Шарнир равных угловых скоростей

 

1. ШАРНИР РАВНЫХ УГЛОВЫХ СКОГОСТЕЙ, содержащий охватываемую полумуфту , выполненную в виде тройника с центральной ступицей и прикрепленными к ней тремя равномерно распределенными шипами, расположенными в одной плоскости, выполненную в виде чаши с тремя парами беговых дорожек охватываюшую полумуфту и установленные между ними элементы качения, отличающийся тем, что, с целью увеличения допустимых угловых перемещений одной из полумуфт относительно другой, снижения габаритов , повышения КПД и долговечности, каждый элемент. качения выполнен в виде расположенных на противоположных .сторонах двух отдельных секторов соответствующего типа, каждый из которых установлен с возможностью взаимодействия с одной из беговых дорожек пар беговых дорожек через тела качения. ОТ с СХ) сд О) 1ч9

СОЮЗ СОВЕТСКИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) Ф F 16 0 3 30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К IlATEHTV

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3566366/25-27 (22) 23.03.83 (31) 8206768 (32) 20.04.82 (33) F R (46) 23.09.85. Бюл. У 35 (72) Мишель Александр Орэн (FR) (71) Гланзер Списер (FR) (53) 621.828.2 (088.8) (56) Патент США У 4175407, кл. F 16 0 3/30, с. 64 — 2), 1979. (54) (57) 1. ШАРНИР РАВНЫХ УГЛОВЫХ

СКОРОСТЕЙ, содержащий охватываемую лолумуфту, выполненную в виде тройника с центральной ступицей и прикрепленными к ней

„„SU „„1181562 А тремя равномерно распределенными шипами расположенными в одной плоскости, выполненную в виде чаши с тремя парами беговых дорожек охватывающую полумуфту и установленные между ними элементы качения, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью увеличения допустимых угловых перемещений одной из полумуфт относительно друтой, снижения габа ритов, повышения КПД и долговечности, каждый . элемент качения выполнен в виде расположенных на противоположных, сторонах двух отдельных секторов соответствующего типа, каждый из которых установлен с возможностью взаимодействия с одной из беговых дорожек пар беговых дорожек через тела качения.

181562 секгорами и шипами или полувкладышами с натягом.

8. Шарнир по и. 7, о т л и ч а юшийся тем, что сепаратор выполнен в поперечном сечении П-образного профиля из листового материала,а в каждой из его параллельных стенок выполнен ряд отверстий, расположенных с возможностью взаимодействия с

3. Шарнир по пп. 1 и 2, о т л и ч а юшийся тем, что средняя линия одних из беговых дорожек выполнена по дуге, а другНх — по прямой.

4,Шарнирпопн. f — 3,отличаюшийся тем, что иглы, взаимодействующие с секторами, установлены с возможностью непосредственного взаимодействия с цилиндрической поверхностью шипа, ось которой совпадает с осью шипа.

5. Шарнир по пп. — 3, о т л и ч а юшийся тем, что о» снабжен установленными с возможностью разворота и скольжения иа цилиндрической поверхности шипа, ось которой перпендикулярна оси шипа и оси охватываемой полумуфты, полувкладышами, взаимодействующими с иглами.

6. Шарнир по пп. 1 — 5, о т л и ч а юшийся тем, что сепаратор снабжен на каждом из своих продольных концов стопором, Выполненным в виде отогнутого радиального буртика и установленного с возможностью взаимодействия с пазами, выполненными на концевых частях секторов.

7. Шарнир по и. 6, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что сепаратор установлен между

2. Шарнирпоп. 1,отличающийо я тем, что каждый сектор установлен с возможностью вращения па цилиндрической поверхности соответствующего радиального шипа посредством ряда игл с удерживающим их сепаратором. концами меньшего диаметра игл.

9.Шарнирпоил. 1и 5,отличаюшийся тем, что каждый сектор снабжен устройством фиксации положения относительно беговой дорожки.

10. Шарнир по п. 9, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что указанное устройство фиксашли выполнено в виде углублений или зубцов, расположенных на боковой поверхности сектора и размещенных с возможностью взаимодействия, с зубцами рамки, зафиксированной на вершине ребра чаши.

11.Шарнирпоп. 9,отл ичающийс я тем, что устройство фиксации выполнено в виде выступающего пальца на каждом секторе, взаимодействующего с направляющей канавкой на внутренней поверхности чаши.

12. Шарнир по и. 9, о т л и ч а ю щ и йс я .тем, что каждый секторснабженнакаждом из своих продольных. наружных концов радиальным выступом, расположенным с возможностью взаимодействия с беговой дорожкой.

13. Шарнир по п.1 — 5, о т л и ч а юшийся тем, что каждый сектор установлен между беговой дорожкой и сепаратором с натягом.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности для синхронных карданных соединений в автомобилях с передним приводом.

Целью изобретения является увеличение допустимых угловых перемещений ощгой из полумуфт относительно другой, снижение габаритов,повышение КПД и долговечности.

На фиг. 1 показан шарнир, разрез в продольной плоскости; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-b на фиг.2; на фиг. 4 — разрез В-В на фиг. 2; на фиг.5— разрез Г-Г на фиг,4; на фиг. 6 — схема сопря>кения поверхностей роликового сектора, сепаратора и шипа; на фиг. 7 — схема расположения поверхностей роликового сектора от2 иосительно поверхностей беговой дорожки и шипа; на фиг. 8 — сопряжение смежных роликовых секторов посредством рамки; на фиг. 9— разрез Д-Д на фиг. 8; на фиг. 10 — схема

5 взаимодействия роликового сектора с чашей посредством цилиндрического пальца и направляющей канавки; на фиг. 11 — разрез Е-Е на фиг. 10; на фиг. 12 — схема взаимодействия роликового сектора с чашей посредстt0 вом радиального направляющего выступа и поверхности беговой дорожки; на фиг. 13— разрез Ж-Жна фиг. 12; на фиг. 14 — сопряжение поверхностен смежных беговых дорожек; на фиг. 15 — разрез И-И на фиг. 14; на

tp фиг. 16 — шарнир при максимальном угле разворота одной из полумуфт относительно другой, общий вид; на фиг, 17 — разрез К-К

Сепаратор 46(фиг. 18 — 20) выполнен из листового материала в виде двух параллельных стенок 47 в форме сегмента кольца и перемычек 48, соединяющих их,со сторонами 23, а на стенках выполнены отверстия 49, расположенные с возможностью взаимодействия с концами меньшего диаметра игл 24. Кроме того, устройство содержит сепаратор 50 (фиг. 21) с коническими отверстиями 51 в стенках, расположенными с воэможностью взаи-. модействия с коническими концами 52 игл

53, а также сектор 13, сопрягающийся с цилиндрической поверхностью 5 шипа 4 посредством тонкого вкладыша 54, выполненного с ребордами 55 и отгибками 56 (фиг. 22 — 24).

Шарнир (фиг. 25 — 28) содержит охватыва-. емую полумуфту 57, выполненную в виде трой» ника 58 с тремя радиальными шипами 59, каждый из которых выполнен с цилиндрическими поверхностями 60, ось которых перпендикулярна продольной оси шарнира и оси шипа, и с параллельными между собой основаниями 61, охватывающую полумуфту 62, выполненную в виде полой чаши с соединительным фланцем 63 и с расположенными внутри тремя парами беговых дорожек 64, три пары роликовых секторов 41 с радиальными выступами 42, сепаратор 47 с иглами 24, полувкладыши 65, каждый иэ которых выполнен с наружной цилиндрической поверхностью 66, установленной с возможностью взаимодействия с иглами 24, и П-образным пазом, образованным двумя боковыми сторонами 67 и основа-. нием 68.

Сепараторы могут иметь кривизну в свободном состоянии, меньшую, чем в рабочем состоянии.

На фиг. 6 показаны радиус а„цилиндрической поверхности шипа 4, внутренний радиус

3 11815 на фиг. 16; на фиг. 18 — сепаратор, общий вид; на фиг. 19 — .то же, план; на фиг. 20— разрез Л-Л на фиг. 18; на фиг. 21 — сепаратор, разрез,вариант; на фиг. 22 — схема взаимо»< действия роликового сектора с шипом посредством тонкого вкладыша; на фиг. 23— разрез М-М на фиг. 22; на фиг. 24 — сопряжение роликового сектора и шипа, разрез; на фиг. 25 — шарнир, разрез; на фиг. 26— разрез Н-H на фиг.25; на фиг. 27 — разрез О-01р на фиг. 25; на фиг. 28 — шарнир при некотором угле разворота одной из полумуфт относительно другой, Шарнир (фиг. 1 — 7) содержит охватываемую полумуфту 1, выполненную в виде тройника 2. с центральной ступицей 3 и с радиально расположенными в одной плоскости под углом 120 друг к другу шипами 4 с цилиндрической поверхностью 5, охватывающую полумуфту 6, выполненную в виде чаши 7 с днищем 8, тремя парами беговых дорожек 9, тремя ребрами 10, разделяющими смежные беговые дорожки, каждое из которых выполнено с вогнутой вершиной 11 и поперечным каналом

12 на ней, секторы 13, выполненные с внутренней цилиндрической 14 и наружной тороидальной 15 поверхностями, пазами 16 на концевых частях 17, боковыми стенками 18 и углублениями 19, сепаратор 20 с боковыми фланцами 21 и с выполненными на них жело30 бами 22 и стопорами 23 в виде отгибок на концевых частях, иглы 24 с концевыми частями 25, трехлучевую звезду 26, выполненную из листового материала с центральным участком 27 и H-образной рамкой 28 на конце каждого из лучей, выполненной с выступом

29 в средней ее части и с зубцами 30 с обеих сторон.

Устройство фиксации положения сектора (фиг. 8 — 9) содержит секторы 31 с зубцами

32 на внутренних боковых сторонах, трехлуче-4Р вую звезду 33 с выступом 34. Н-образную рам ку 35 с осевым вырезом (не показан), установленным с воэможностью взаимодействия с выступом 34, расположенным на каждом иэ концов трехлучевой звезды, упруго удерживаю-45 щей Н-образную рамку, и зубцами 36, установленными с возможностью взаимодействия с зубцами 32.

Устройство фиксации положения секторов (фиг. 10 — 11) содержит сектор 37. с цилиндрическим пальцем 38, расположенным на боковой поверхности сектора и установленным с возможностью взаимодействия с направляющей канавкой 39, выполненной на внутренней поверхности чаши 40.

Устройство фиксации положения секторов без фиксации (фиг. 12 — 13) содержит секторы 41, каждый из которых выполнен с ра62 4 диально направленными выступами 42, установленными с воэможностью взаимодействия в своих крайних по углу разворота положениях с беговой дорожкой 9;

Устройство фиксации положения секторов (фиг. 14 — 15) содержит чашу 43 с беговыми дорожками 9, ребрами 10, разделяющими смежные беговые дорожки и выполненными с зубцами 44, расположенными на обеих боковых сторонах ребра с возможностью взаимодействия с зубцами H-образной рамки

28 (35) .

В шарнире при максимально возможном угле разворота одной из полумуфт относительно другой (фиг. 16 — 17) концевая часть . охватываемой полумуфты выполнена профилированной в форме криволинейного равностороннего треугольника, а чаша 7 — со скосами

45 на. ребрах 10, 1181562, о 2 роликового сектора 13 и расстояние между центрами радиусов для сепаратора до сборки п1эрнира; после сборки шарнира центры радиусов совпадают за счет упругой дефор. мации сепаратора, которая поддерживает пред5 варительную нагрузку, действующую на роликовые секторы.

Радиус R образующей профиля сектора (фиг. 5) может быть выполнен меньше радиуса 2 (фиг, 7) образующей роликового сектора, соотношение радиусов может быть принято - 4--6.

Радиус с1 внутренней поверхности сектора может быть выполнен меныпим суммы размеров а„+ d (фиг. 6), где d — диаметр иглы, благодаря чему в собранном шарнире обеспечивается одинаковая нагруженность игл.

Шарнир работает следующим образом.

Охватываемая полумуфта 1 является ведущей и может быть соединена с трансмиссионным валом, являющимся частью трансмиссии автомобилей с передним приводом, а охватывающая полумуфта 6 является ведомой и может g5 быть подсоединена к оси переднего ведущего и управляемого колеса.

При соосном расположении обеих полумуфт (фиг. 1) передача вращающего момента от полумуфты 1 к полумуфте 6 осуществляется чсрсэ шипы 4, иглы 24, секторы 13, расположенныс в исходном положении и опирающиеся на соответствующие беговые дорожки 9.

При развороте одной из полумуфт относительно другой секторы посредством сепарато35 ров с иглами обкатываются во взаимно противоположных направлениях вокруг цилиндрических поверхностей 5 шипов 4, катясь при этом своими наружными тороидальными поверхностями по соответствующим беговым дорожкам 9, которые являются кольцеобраэными и в сечении имеют кривизну, меныпую кривизны поверхности 15, что позволяет секторам слегка колебаться.

Шарнир способен передавать кроме вращаю45 щего момента осевые нагрузки в обоих направлениях, поскольку геометрический центр тройника во всех возможных положениях полумуфт совпадает с геометрическим центром чаши.

При больших скоростях врагцения возврат секторов в среднее положение может обеспечиваться центробежной силой т, приложенной а1 к центру тяжести G роликового сектора, так как составляющая ее f (фиг. 2) псрпендику2 лярна оси шина.

При малых скоростях врагцсния сила может оказаться недостаточной для возврата сектора в среднее положение, в таком случае может быть использовано усилие F, приложенное к сектору. Может быть предусмотрено (фиг. 7) небольшое смешение центра радиуса относительно радиуса q 2 на величину Ь1 таким образом, чтобы сектор был несколько выше на своих концах, чем в середине.

С таким смещением возвращающая сила Т в зависимости от передаваемой нагрузки эксцентриситета и угла поворота М относительно своего среднего положения задается выражением т

Однако вне зависимости от особенностей шарнира, обеспечивающих естественное восстановление центровки роликовых секторов, могут быть предусмотрены средства принудительного возврата роликовых секторов в среднее поло>кение (фиг. 2 — 3, 8 — 9, 10 — 11, 14 — 15) за счет кинсматической связи роликовых сскторов непосредственно с чашей 43 путем взаимодействия зубцов 44 с зубцами:

32 или трехлучевой звезды с зубцами 30, или Н-образной рамки 35 с зубцами 36.

Шарнир (фиг. 25 — 28) может быть использован только для псредачи вращающего момента с компенсацией осевых нагрузок и перемещений в направлении общей продольной оси.

Отличие предлагаемого шарнира от известного заключается в выполнении формы бегс»вых дорожек 64, допускающей продольное перемещение одной из полумуфт относительно другой, и в выполнении сопряжения шипа 59 с сепаратором 47 посредством двух полувкладышей 65, обеспечивающего возможность разворота шипа относительно роликовых секторов и осевого перемещения.

Положительный эффект постигается благодаря выполнению каждого иэ элементов качения в виде пары роликовых секторов, каждый иэ которых установлен с возможностью разворота относительно цилиндрической поверхности шипа или полувкладыша посредством сепаратора с иглами и качения по соответствующей беговой дорожке, причем каждый роликовый сектор и сепаратор установлены с натягом между соответствуницими поверхностями контактирования.

1181562

О-В

Фиг.2

23

f7 б

1181562

1б

Фиг.б

Фиг.Е

J)81562

Фиг.12

Ф2

ФиаУ

1181562

И-И

Фиг. 15

К-К фиг. 17

1181562

Фиг.78 7$

Фиг. 19

52

Хб

Фиг.22

118l362

Фиг.23

Фиг.24

1181562

0-0

Составитель В. Романенко

Техред Ж.Кастелевич

Редактор . Л. Гратилло

Заказ 5958/64

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 897

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Корректор А. Тяско

Подписное