающее и вибрационное действие от карданного вала, передаваемое через подшипники 10 и 11. Так как основание 5 шарнира 3 и промежуточная опора 9 выполнены в виде единого блока, передаваемые на них внешние изгибающие и вибрационные нагрузки перераспределяются так что изгибающее действие на основание 5 частично воспринимает промежуточн опора, а вибрационное действие от карданного вала частично вместе с промежуточной опорой поглощает основание 3 шарнира 3 Исполнение основания горизонтального шарнира и промежуточной опоры за пределами их взаимного перехода в тел вращения, ограниченных с дной стороны круговым цилиндром, а с другой стороны расходящимся кубическим параболоидом, обеспечивает во можность получения конструкции равно сопротивления, работающей на изгиб, и удовлетворительно амортизирующей вибрационное воздействие. Формула изобретения 1. Узел соединения секций рамы транспортного средства, содержащий карданный вал, шарниры, один из кото рых, установленный своим основанием на опорных подшипниках имеет ось, совмещенную с осью карданного вала и перпедикулярную оси другого шарнира, а также концентричную карданному валу промежуточную опору, отличающий с и тем, что, с целью повышения надежности соединения и снижения металлоемкости, средние участки наружной .поверхности промежуточной опоры и внутреннней поверхности основания шарнира, установленного на опорных подшипниках, жестко соединены между собой, а их концевые участки выполнены с уменьшающимся к торцам поперечным сечением равного сопротивления изгибу. 2. Узел по П.1, отличающ и и с я тем, что крайние точки зоны соединения основания шарнира с промежуточной опорой со стороны зоны стыка рам и крайние по отношению к ним точки зоны стыка рам расположены на расстоянии, определяемом по формуле . ,Mali . где MIJ - опорный момент в одном из опорных подшипников, на которых установлено основание одного из шарниров; ( - расстояние между опорными подшипниками; Е - половина ширины опорного подшипника;R, - внешние усилия, воздействующие на опорные подшипники. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Трактор Т-150К. Под ред.П. Б. Коубы и И.А.Коваля, М., Колос, 197Ь, с. , рис. 96,99 (прототип).