Универсальный шарнир Советский патент 1982 года по МПК F16D3/24 

Изобретение относится к машинр-. строению, в частности к карданным пе-. редачам, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для соединения валов тяжело нагруженных машин и механизмов, передакхцих крутящий момент в условиях изменяющихся углов перекоса осей.

Известен универсальный шарнир, содержащий обойму с закрепленными на ней шипами и соединенную с валом головку, охватываемую обоймой. Головка , выполнена с продольными.пазами, расположенными с интервалом по окружности, в пазах установлены смонтированные на шипах обоймы через ролики поворотные вкладыши-, соединенные с головкой с помощью шариков, размещенных в беговых дорожках, образованных на боковых поверхностях вкладышей и пазов головки 1.

Недостатком изйестного шарнира является то, что передача крутящего момента через шарики ограничивает нагрузочную способность шарнира, а-при работе в шлицевом соединении шарнира возникают большие осевые силы, величинакоторых определяется силой трения скольжения в голицах.

Цель изобретения - повышение нерущей способности и долговечности шарнира.

Поставленная цель достигается темТ .что в универсальном шарнире, содержащем обойму с закрепленными на ней шипами и соединенную с валом головку, имеющую выполненные с интервалом по

10 окружности продольные пазы, в которых установлены.смонтированные на шипах обойлял через ролики поворотные вкладыши, а также тела качения, размещенгалё в беговых дорожках на боко15вых поверхностях вкладышей и пазов годовки, тела качения выполнены в виде конических роликов, оси которых проходят через точку, лежащую- на проходящей перпендикулярно к осям шипов

20 оси шарнира, а на боковых поверхностях вкладыша выполнены кольцевые бурты, ограничивающие смещение роликов в радиальном направлении и расположенные на концентричных окружностях

25 с центром в точке пересечения осей роликов.

Кроме того, шарнир может быть снаб:жен направляющими качения, размещенны30ми между валом и головкой. На фиг.1 изображен универсальный .шарнир, поперечный разрез; на фиг.2 то же, продольный разрез. Универсальный шарнир содержит ГОЛ9ВКУ 1, соединенную с валом 2, по воротные вкладыши 3 и обойму 4, имею щую резьбовые отверстия 5 для соеди|Яения обоймы с другим валом. На голо ке 1, которая имеет шаровую форму, выполнены расположенные равномерно по окружности продольные пазы со вставками 6, имеющими плоские повер ности с кольцевыми буртами 7, выполненными по дугам окружностей с общим центром. В пазах головки установ лены смонтированные на шипах 8 обоймы 4 через роликоподшипники 9 поворотные вкладыши 3. Между плоскими боковыми поверхностями вставки и поворотного вкладыша, представляющими собой беговые дорожки, установлены в сепараторах 10 конические ролики 11. Оси расположенных с каждой стороны поворотного вкладыша конических роликов лежат в одной плоскос ти, параллельной плоскости, проходящей через ось шипа и продольную ось шарнира, а вершины роликов сходятся в точке, лежащей на оси, проходя щей через центр шарнира и перпендикулярной оси шипа, на котором смонтирован указанный поворотный вкла дыш. В общем случае плоскость осей конических роликов может быть расположена под углом к плоскости, проходящей через прод}ольную ось шарнира и ось шипа, и вершины роликов в част ном случае могут со-впадать с центром шарнира. Сепараторы 10 с коническими роликами 11 подпружинены с обеих сторон каждой беговой дорожки пружинами 12 с упорами 13. Головка 1 подвижно установлена на валу 2 с помощью роликов 14, которые уложены в сепараторы 15 и представляют собой направляющие качения, размещенные в шлицах между валом и головкой. Сепараторы 15 с ро ликами 14 соединены поводками 16 с кольцаг/ш 17, подвижно установленными на валу, и самоустанавливаются в требуемом положении пружинами 18. Такая установка сепараторов исключает их касание о поверхности головки и вала. . Внутренняя полость обоймы заполняется смазкой, для предупреждения утечки которой обойма с одной сторо ны закрыта глухой крышкой 19, ас другой - крышкой 20 с эластичным ко жухом 21. Стенки внутреннего конического отверстия крышки 20 огранич вают угол поворота вала 2 в нерабочем состоянии. Конструкция шарнира может быть выполнена с шипами на головке и с соответствующими им пазами в обойме . При соединении агрегатов, допускающих только перекос осей валов, применяется один шарнир, соединяющий эти валы; если же агрегаты работают с изменением угла перекоса и смещения осей валов (например, раздаточный и межосевой карданные валы на тепловозах, соединяющие силовую установку с одним осевым редуктором или два осевых редуктора между собой ), устанавливаются два шарнира с промежуточным валом между ними. Установка конических роликов так, чтобы их оси проходили через точку, лежащую на оси шарнира и совпадающую с точкой, являющейся центром дуг окружностей кольцевых буртов вкладыша, обеспечивает равномерное распределение нагрузки на ролики и устраняет возможность возникновения радиальных усилий на упорные поверхности вкладыша, за счет чего снижаются контактные напряжения в телах качения и сопряженных с ними деталях, что повьлиает долговечность шарнира. Предлагаемая конструкция шарнира, позволяющая выполнить его полностью роликовым, дает возможность повысить его несущую способность, а применение подвижного соединения с помощью тел качения предполагает значительное снижение осевых сил в шарнире и приводе при работе с изменяющимися углами перекоса в шарнире. Формула изобретения Универсальный шарнир, содержащий обойму с закрепленными на ней шипами и соединенную с валом головку, имеющую выполненные с интервалом по окружности продольные пазы, в которых установлены смонтированные на шипах обоймы через ролики поворотные вкладыши, а также тела качения, размещенные в беговых дорожках на боковых поверхностях вкладышей и пазов головки, отличающийся тем, что, с целью повышения несущей способности и долговечности, тела качения выполнены в виде конических роликов, оси которых проходят через точку, лежащую на проходящей перпендикулярно к осям шипов оси шарнира, а на боковых поверхностях вкладыша выполнены кольцевые бурты, ограничивающие смещение роликов в радиальном направлении и расположенные на концентричных окружностях с центром в точке пересечения осей роликов.

2. Шарнир по п.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что он снабжен направляющими качения, размещенными между валом и головкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 734447, кл. F 16 D 3/24, 03.01.77 (прототип).