Универсальный шарнир

 

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ШАРНИР, содержащий наружную обойму с пазами на внутренней поверхности, расположенными вдоль оси обоймы, и внутреннюю обойму'с выступами на наружной поверхности, входящими в пазы наружной обоймы с образованием рабочих зазоров по обе стороны от выступа, в которых размещены тела качения, о тличающийся "вем, что, с целью повьшения долговечности и надежности, рабочие поверхности выступов и пазов выполнены цилиндрическими, при этом ширина впадины по окружности центров тел качения больше ширины выступа на 2,02-2,2 максимального диаметра тела качения, а выступы входят во впадины на высоту.,от 0,8 до 1,5 максимального диаметра тела качения и, кроме того, углы, образованные плоскостями разъемов рабочих зазоров по обе стороны выступа с радиальными плоскостями, имеют противоположные знаки.с^(Л00со о:»00ел го

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) 4 В 21 В 35/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЯЬСТВУ, (21) 2741643/22-02 (22) 26.03.79 (46) 15.12.87. Бюл. М 46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт механизации труда в черной металлургии, Днепропетровский металлургический институт и Череповецкий металлургический комбинат им. 50-летия СССР (72) А. Н. Комаров, Г.Я. Алексеенко, Ю.Л.Урин и Г.М.Славкин (53) 621 .771.2.06-88(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 269898, кл. В 21 В 35/14, 1967.

Патент CIHA Р 3381498, кл. 64-7, опублик. 1968. (54)(57) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ШАРНИР, содержащий наружную обойму с пазами на внутренней поверхности, расположенными вдоль оси обоймы, и внутреннюю обойму с выступами на наружной поверхности, входящими в пазы наружной обоймы с образованием рабочих зазоров по обе стороны от выступа, в которых размещены тела качения, о тл и ч а ю шийся зем, что, с целью повышения долговечности и надежности, рабочие поверхности выступов и пазов выполнены цилиндрическими, при этом ширина впадины по окружности центров тел качения больше ширины выступа на 2,02-2,2 максимального диаметра тела качения, а выступы входят во впадины на высоту,от 0,8 до

1,5 максимального диаметра тела ка- Я чения и, кроме того, углы, образованные плоскостями разъемов рабочих зазоров по обе стороны выступа с радиальными плоскостями, имеют противоположные знаки.

1 836852

Изобретение относится к области прокатного производства, а именно, к устройствам для передачи крутящего момента рабочим валкам от шестерен5 ных валков под некоторым углом для реверсивных станов.

Известен универсальный шарнир, включающий обойму и головку с пазами полуцилйндрической формы, в ко „-. торых размещены шары для передачи крутящего момента.

Йзвестные шаровые шарниры обла- . даф4 ссуйественным недостатком: при передаче момента шар контактирует с пазом по линии, выходящей на кромку, и максимум эпюры удельного контактного давления между шаром и пазом также располагается у вершины зуба обоймы, что приводит к интенсивному износу, а в некоторых случаях к скалыванию зубьев пазов.

Известен также универсальный шарнир, содержащий наружную обойму с пазами на внутренней поверхности, рас- 25 положенными вдоль оси обоймы; и внутреннюю обойму с выступами на наружной поверхности, входящими в пазы наружной обоймы с образованием рабочих зазоров по обе стороны от выступа, в 30 которых размещаются тела качения.

К недостаткам данного шарнира можно отнести то, что передача вращения под углом возможна только за счет скольжения сопряженных рабочих поверхнос35 тей, изготовление усеченных шаров и связанных с ними поверхностей вызывает.известные трудности.

Целью изобретения явлется повышение долговечности и надежности универ-4р сального шарнира..

Поставленная цель достигается тем, что в универсальном шарнире, содержащем наружную обойму с пазами на внутренней поверхности, расположенными вдоль оси обоймы, и внутреннюю обойму с выступами на наружной поверхности, входящими в пазы наружной обоймы с образованием рабочих зазоров по обе стороны от выступа, в которых размещаются тела качения, рабочие поверхности выступов и пазов выполнены цлиндрическими, при этом ширина впадины по окружности центров тел качения больше ширины выступа на

2,02-2,2 максимального диаметра тела качения, а выступы входят во впадины на высоту от О, 8 до 1,5 максимального диаметра тела качения,и, кроме того, углы, образованные плоскостями разъемов рабочих зазоров по ! обе стороны выступа с радиальными плоскостями, имеют противоположные знаки.

На фиг. 1 изображен предалагаемый универсальный шарнир, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Универсальный шарнир состоит из наружной 1 и внутренней 2 обойм, соединенных между собой при помощи выступов и тел 3 качения. Выступы высотой h (фиг. 2) одной обоймы входят во впадины другой на высоту 0,81,5 максимального диаметра тела качения (шара, бочкообразного ролика).

Это обусловлено тем, что при заходе выступов одной обоймы во впадины другой на высоту менее 0,8 максимального диаметра тела качения начинает нагружаться кромка выступа контактными давлениями, а также уменьшается допустимый угол перекоса осей обойм шарнира. Верхняя граница (1,5) обусловлена тем, что высота выступа h для образования цилиндрических рабочих зазоров при этом достаточна, а увеличение высоты ведет к увеличению габаритов шарнира.

Боковые смежные грани 4 выступов и пазов обойм 1 и 2 по плоскости разъема выполнены цилиндрическими с радиусами r на 2 — ЗХ больше максимального радиуса r тела качения, Это необходимо для исключения заклинивания и обеспечения требуемого угла перекоса осей обойм 1 и 2 (шарнира).

Поверхности вершин выступов наружной 1 и внутренней 2 обойм выполнены тороидальными с центрами радиусов кривизны образующих наружной обоймы

R„ и внутренней R, разнесенными в противоположные стороны от окружности центров тел качения с радиусом

R (фиг. 2) .. Радиусы R „R ц тороидальных поверхностей вершин выступов обойм 1 и 2 определяются, исходя из максимально требуемого угла перекоса шарнира.

Поверхности дна впадин наружной 1 и внутренней 2 обойм шарнира выполнены цилиндрическими с радиусами поверхностей соответственно 1„ и 1 (фиг. 2). Исходя из кинематики зацепления, необходимости минимальных монтажных, максимально допустимых рабочих зазоров и диаметров тел качения, 836852

4 ла качения этих же впадин. Разъем цилиндрических поверхностей расположен в зоне малонагруженной или нена 5 груженной KQHTBKTHbMH усилиями Р со

z стороны тела качения. Наклон плоскости разъема на угол Ы (10-40 } обеспечивает смещение максимума эпюры контактного давления между телом

1р качения и пазом в сторону, противоположную кромке паза. Это повысит долговечность шарнира, устранит смятие и выкрашивание кромок пазов, являющиеся серьезным недостатком про15 тотина.

При передаче вращения под углом происходит перекатывание тел 3 качения в пазах и тороидальных поверхностей вершин зубьев одной обоймы по цилиндрическим поверхностям дна впаа, дин другой. Это обеспечивает сохранение центровки шарнира при повышенных углах перекоса и износах рабом. чих поверхностей пазов.

25 ширина пазов по окружности центров тел качения больше ширины выступа на 2,02-.2,20 максимального диаметра тел качения.

Плоскости- разъемов цилиндрически поверхностей 4 обойм 1 и 2 наклонены к радиальным плоскостям, проходя щим через центры тел качения и ось шарнира (фиг. 2) на угол a . .Величи на этого угла зависит от контактных напряжений и связана с глубиной захода выступов одной обоймы в пазы другой и е радиусами цилиндрических поверхностей. При этом угол отклоне ния плоскостей разъема цилиндрических поверхностей от радиальных плос костей для соседних. пазов имеет раз личные знаки.

Тела 3 качения в положении, обес печивающем нормальную работу шарнир фиксируются вдоль осей рабочих зазо ров пружинами 5.

Шарнир работает следующим образо

Передача крутящего момента от внутренней обоймы 2 к наружной 1 или наоборот производится через тела 3 качения. При этом в каждой впадине рабочими являются цилиндрическая поверхность и тело 3 качения, расположенные по направлению вращения от зуба ведущей. обоймы. При изменении направления вращения в зацепление вступают противоположно расположенные цилиндрические поверхности и теПрименение универсального шарнира в приводах рабочих клетей мелкосортных, среднесортных и .проволочных прокатных станов, а также правильных

Зр машин и моталок листопрокатных станов позволит повысить надежность и долговечность шарниров шпинделей, снизить простои оборудования, повысить скорость прокатки и производительность прокатных станов.

836852

Составитель Г.Ростов

РедакторН.Сильнягина Техред Л.Олийнык

Корректор С.Черни

Заказ 6413 Тираж 481

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4