Универсальный шарнир

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1251993 А 1 (51) 4 В - В 35,14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Б — !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

I 21 3674556, 22-02 (22) 20.12.8.3 (46) 2 3.08.86 Ьк)г!. Хо 3 (72) Л Ч (.с.!е 3нев (53) 621.771.2.06-88(088.8) (56) Лвторск<)с «(3и;(ет«г!ьство (:(.(.Р

X 10!)85!17, кл. В 21 В 351 14, 1983.

Лвторскос свидетельство ЛЪ 1222344, кл. В 21 В 35, 14, !983.

154) (57) УН11131 .Р(.Л.1}эНЫИ 1ПЛРНИР, < о, 1< pжан(ий н (ру кную обо((MI и внутреннк>к> головку с гн«:3д(!ыи на но(3< р ностях, <>F>p ill((Hí lx;Ipi г к:Iру гу, ЗА(3 ряц 1 а1E ыснтон к;! !«ния, внутренний из которых выIl(), I н(H 13 IIII,I(Ци. IH(l, (Ри 1((ки ; P().IHK()В, ыложс (I!If)I < fi I ll< 3,1(! о 3овки. (! наР ж нан

H ви I(()() IK()<>()p(l (нык роликов, улож«нны.(в гн«ац» обоймы, выполненные в щ>нерсчном (ц цнии с (;!нес нциальныыи аа:(орами относительно <н >!K()<)() pll (нык роликов, у в«личиf3(3 K>IIIII 31 ися ()T T(>>l ки H X конта KTH, Ii TII Kж(. вставки с,(вуыя вна (ивами, ст((новг!с!(н! !с к;!жлая между цилинцрическиы и бочк<кн>р;(аным роликами, нри атом р;(лиi< IIH(iцины, контактир ющей с нилин трическиыи роликаыи. равен р(1,(иусу ати.(роликов. ()T-! ((ч(3(ои(!(!(е.(теы, что, с и«лыс) Il()13h(ø«íèH належно TH шарнира нр(сохранении «I <) стапгичсской онре.(еленки>сти, каж.;Iя вставк;!

f3I)I II< >. I f1<. н (3 (.;3<)H(>1 Hit T«. Ьнон (3 I! (1 1H H< >H, K<) H т;(ктир ющеи с вторым б<)чк<п>бранным p(),!иком, нри атом ралиусы гнева го l<)!3K;I и

Нои«РС !НОМ СЕЧЕНИИ РаВНЫ Р((ДИУСаЫ ЦИЛИН»ри искиx ролик(>в, Ii вц(>, ивы в«THI)оK, Kонтактирук>щи«с бочк<юбразныыи роликаыи. (3l>III<),1н(. н(>! < :3(lаор(3 ы и относ итс .1ьно H<>< . I<. .Iни., 3 (3<ëH÷è(3;IK)!Itèìè«H ()T точки и конт;>к(а, нри атом «Tîð<>í f вставок, обр;(щени(!Я K <)бой Ы (, III>((1(),1 н«и(1 > н р H XI V I I!«< 7 f3(н но. и,н)у клой новер;н<)стью конт;>кт;3 .(н<>йн<>и

КP HIIИ:(НЫ.

1251993

Изобретение отн<>сится к обработке металлов давлением и может быть использовано в кое(струкциях шпинделей привода прокатных станов. Изобретение может оыть так ке использовано в конструкциях л(л фт и шарнирны соединений в узлах машин другого назначения.

Целью изобретения является повышение надежности шарниры при сохранении с го TB гич»ской определенно TH.

Ны фие. 1 изобрыжен лееиверсальный шарнир, вариант в поперечном разрезе с указанием действующих моментов и классов кинематических пар; на фиг. 2 — — разрез А-Л на фиг. 1; на фи<. 3 -- разрез Б-Б на фиг. 1.

Х)ниверсыльный шарнир содержит наружнуlo обойму 1 и внутреннюю головку 2 с цилиндрич»сklf÷è гнездами 3 и 4 на цилиндричесhHx еюверхностях, обращенных друг к дрхгу, двы ряда элементов качения, Внутренний из которых выполнен в виде циlIfHzpIf«e»KIfx роликов 5 и уложен в гнездах

o6oIfII, ы наружный выполнен в виде бочк<н>брызных po.lHKoB 6 и уложен в гнездах обоймы, которые вь<полнены в поперечном сечении с тынг»нциальнычи зазорачи оТНосительно бочк<юбрызных роликов, увеличивающимися оТ гочки их к<>итакта, например, за счет топ>, R, >К> фиг. 11. Между каждыч из цилиндрических роликов и двумя боч к(>образным и роли ка м и ус гы новл сны

B(. тывки 7, которые ичек>г ио .IBB цилиндрических Bll;lдие<ье 8, выполненные в lloltep««ll()ч с(чении» <ызорыл<и относительно бочко<>бри IHI>lx p(),IHKHB, увеличивающимися оТ точки и. K<>II I BKT(I )и счет того, что R + К

4 3 и одну ш<лин.tptf«e»Kilo впадину 9, контактируK)lltvK) с ци IHII, tpH÷»»KHxlè роликичи 5.

ГIовер.<ен>сть всгынок, обращенная в сторону обоймы 1, выполнена с выпуклостями б<>чк<>образш>й фореч ы, огра обры15к>ецил(и в Ilp<>;t<>)lülf(>÷ направлении шарниры с pll.tè > (ы л1 и Rg. исходящими о Г Оси головки 2 от It»ttòp;I шарниры, а в поперечном сечении шарнира» радиусами R„, исходящими <)T <>си цилиндрических роликов 5. I Io тор<<ил< 6<)чкообразных роликов

6 xl»ж;Еу об<>ймой 1 и B<. TBBK(fvlH 7 имеются зазоры, д<>стыт<>иные для поворота бочкообразны роликов 6 в гнездах 3 обоймы 1 и впадиных 8 вставок 7. В случае, если необхн)димо компенсировать небольшие отн<>сит»льны(радиальные смещения обоймы 1 и гол<>вки 7, вставки 7 могут быть выполнены 6»з упомянутых выпуклостей и не иметь K<>II I BKты с внутренней цилиндрической lloBepx>«>(Toto обоймы 1.

В процессе работы шарнира наружная обойма 1 вращается с некоторой угловой скоростью()и передает движущий крутящий момент М„,, который преодолевает момент сопротивления М„, действующий на внутрен5

HN)Io головку 2. В р«злльтыте действия двух указынны; моментов в противоположных направлениях <>роя»ходит выборка зазоров в шарнир» и )<»которое угловое смещение обоймы 1 и головки 2 друг относительно друга. В процессе выборки зазоров бочкообразные ролики 6, иерекатывйясь в цилиндрических гнездах 3, смещаются одновременно в радиальном и тангенциальном направлениях относительно обоймы 1 и воздействуют через впадины 8 на вставки 7.

Вследствие того, что в этих местах R,> К, бочкообразные ролики 6 смещаются также относительно впадин 8 вставок 7 одновремеHHo в радиальном и тангенциальном направлениях. При этом бочкообразные ролики 6, воздействуя на вставки 7, поворачивают lfx в местах контакта цилиндрическ(1х роликов 5 с Впадинами 9, либо происходит поворот вставок 7 с цилиндрическими роликами 5 отец>сит»льно гнезд 4 головки 2.

В этот ее»риод каждый бочкообразный ролик 6 в <>гдельно TH воздействует на вставки 7 и остальные ролики и оееределяет их положение. В результате этого указанные и гы I H;lы ни м а ют такое положение, когда

HB HI< õ в одинаковыx места < действуют

îдиныковыс равночерно распределенные лсилия. Г!ри изменении знака нагружения

IHырнира, например цри изменении нанравл»ния врыщеHHH шарнира в противоноложH>N) сторону, xlo»»)IT)I Мхв 11 Мс>лр чее<яюг направление и происходит выборка заl<>poB н противоположном направлении ана,н)гично оиисынномх. При этол(в еероцессе дли1 с.еьной эксплуатации, B<ледствие того, что Вс ганки 7 уг(»ржи вык>тся в Ilotl»речном сечении шарнира KBK миничуM н<) трем ноB< p xII(>c I H xI, они зинич ее к)т 6();I(» >, »тойчи во»

II(), Е< >ж(II II(В нр«ее»сс» угловоп> ее(рекоса обоймы 1 и I().н>вки 2 друг относительно друга обойми 1 II< р(кытывыется огносительно бочкообрызных роликов 6 и тел(самым компенсиру»х ся угловой II»р»кос. а бочкообразные

ВЕ>I II > K)I<>»TH Во B»T(II)KB X 7, (. слИ ОЕIИ Ич(. К)тсн в посл»дних, дополнительно центрируют обойму 1 и п>ловку 2 друг относительно друга, и» участвуя, всл(дствие описанной форчы, в передаче крутящеп> момента. Шарнир .Еонл »кает отброс)<тель)ео(осевос сме(цение обоймы 1 и головки 2 в местах контакта цилиндрических рог>иков 5 с гнездами 9 встаBOK /.

Тык>>м образом, B(. «ролики шарнира пост<>янно иередак)т крутящий момент, а цассивны» избыточные связи отсутствуют.

Уб»ди гься в этом также можно, если проанализировать структурл шарнира цо известной формуле

g — хл- 6ге+5Р„- +4I-, + 3I7 + 2Р„- +Р, где д число избыточных связей; хл — подвижность механизма;

I25,!,)!), 3

50

3 6 5

Фиг 2

Составитель М. Коровина

Редактор А. Ворович Техред И Верее Корректор И Эрдеци

Заказ 4563> 10 Тираж 518 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раугнская наб., д 45

Филиал ППП «Патент», г Уж(ород, ул Проектная, 4

n — количество подвижных звеньев;

Р- Р количество кинематических д х иар соответствующего класса.

C,TðóêTóðó шарнира анализируют с учетом внешних опор. принимая во вничание то, что шарнир, изображенный на чертежах, предназначен для работы по схеме «сдвоенного шарнира», когда обойма (головка) установлена в опоре, образующей вращательную кинематическую пару лг класса, а головка (сбойма) В опоре, образующей сферическую кинематическую нару I II класса. лл = 32 и состоит из основной подвижности, осевой подвижности обоймы 1 и головки 2 друг относительно друга, а также местных подвижностей бочкообразных роликов 6, каждый из которых имеет ио три местных подвижности в виде поворотов относительно трех взаимно перпендикулярных осей. и = 32 { !О бочкообразны роликов, !О цилиндрических роликов, 10 вставок, обойма 20 и голонка). Бочкообразные ролики 6 в местах контакта с обоймой I и вставками 7 образуют кинематические пары ll класса, так как в этих парах имеется ио четыре ш>движности вращение относительно трех осей и одно относительное перемещен Iå одновреч HHo В радиальноч и тангенциальном направлениях. Цилиндрические ролики 5 совместно с головкой 2 образуloT кинечытические пары > класса, имея одну подвижность-иоворот от>и)сительно оси цилиндрического ролика. Цилиндрические ролики 5 совместно со вставками 7 образуют кинематические нары 1л классы, THK как имеется Но две подвижности поворот относителши> оси цилиндрическ<и о ролика и смещение Вдоль этой оси. В((иуклости Вставок 7, контыктирующис с Внутренней цилиндрической поА- Л

B(p X 0(>(тьк) ОбОй Ч ы В IIL J>(. .104(. hJ>l TH HÈ 1 О чочеиты участия не иринимын)т и на рынш>ч(pllO«ть рыснределс ния нагрузки ч ih;I) роликыл(и не Влияют, ш> Вчесте Взятые, они (н(и«ывык>т сфериче(fó>0 поверхность, Обры«>ля 01:орл, экнивы IOIITHvlo колшьевой ки>ц чы гичесl<>I» пыре I I классы. !

Р— 11 (цилиндрические ролики 5 с IOловкой I и вращательная кинем атическая пара внешней опоры);

Р;„— !0 (цилиндрические ролики 5 « вставками 7):

Р„; = 1 (сферическая кинечатическыя пара внешней опоры); — 31 (бочкообразные ролики 6 с обоймой 1 и вставками 7 и кольцевая кииематическыя и;1ры Выпукл<ктей вставок 7 с

Обоймой ).

Р— 0 (—, 32 63! +5.!1+-1 10+31

{-2:3) i0==0

Вследствие того, что кинечатическыя схечы и(ырнира и<ктроены таким образоч, что

Вс(;>ВКИ УДЕРжнваЮтСЯ В ИОНЕРЕЧНОМ СЕЧЕНИИ шарниры как чиничх ч llo трел(иоверхн<ктяч и при этом с<>хранеио отсутствие иыссивн ы х I f 3 0 ы то и н ы х с В я 3(. и, > 1 а (т В ч ю>ц и х В I I (. Роз(ЫЧ< КРУТЯЩЕГО МОМЕНТЫ, ИОВЫСИЛ;>СI> иы,((,+,н<кть эксплуатации, тык кык лдылосl>

0.(нонременно уменьшить вероятность выиы.11> н и Я В(тыВОк (О (f>OH х л1ест В \ с>ОВВ Я х

Iff;If<>If(pnI(. HHol.0 нагружения, сохранять с>.1;1 0 0 ðèÿòíûå l Oловия контакты в честы х

fl(. p(д 1 >и крутя!НегО л!Очент(1 лlеж. 1I ря:1 lчи

p0,lèêoH и чинима IHHo возможные контакты и;>грузки, которь>е равномерно распределены м(жду Одииыковычli деталячи Iffырниры.