Универсальный шарнир

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

n»s F 16 0 3/20

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ. СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4787247/27, 4793520/27 (22) 30;01.90 (23) 20.02.90 (46) 30.01,93. Бюл, f+ 4 (75) А.А.Рощин, В,П.Тимошенко, А.Г.Веселов и О,Т.Снегарь (56) Авторское свидетельство СССР

М 1746081, кл. F 16 0 3/20, 1991. (54) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ШАРНИР (57) Сущность изобретения. Универсальный шарнир содержит охватывающий, промежуточный и охватываемый элементы, а также флэнец вала; соединенный с охватывающим элементом посредством фиксирующих элементов. Образующие наружных поверхностей промежуточного элемента в экваториальном сечении выполнены в виде сторон правильного многоугольника. Внутренние поверхности охватывающего элемента выполнены в виде граней правильного многогранника, Цапфы промежуточного элемента

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к автомобилестроению, и может быть использовано для передачи крутящего момента при перекосе и смещении осей соединяемых валов, а также в других подобных механизмах, .,Цель изобретения - повышение долговечности путем снижения контактных на. пряжений на поверхностях фиксирующих элементов, обеспечивающих стопорение фланца относительно охватывающего элемента в тангенциальном и осевом направлениях, На фиг. 1 изображен универсальный шарнир в продольном сечении; на фиг. 2— универсальный шарнир, сечение А-Афиг. 1; Ы,, 1791639 А1

2 расположены в продольных пазах охватывающего элемента. Образующие наружных поверхностей промежуточного элемента установлейы в койта кте с граням и ох ваты вающего элемента, Тангенциальные фиксирующие элементы выполнены на образующей поверхности фланца в виде продольных граней правильного многогранника. Со стороны противоположных граней фланца выполнены продольные ребра, Поперечныесечения ребер и пазов совпадают.

Грани и ребра фланца установлены в контакте с гранями и пазами охватывающего элемента. Осевые фиксирующие элементы выполнены или установлены со стороны наружных поверхностей ребер фланца. Осевые фиксирующие элементы выполйены в виде выступов. Осевые фиксирующие элементы выполнены в виде стопорных колец; расположенных в канавках. 8 з. и, ф-лы, 6 ил, на фиг. 3 — универсальный шарнир, сечение

Б-Б фиг. 1; на фиг. 4 — наружная обойма и фланец, с радиальными выступами на дополнительных продольных ребрах, в аксонометрии; на фиг. 5 — наружная обойма и фланец в аксонометрии, вариант выполнения; на фиг, 6 — универсальный шарнир, в аксонометрии, вариант выполйейия, - "

Универсальный шарнир состоит из охватываемого 1, промежуточного 2 и охватывающего 3 элементов, шарнирно соединенных друг.с другом, а также неподвижно соединенный с охватывающим элементом 3 посредством фиксирующих элементов фланец 4 вала 5, 1791639

10 сти, Стойорные кольца 18 установлены в мента 3

40

50

Наружная поперхность промежуточного элемента 2 со, бржйт соосные друг другу и соосные с йротивонаправленными цапфами 6 цилиндрическую 7 и конические 8 поверхности, образующие которых в экваториальном сечении (диаметральном сечении) выполнены в виде сторон правильного многоугольника.

ВнутреФ1яя йоЪерхность охватывающего элемента 3 выполнена в виде граней 9 правйльйого многогранника, нормальное сечение которого соответствует сечению проме>куточного элемента 2. Со стороны противоположных граней 9 охватывающего элемента 3, выполнены продольные пазы 10 1 (фиг, 1 — 4). Цапфы 6 промежуточногоэлемента 2 расположены в продольных пазах 10 охватывающего элемента 3, а образующие наружных цилиндрической 7 и конических 8 поверхностей промежуточного элемента 2 установлены в контакте с гранями 9 охватывающего элемента 3.

Со стороны образующей поверхности фланца 4 выполнены тангенциальные фиксирующие элементы в виде продольных 2 граней 11 правильного многогранника, ответных граням 9 охватывающего элемента

3, а со стороны противоположных граней 11 выполнены продольные ребра 12, поперечное сечение каждого из которых соответствует поперечному сечению продольного паза 10 охватывающего элемента 3.

Грани 11 и ребра 12 фланца 4 установлены в контакте с гранями 9 и пазами 10 охватывающего элемента 3, а осевые фиксирующие элементы размсщены со стороны наружных поверхностей ребер 12 фланца 4 и находятся в контакте с торцем охватывающего элемента 3.

Как видно из фиг. 4, осевые фиксирующие элементы выполнены в виде радиальных выступов 13; расположенных на концах продольных ребер 14 с аксиальными участками 15. Охватывающий элемент 3 выполнен с дополйительными продольными пазами 16. Наружные боковые поверхности каждого аксиального участка 15 установлены в контакте с соответствующими поверхностями дополнительного продольногб паза 16, Внутренняя поверхность 17 аксиального участка 15 дополнительного продольного ребра 14 выполнена плоской, параллельной продольной оси, и установлена в контакте с одной из поверхностей про- межуточного элемента 2.

В варианте выполнения универсального шарнира (фиг. 5) осевые фиксирующие элементы выполнены в виде стопорных колец, расположенных в кольцевых канавках

19, 20, выполненных со стороны наружной поверхности ребер 12 фланца 4 и дополнительных продольных ребер 14. Кольца 18 установлены в контакте с соответствующими поверхностями охватывающего элемента 3.

В варйанте выполнения уйиверсального шарнира (фиг. 6) охватывающий элемент

3 выполнен с кольцевой канавкой 21, расположенной со стороны наружной поверхнокольцевые канавки 19 фланца 4 и в канавки

21 охватывающего элемента 3. Канавки 21 охватывающего элемента 3 выполнены со сквозным участком 22, расположенным над продольным пазом 10 охватывающего элеВ варианте выполнения универсального шарнира охватывающий элемент 3 выполнен с торцевыми пазамй, пересекающими кольцевую канавку 21 охватывающего элемента 3 (не показано), Поверхности пазов-установлены в контакте с поверхностями ребер 12 фланца 4. Канавки 19 фланца 4 и канавки 21 охватывающего элемента 3 совмещены, В варианте выполнения универсального шарнира охватывающий элемент 3 выполнен с радиальным отверстием, ось которого расположена в плоскости симметрии канавки 21 (не показано). Фланец 4 выполнен с радиальным отверстием, ось которого расположена в плоскости симметрии канавки 19. В совмещенных отверстиях расположен штифт, торцы которого установлены в контакте со стопорным кольцом

18. . В универсальном шарнире усилие крутящего момейта приложено по всей койтактной поверхности фланца и охватывающего элемента.Это снижает удельные давления и повышает надежность работы.

Составная разъемная конструкция универсального .шарнира позволяет заменять вышедшие из строя элементы, Шарнир имеет простую конструкцию и малые габариты.

Это позволяет расширить диапазон его применения. .Универсальный шарнир может найти применение в полуосях ведущих. колес транспортных средств малого класса, в частности легковых автомобилях;. Формула изобретен ия-"

1, Универсальный шарнир, содержащий шарнирно соединенные друг с другом охватываемый, промежуточный и охватывающий элементы, а также неподвижно соединенный с последним посредством фиксирующих элементов фланец вала, причем наружные поверхности промежуточно1791639 го элемента включают соосные друг с другом и соосные с противонаправленнымй цапфами цилиндрическую и крнические поверхности, образующие которых в зкваториальйом сечении выполнены s виде сторон правильного многоугольника, внутренние поверхностй охватывающего элемента выполнены в виде граней правильного многоугольника, нормальное сечение которого ответно упомянутому сечению промежуточного элемента, со стороны противоположных граней охватывающего элемента выполнены йродольные пазы, при этом цапфы промежуточного элемента расположены в продольных пазах рхватйвающего элемента, а образующие наружных поверхностей промежуточного элемента установлены в контакте с гранями охватывающего элемента, а т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения долговечности путем снижения контактных напряжений на поверхностях фиксирующих элементов, обеспечивающих стопорение фланца относительно охватывающего элемента в тангенциальном в осевом направлениях, тангенциальные фиксирующие элементы выполнены со стороны образующей повер. хности фланца в виде продольных граней правильного многогранника, ответных гра. ням охватывающего элемента, а со стороны противоположных грайей выполнены продольные ребра, поперечное сечение каждого из которых ответно поперечному сечению продольного паза охватывающего элемента, при этом грайи и ребра фланца установлены в контакте с гранями и йазами охватывающего элемента, а осевые фиксирующие элемейты выйолйейы или установлены со стороны наружных поверхностей ребер фланца.

2. Шарнир по и. 1, отличающийся тем, что осевые фиксирующие элементы выполнены в виде радиальных выступов, установленных в контакте с торцами охватывающего элемента.

3. Шарнир поп.2, отл ич а ю щи и с я тем, что радиальные выступы выполнены на концах дополнительных продольных ребер фланца, выполненных с аксиальными участками, а охватывающий элемент выполнен с дополйительными продольными пазами, при этом наружйая и боковые поверхности каждого аксиального участка установлены в

5 контакте с соответствующими поверхностя- ми дополнительного паза,-а внутренняя поверхность аксиального участка выполнена плоской, параллельной оси, и установлена в контакте с одной из поверхностей промежу10 точного элемента.

4. Шарнир rio и. 1. отличающийся тем, что осевые фиксирующие элементы выполнены в ниде стойорных"колец, расположейных в кольцевых канавках, выпол15 ненных со старойй наружных поверхностей ребер фланца и установлейных в контакте с соответСтвующими поверхностями охватывающего элемента .

5. Шарнир поп.4,отличающийся

20 тем, что кольцевые канавки выполнены на дополнйтельных продольнйх ребрах фланца, а расположенные в них стопорные кольца установлены в контакте с торцевыми поверхностями охватывающего элемента.

25 6. Шарнир по п.4, о тл и ч а ю шийся тем, что со стороны наружной поверхности охватывающего элемента выполнена кольцевая канавка, а расположенное в ней стопорное кольцо установлено также и в

30 канавке на фланце.

7. Шарнир поп. 6,отл ича ю щийся тем, что канавка на охватывающем элемен- " те выполнена со сквозными уЦасткайи, рас- положенными над продольйыми пазами.

35 8, Шарнир по и. 6, отличающийся тем, что охватывающий элемент выполнен с торцовыми пазами, пересекающими кольцевую канавку, прйчем поверхности "пазов установлены в контакте с поверхностями

40 продольных ребер фланца, а их канавки совмещены, 9. Шарнир по пп. 4-8, о тл и ч à ю шийся тем, что охватывающий элемент и фланец выполнейй с радиальными отвер45 стиями, оси которых расположены в плоскости симметрии канавок, а в совмещеннйх отверстиях расположен штйфт, торцы которого установлены в контакте со стопорным кольцом.

1791639

1791639

Составитель О.Снегарь

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор O.Кравцова

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Закаэ 143 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5