Асинхронный карданный шарнир
Изобретение относится к машиностроению, в частности к карданным валам транспортных средств. Цель изобретения - повышение долговечности. Асинхронный карданный шарнир содержит вилки 1, крестовину 2, игольчатые подшипники 3 и стопорные кольца 11. В соосных отверстиях 4 вилки 1 выполнены углубления 5, ось Б-Б симметрии которых расположена под углом γ к оси Y - Y. Подшипник 3, содержащий слой игольчатых роликов 7 и стакан 8, размещен между поверхностью отверстия 4 и поверхностью шипа 6. Благодаря выполнению углублений 5, а также углу φ охвата углублений 5 порядка 70 - 90° достигается принудительное смещение слоя роликов 7, что позволяет повысить долговечность шарнира в целом. Углубления могут быть выполнены на наружной поверхности стакана 8. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) (111
А1 (51) 5 F 16 D 3/26, F 16 С 33/46
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1 (54) АСИНХРОННЫИ КАРАВАННЫЙ ШАРНИР (57) Иэобретение относится к машиностроению, в частности к карданным валам транспортных средств. Цель изобретения. - повышение долговечности, Асинхронный карданный шарнир
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4294070/31-27 (22) 03, 08.87 (46) 15.03.90, Бюл. 11 10 (71) Институт проблем надежности и долговечности АН БССР (72) П.А.Удовидчик, Н.Т.Иинченя, В.А.Смолко и В.Т.Иинченя (53) 621.825.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
11 796510, кл. F 16 С 33/46, 1976.
2 содержит вилки 1, крестовину 2, Hl clslb чатые подшипники 3 и стопорные кольца !1. В соосных отверстиях 4 вилки .1 выполнены углубления 5, ось
Б-Б симметрии которых расположена под углом к оси У-Y. Подшипник 3, содержащий слой игольчатых роликов 7 и стакан 8, размещен между поверхностью отверстия 4 и поверхностью шипа 6. Благодаря выполнению углублений 5, а также углу охвата углублений 5 порядка 70-90 достигается принудительное смещение слоя роликов 7, что поэволяет повыси1ь долговечность шарнира в целом. Углубления могут быть выполнены на наружной поверхности стакана 8. 2 э.п. ф-лы, 4 ил.
1550246
Изобретение относится к машино строению, в частности к карданным валам транспортных средств.
Цель изобретения - повышение долговечности путем обеспечения переме-
5 щения слоя игольчатых роликов при устранении их тангенциального перекоса.
На фиг. 1 схематически показан
10 предлагаемый шарнир, общий вид, с углублениями в отверстиях вилок; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 .(вид соединения вилки с шипом); на фиг. 3шарнир, с углублениями на поверхностях с таканов; на фиг. 4 - схема, поясняющая возникновение условий для перемещения слоя игольчатых роликов.
Асинхроннь1й карданный шарнир содержит две вилки 1, крестовину 2 и карданные игольчатые подшипники 3.
Вилка 1 выполнена с соосными отверстиями 4 и (фиг. 1 и 2) расположенными на каждой их поверхности двумя углублениями 5, ось Б-Б симметрии которых расположена под углом о к оси Y-Y, лежащей в плоскости крестовины 2. Угол " равен половине угла Ч охвата углубления 5, выполненного глубиной h в средней части, т.е. в направлении оси Б-Б, Крестовина 2 выполнена с шипами б, оси которых совпадают c oculo 7-Y. Игольчатый lloyd шипник 3 выполнен в виде слоя иголь- чатых роликов 7, взаимодействующих с шипом 6 и охваченных стаканом 8, установленным в отверстии 4 вилки 1.
Стакан 8 (в варианте исполнения на 40 фиг. 3) выполнен с диаметрально расположенными углублениями 9, ось Б-Б симметрии которых расположена под углом 3 к оси Y-Y, лежащей в плос-, кости крестовины 2, равным половине 45 угла У охвата углубления 9, выполненной глубиной h в средней части, т.е. в направлении оси Б-Б и,со сквозной прорезью 10, расположенной перпендикулярно его оси, совпадаюцей с осью Y-Y вблизи донышка. Длина углубления 9 в направлении оси шипа 6 выполнена не менее длины игольчатого ролика 7 и ограничена прорезью 10.
Подшипники 3 зафиксированы в вилках
1 (фиг ° 1) стопорными кольцами 11, (на фиг, 3) крышками 12. При осевой фиксации подшипников (фиг. 1) стопорными кольцами 11 углубления выполнен как на поверхностях отверстий вилки, так и на поверхности стакана.
Сущность изобретения заключается в том, что выполнением углублений
5 и 9 в стыке подшипников 3 и вилок образуют зазоры, расположенные диаметрально противоположно и охватывающие по окружности часть нагруженной зоны карданных подшипников и шипов, крестовины, при этом оси симметрии зазоров смещены от плоскости крестовины на угол К . Вследствие упругой деформации стенок стаканов подшипников в зоне зазоров под действием внешней нагрузки на ролики действует дополнительный момент вращения МАоп .(Фиг. 4), ролики в зоне занижений движутся как бы по наклонной плоскости. При этом направление действия дополнительного момента МАоп çàaèсит.от направления перекатывания ролика и направления "наклонной плоскости". При перемещении ролика в сторону увеличения зазора Мроп является движущим моментом:,и способствует перекатыванию ролика. При перемещении ролика в сторону уменьшения зазора - M>on является моментом сопротивления и притормаживает движение ролика. Таким образом, обеспечиваются несимметричные условия качания всех роликов, расположенных в зоне занижений.
Однако у каждого иэ двух углублений имеется участок с увеличиваюцимся зазором и участок.с уменьшающимся зазором. При этом оба указанных участка равны по величине, следовательно, в каждом из указанных участков находится одинаковое число роликов. Если зона углубления составляет 90, то в зоне углубления нахоZ дится q рpоoл и кKоoвB, где Z — - число ролиZ ков в подшипнике . При этом — роликов
Находятся на участке с увеличивающим"
«Е ся зазором а 8 роликов - на участке с уменьшающимся зазором. Моменты
М4щ на указанных участках имеют противоположное направление. В условиях симметричного действия внешней нагрузки в зоне углублений перекатывания слоя роликов не происходит, так как ролики участка с увеличивающимся зазором и участка с уменьшающимся зазором стремились бы переместиъься
5 155 в разных, противоположных направлениях. Чтобы избежать этого и заставить слой роликов перемещаться, зоны углублений смещены от плоскости кресто" вины на угол д, тем самым создавая несимметричность распределения нагрузки в зоне занижения и обеспечивая перемещение слоя роликов в сторону перемещения роликов, расположенных в зоне большей нагрузки.
Закон распределения радиальной нагрузки в подшипнике характеризуется уравнением о °
2. где КΠ— нагрузка на ролик, расположенный в плоскости крестовины, = О, т.е. наиболее нагруженный ролик; — порядковый номер ролика при отсчете от наиболее нагруженного;
- угловой шаг роликов, равный
360 где Š— число роZ 1
024б 6
25 достигается повышение долговечности шарнира в целом..5
20 щения всего слоя, так как находятся. вне эоны нагружения. Второе углубление работает только при изменении направления внешнего крутящего момента (реверсе момента), при котором первое, рассмотренное углубление переходит в ненагруженную зону. Вследствие того, что нагруженная зона составляет в реальном шарнире, в зависимости от радиального зазора в подшипнике о
140 ... 180, а угол охвата зоны углублений должен составлять половину нагруженной зоны, то последний равен
70 ... 80 . Угол смещения оси симметрии и углубления соответственно равен
35 ... 45 .
Таким образом, выполнение углуб" лений 5 и 9, ось симметрии которых повернута на угол относительно
oc« Y-Y, лежащей в плоскости крестовины 2, приводит к перемещению слоя роликов 7 при отсутствии условий их тангенциального перекоса, чем и
Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я ликов в подшипнике, Таким образом, в нагруженной зоне, равной 180, нагрузка изменяется от максимальной i = О, i 0 = О, равной
Z . о
R< до 0 при i = q и i0- =90 . При расположении углубления в зоне от
О
i О = О до iQ = 90 с углом охвата
90 и смещением оси /симметрии зоны относительно плоскости крестовины (вилки) на 453 ролики, расположенные на участке с увеличивающимся зазором о
i 8 = О... 45., воспринимают нагрузки близкие к максимальным К; = R ...
2 о
R соэ 45, а ролики, расположенные на участке с уменьшающимся зазором о
i8 = 45 ... 90, воспринимают нагрузки в диапазоне Ri = Ro cos 45 е
R cos 90 . Следовательно, слой
2 о роликов перемещается в сторону перемещений роликов, расположенных на участке с увеличивающимся зазором с
I,,i = 0 ... 45 . Ролики, расположенные на другом углублении не оказывают влияние на направление и величину сме30
1. Асинхронный карданный шарнир, содержащий две вилки с соосными отверстиями. и крестовину с шипами, соединенные друг с другом посредством карданных игольчатых подшипников, каждый из которых содержит слой игольчатых роликов, установленный с возможностью взаимодействия с шипом крестовины, а также стакан, установленный в отверстии вилки, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения долговечности, в сопряжении вилка - стакан выполнены два диаметрально расположенных углубления, ось симметрии которых повернута относительно плоскости, в которой расположены оси шипов, на угол, равный половине угла охвата углубления, о составляющего 70 ... 90
2. Шарнир пои. 1, от лича ю шийся тем, что углубления выполнены в отверстии вилки.
3. Шарнир по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что углубления выполнены на стакане, 1550246
4 10 3
Фиаt г.9
Составитель В,Романенко
Техред Л.Сердюкова Корректор С.Шевкун
Редактор С. Лисина
Заказ 260 Тираж 547 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Н-35, Раушская нао., д. 4/5
Производственно-издательский комбин т Патент", r.Óæãoðîä, ул, Гагарина,191
