Универсальный роликошарнир качения

 

Изобретение относится к машиностроению ,в частности к шарнирам для передачи вращения между валами, расположенными под углом. Цель - расширение области применения и повышение долговечности Шарнир содержит обойму 1, вилки 2, 3, промежуточный элемент 4, ролики 5, сепараторы 6 и манжеты 7 Вилки 2, 3 выполнены со сферическими 16 и коническими 18 поверхностями и буртиками 20, 22. Промежуточный элемент 4 выполнен со сферической 24 и коническими 26 поверхностями Ролики 5выполнены с конической поверхностью 28 и со сферическими основаниями 29, 30. Сепаратор 6 выполнен с двумя полками 31, в которых расположены рядами гнезда 33 Ролики 5 взаимодействуют с поверхностями 17, 26 при повороте звеньев и при передаче вращения, а также с буртиками 20, 22, фиксируя на поверхности гнезд 33 сепараторы 6Вилки 2, 3 и элемент 4 центрируются своими поверхностями 16, 24 в ответной поверхности 10 обоймы 1 При передаче вращения между вилками 1, 2 в любом направлении обойма 1 устанавливается в биссекторной плоскости и под действием сил инерции снижает вибрации Манжеты 7 защищают звенья шарнира от внешних воздействий 10 зп ф-лы, 10 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧ F СК ИХ

РЕСПУБЛИК (19) (I I ) (я)с F 16 С 11/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4712223/27 (22) 29.06.89 (46) 23.12,91, Бюл, N 47 (71) Всесоюзный научно-исследовательский технологический институт энергетического маши ностооения (72) С.Д.Мозоров и Д,С.Мозоров (53) 621.828.2(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1254219, кл. Е 16 0 3/40. 1981. (54) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ РОЛИКОШАРНИР

КАЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению,в частности к шарнирам для передачи вращения между валами, расположенными под углом, Цель — расширение области п рименения и повышение долговечности. Шарнир содержит обойму 1, вилки 2, 3, промежуточный элемент 4, ролики 5, сепараторы 6 и манжеты 7. Вилки 2, 3 выполнены со сферическими 16 и коническими 18 поверхностями и буртиками 20, 22. Промежуточный элемент 4 выполнен со сферической

24 и коническими 26 поверхностями, Ролики

5 выполнены с конической поверхностью 28 и со сферическими основаниями 29, 30. Сепаратор 6 выполнен с двумя полками 31, в которых расположены рядами гнезда 33 Ролики 5 взаимодействуют с поверхностями

17, 26 при повороте звеньев и при передаче вращения, а также с буртиками 20, 22, фиксируя на поверхности гнезд 33 сепараторы б. Вилки 2, 3 и элемент 4 центрируются своими поверхностями 16, 24 в ответной поверхности 10 обоймы 1. При передаче вращения между вилками 1, 2 в любом направлении обойма 1 устанавливается в биссекторной плоскости и под действием сил инерции снижает вибрации. Манжеты 7 защищают звенья шарнира от внешних воздействий. 10 з.п. ф-лы, 10 ил.

1700296

cos а ctg а

45

Изобретение относится к машиностроению, в частности к универсальным шарнирам для передачи крутящего момента между валами, расположенными под углом.

Цель изобретения — расширение области применения и повышения долговечности.

На фиг. 1 изображен шарнир, вид сбоку с вырезом; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — сепаратор, вид сбоку; на .фиг, 4 — промежуточный элемент; на фиг. 5— разрез Б — Б на фиг. 4; на фиг. 6 — вид 8 на фиг. 4; на фиг. 7 — вилка, вид сбоку; на фиг. 8 — разрез à — Г на фиг. 7; на фиг, 9— разрез Е-Е на фиг. 2; на фиг, 10 — узел! на . фиг. 2.

Универсальный роликошарнир качения содержит охваченные обоймой 1 две конструктивно одинаковые вилки 2 и 3, расположенный между последними промежуточный элемент 4, а также расположенные между последним и каждой вилкой ролики 5, установленные рядами в сепараторах б. Подвижные звенья защищены от внешних воздействий двумя манжетами 7, Обойма 1 выполнена составной из двух полуобойм 8 и 9 с внутренней сферической поверхностью 10. Обойма 9 установлена в расточку

11 обоймы 8 и зафиксирована от осевых перемещений стопорным кольцом 12, а от поворотных перемещений-литифтом 13.

Каждая из вилок 2, 3 содержит цапфу 14 и два торцовых выступа 15, образованных ! наружными сферическими поверхностями

16, боковыми коническими поверхностями

17, внутренней цилиндрической поверхностью 18 и торцовыми поверхностями 19.

Каждая боковая поврехность 17 ограничена внешним буртиком 20, образованным внутренней цилиндрической поверхностью 21 (фиг, 8, 10), и внутренним буртиком 22, образованным конической поверхностью 23 . (фиг. 8, 10).

Промежуточный элемент 4 выполнен в виде шара с наружной сферической поверхностью 24 и двумя расположенными в двух взаимно перпендикулярных плоскостях меридианальными канавками 25, образованными боковыми коническими поверхностями 26, соединенными между собой вогнутой тороидальной поверхностью 27, Каждый из роликов 5 выполнен с образующей конической поверхностью 28, с большим сферическим основанием 29 и с меньшим сферическим основанием 30.

Каждый из сепараторов 6 выполнен полукольцевой формы при виде сбоку и Uобразной формы в поперечном сечении, и состоит иэ двух полок 31, соединенных между собой посредством тороидального осно5

30 вания 32. В каждой иэ полок 31 выполнены ряды гнезд 33, каждое из которых образовано боковыми поверхностями 34 (фиг. 3, 9), внешней поверхностью 35 (фиг. 3, 10) и внутренней поверхностью Зб (фиг. 3, 10).

Боковые поверхности 34 расположены под углом один к другому в поперечном сечении гнезд 33, образуя заужения с внешних сторон сепаратора 6.

Сферические поверхности 10, 16, 24 выполнены с одинаковым радиусом R, чем обеспечивается взаимное центрирование обоймы 1, вилок 2 и 3 и промежуточного элемента 4, Угол между образующей поверхности 26 и плоскостью симметрии 0Z канавки 25 выполнен равным а, при этом угол между образующей поверхностью 17 и плоскостью симметрии вилки 2 (3) равен а /2, угол между образующими поверхности 28 и плоскостью симметрии выступов 15 равен

P =ct/2, радиус поверхности 27 выполнен

1 равным г = R, а диаметр по впадинам ме3 ридианальных канавок 25 выполнен равным

D> = R, радиус большего основания 29 вы2

3 полнен равным его диаметру, т.е, В2 = d (см. фиг, 10), а радиус меньшего основания 30 выполнен равным его диаметру, т.е. Ro = do, Остальные параметры звеньев определяются выражениями где L — длина образующей поверхности 28;

Н = 2R cos а tg а /2; Н - 2G tg а /2 где Н вЂ” хорда наибольшего сечения выступа

15;

6 — радиальное расстояние от центра 0 поверхности 16 до хорды Н;

2 R cos а sin a/4, d 2 6 з1п а/4

cos а/2 cos а/2

do = — R ctg а ° sin а/4

3 д=2 R sin a где д — хорда канавки 25, при этом образующая поверхность 21 расположена под углом 90 + а /2 к образующей поверхности 17, образующая поверхность 23 расположена под углом 90 + а к образующей поверхности 17, длина образующей поверхности 21 соответствует равенству

Кд — Н 6 =

cos а/2, 1700296 (COS Q Cig CI (cos аб2 3 где К = 0,60...0,65 — коэффициент длины образующей поверхности 21, при диаметре равном бь = 2Rcos а, или с1в ==.2 G; угол между образующими полок 31 выполнен равным 2 a — P, Передаче крутящего момента в разноименных направлениях между вилками 2 и

3 осуществляется за счет взаимодействия поверхностей 17 и 26 посредством роликов

5, расположенных рядами между последними. Поворот вилки в плоскости чертежа по фиг, 1 на угол уосуществляется при перекатывании роликов 5 между поверхностями 17 и 26, При передаче крутящего момента между вилками 2 и 3, расположенными под уг.лом у, обойма 1 устанавливается в биссекторной плоскости, стремясь сохранить равномерность вращения, сглаживает пульсации при возникновении крутильных колебаний B шарнире.

Выполнение шарнира с промежуточным элементом с боковыми коническими поверхностями, образующими меридианальные канавки; с вилками с боковыми коническими поверхностями, ограниченными внешними и внутренними буртиками; с сепараторами, состоящими из двух полок, соединенных основаниями; с рядами конических роликов, установленных в, упомянутые сепараторы и размещенных между каждой парой боковых конических поверхностей вилок и промежуточного элемента; с обоймой, взаимодействующей своей внутренней сферической поверхностью с ответными поверхностями вилок и промежуточного элемента и соединенной с цапфами обеих вилок посредством эластичных манжет, обеспечивают возможность передачи крутящих моментов в разноименных направлениях, благодаря симметричности шарнира в поперечном сечении, чем достигается расширение области применения, а также снимает контактные напряжения на взаимодействующих поверхностях, благодаря установке роликов рядами, снижает вибрации, благодаря использованию обоймы в качестве гасителя крутильных колебаний, улучшает условия смазки и эксплуатации, благодаря использованию манжет, чем и достигается повышение долговечности шарнира в целом.

Формула изобретения

1. Универсальный роликошарнир качения, содержащий установленные внутри обоймы две вилки, промежуточный элемент, размещенный между ними. и конические ролики, при этом каждая вилка выполнена B виде цапфы и двух торцовых выступов с наружными сферическими и с оке выми ко5

55 ническими поверхностями, внутренняя поверхность обоймы сопряжена с наружными поверхностями выступов вилок, конические ролики сопряжены с боковыми поверхностями выступов вилок, вершины образующих конических поверхностей роликов расположены в центре шарнира, а промежуточный элемент выполнен с наружной сферической поверхностью, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения области применения и повышения долговечности, он снабжен сепараторами и манжетами, ролики размещены рядами, внутренняя поверхность обоймы выполнена сферической, радиус которой равен радиусу наружных поверхностей выступов вилок, промежуточный элемент выполнен с расположенными в двух взаимно перпендикулярных плоскостях меридианальными канавками с боковыми коническими поверхностями, внутри каждой меридианальной канавки размещен выступ одной вилки и сепаратор, выполненый в виде двух полуколец, соединенных по всей их длине перемычкой, образуя в поперечном сечении U-образную форму, охватывающую выступ каждой вилки с двух сторон, на каждом полукольце выполнен ряд гнезд под конические ролики, основания роликов выполнены сферическими, при этом каждый конический ролик сопряжен своей конической поверхностью с боковой конической поверхностью меридианальной канавки, на боковой поверхности выступа с двух сторон выполнены буртики, сопряженные с соответствующими сферическими основаниями роликов,-а каждая цапфа вилки соединена с обоймой манжетой.

2. Роликошарнир по и, 1, о т л и ч а юшийся тем, что обойма выполнена составной в виде двух полуобойм, зафиксированных друг относительно друга в осевом направлении, при этом плоскость разъема полуобойм совмещена с центральной плоскостью шарнира.

3. Роликошарнир по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью предотвращения выпадения роликов при монтажно-демонтажных работах гнезда в сепараторе выполнены зауженными с внешней стороны и расширенными с внутренней.

4. Роликошарнир по и, 1, о т л и ч а юшийся тем, что геометрические параметры вилок, промежуточного элемента и роликов определены соотношениями где — длина образующей конуса ролика;

1700296

R — радиус сферической поверхности промежуточного элемента; а -угол между образующей конической поверхности канавки и плоскостью симметрии канавки; 5 а /2 — угол между образующей конической поверхности выступа вилки и плоскостью симметрии вилки, Н = 2 R соз а tg а /2 или Н = 2G tg а /2, где Н вЂ”; 10

6 — расстояние от центра шарнира до хорды наибольшего сечения вилки, 2 R соз а sin а/4

cos а/2 ,„2 6 sin а/4

cos а/2 где d — диаметр ролика;

do = — R ctg а sin а /4;

3 где do — наименьший диаметр ролика; 20 д=2 R з1па где д — хорда меридианальной канавки;

r=R;

3 где г — радиус впадины меридианальной канавки шара;

D) = — R.

3

5. Роликошарнир по пп. 1 — 4, о т л и ч а,ю шийся тем, что угол между образующей 30

,внешнего буртика и образующей боковой ,поверхности выступа вилки выполнен равным 900+ а /2.

6. Роликошарнир по пп. 1-4, о т л и ч аю шийся тем, что угол между образующей внутреннего буртика и образующей боковой поверхности выступа вилки выполнен равным 90о+ а

7, Роликошарнир по пп. 1-4, о т л и ч ающи и с я тем,,что длина he образующей внешнего буртика определена соотношением

К д — Н

he 2 соз а/2, где К = 0,60...0,65 — коэффициент длины образующей внешнего буртика.

8. Роликошарнир по пп. 1-4, о тл и ч аю шийся тем, что диаметр de образующей поверхности внешнего буртика определен соотношением бай=2 йсоза или бь=26, 9. Роликошарнир по и, 1 — 4, о т л и ч а юшийся тем, что радиус Яг сферической поверхности большего основания ролика выполнен равным

Иг=б.

10, Роликошарнир по и. 1-4, о т л и ч аю шийся тем, что радиус Ro сферической поверхности меньшего основания ролика выполнен равным Ио = do.

11. Роликошарнир по пп. 1 — 4, о т л и ч аю щи йс ятем,чтоугол междуобразующими полок сепаратора выполнен равным 2 а — P, rpeP- угол между образующими ролика.

1700296

26

Г-Г бил

Вида

17

5

39

Шиг5

1700296 юг 70

Составитель В.Романенко

Редактор С.Патрушева Техред M.Mîðråí Tàë Корректор А.Осауленко

Заказ 4455 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Пагент, r. Ужгород, ул.Гагарина. 101