Шарнир

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИС ТИЦЕ СКИХРеспуб.пик ча Р 16 С 11/06 ОСУДЯРСТВЕ 3 НЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР кОмитЕтИ ОТКРЫТИЯМ ОПИС БРЕТЕНИЯ(71) 8 сесоюзный научно-исследовательский технологический институт энергетического машиностооения(56) Авторское свидетельство СССР М 1254219, кл. Р 16 О 3/40, 1981. (54) ШАРНИР(57) Изобретение относится к машиностроению и м.б. использовано для соединения валов, расположенных под углом друг к другу. Цель изобретения - повышение нагрузочной способности и расширение области применения. Шарнир содержит две вилки с торцовыми выступами 8. центральный шар4 О айаг К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСЖ 1 Т 03876 А 1 3, промежуточные элементы 4 в виде конических роликов, составную обойму 5, а также эластичные манжеты. Выступы 8 вилок выполнены с наружными сферическими поверхностями 9, с боковыми коническими поверхностями и с внутренними тороидальными поверхностями. Шар 3 выполнен с двумя меридианальными канавками, образованными тороидальными поверхностями 16, и соединен с обоймой 5 посредством элементов 4, Передача крутящего момента осуществляется синхронно в разноименных направлениях эа счет взаимодействия поверхностей 12, 18, соответственно вилок и элементов 4, а также эа счет взаимодействия внутренней тороидальной поверхности й вилок и тороидальной поверхности 16 шара 3, 3 э.п. ф-лы, 4 ил.10 20 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к машиностроению, в частности для передачи крутящего момента и осевых усилий между валами, размещенными под улам друг к другу,Цель иэоберетения - повышение нагоуэочной способности и расширение области применения.На фиг,1 показан шарнир, вид сбоку; на фиг,2 - сечение А - А на фиг.1; на фиг.3 - центральный шар, общий вид; на фиг.4 - вид Б на фиг.1,Шарнир содержит две вилки 1 и 2, расположенные между никли центральный шар 3 и промежуточные элементы 4 в виде конических роликов, а также обойму 5 и эластичные манжеты 6, охватывающие упомянутые вилки.Каждая иэ вилок 1, 2 выполнена в виде цапфы 7 с торцовыми выступами 8, образованными наружной сферической поверхностью 9, внутренними выпуклыми тороидальными поверхностями 10, торцовой поверхностью 11, боковыгли коническими поверхностями 12 и внутренней цилиндрической поверхностью 13 в виде пояска,Центральный шар 3 выполнен со сферической наружной поверхностью 14, с двумя расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях меридианальными канавками 15 с внутренними вогнутыми тороидал ь ными поверхностями 16 (фиг.2, 3). а также с расположенными в экваториальной плоскости двумя парами диаметрально противоположных цилиндрических отверстий 17 (фиг.2, 3), оси которых расположены под прямым углом друг к другу и симметрично относительно осей канавок 15,Прсмежуточный элемент 4 выполнен в виде ролика с боковой конической поверхностью 18 (фиг,2), с выпуклой сферической поверхностью 19, сопряженной с большим основанием конической поверхности, а также с осевыми наружной и внутренней цилиндрическими цапфами 20, 21.Обоймэ 5 выпо 1 нена составной иэ двух полуобойл 1 22 (фиг 2 каждая из которых выполнена с внутоснней сферической поверхностью 23, с двумя расположенными в экваториальной плоскости и под прямым углом друг к другу цилиндрическими отверстиями 24 фиг,2), а также с П-образным пазом 25 (фиг.2, 4) с одной стороны от продольной линии у-у разъема и с П-образным выступол 26(фиг,2, 4) с другой стороны, Паэ 25 и выступ 26 образуют замок, фикс.руемый посредством штифта 27, ось которого расположена параллельно продольной оси .х-х шарнира.Сферические повеохности 9. 23 выполнены одного радиуса. Радиус г профиля поверхности 16 определен из выражения г- Я,.зи а, где йо - радиус наружной сферической поверхности 14; а - угол наклона боковой конической поверхности 12 к плоскости Е - 7 симметрии,Вершина конических поверхностей 12, 18 расположена в центре 0 шарнира. Суммарный угол профилей выступа 8 вилки 1, 2 и ролика 4 выполнен равным 9 ОО, т.е. 2 а+ 2 Р = 90, где ф - угол наклона поверхности 16 к оси ролика.Сборку шарнира осуществляют следующим образом,Вилки 1, 2 вводят выступами 8 в канавким 15 шара 3. Ролики 4 вводят цапфами 21 в отверстия шара 3, затем надевают полу- обоймы 22, введя цапфы роликов 4 в отверстия 24, после чего полуобоймы 22 фиксируют друг относительно друга посредством штифтов 27, при этом выступы 26 располагаются в пазах 25. Затем обойму 5 соединяют с соответствующей цапфой 7 обеих вилок, предварительно смазав взаимодействующие поверхности.Передача крутя щего момента осуществляется как эа счет взаимодействия боковых поверхностей 18 роликов 4 с боковыми поверхностями 12 вилок 1, 2, так и за счет взаимодействия тороидальных поверхностей 10 вилок 1, 2 с тороидальными поверхностями 16 шара 3.Передача растягивэющих осевых усилий осуществляется зэ счет взаимодействия сферических поверхностей 9 вилок 1, 2 со сферическими поверхностями 23 полуобойм 22. Передача сжимающих усилий осуществляется за счет взаимодействияуказанных поверхностей. а также поверхностей 10, 16. Компенсация угловых смещений соединяемых валов осуществляется за счет поворотных движений блока, составленного из центрального шара 3, роликов 4 и обоймы 5. Этот блок устанавливается в меридианальной плоскости при вращении вилок.Выполнение шарнира с дополнительными роликами, размещенными между каждой из пар боковых смежных поверхностей вилок, подвижное соединение каждого иэ роликов с центральным шаром и обоймой, посредством размещения его цапф в цилиндрических отверстиях, обеспечивает возможность передачи крутящего момента в разноименных направлениях с сохранением синхронности передачи, чем достигается расширение области применения, Выполнение центрального шара с двумя расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях меридианальнымиканавками с вогнутыми тороидальными поверхностями, выполнение внутренних поверхностей вилок тороидальными, т.е, ответными упаомянутым поверхностям, а также обеспечение контактирования этих 5 поверхностей обеспечивает передачу крутящего момента не только эа счет взаимодействия боковых поверхностей вилок с боковыми поверхностями роликов, но и эа счет взаимодействия внутренних поверхно О стей вилок с поверхностями канавок центрального шара, чем достигается повышение нагрузочной способности. Формула изобретения 15 1. Шарнир, содержащий две вилки, соединенные друг с другом центральным шаром и парой промежуточных элементов в виде конических роликов, а также посредством охватывающей их обоймы, при этом 20 каждая вилка имеет торцовые выступы, ограниченные наружной сферической поверхностью. внутренней поверхностью и боковыми коническими поверхностями, центральный шар выполнен с наружной 25 сферическоИ поверхностью и с расположенной в экваториальной плоскости одной парой диаметрально противоположных цилиндрических отверстий, каждыИ ролик выполнен с боковой конической поверхно стью, вершина конуса которой размещена в центре шарнира, а также с выпуклой сферической поверхностью со стороны большего основания коническоИ поверхности и двумя осевыми наружноИ и внутренней цилиндри ческими цапфаии, в экваториальной плоскости обоймы со стороны внутренней поверхности выполнена пара диаметрально противоположных отверстий. причем каждый ролик сопряжен своей конической по верхностью с боковыми коническими поверхностями выступов вилок, наружная цапфа ролика размещена в отверстии обоймы, а внутренняя цапфа - в отверстии центрального шара, о т л и ч а ю щ и й с я тем, 45 что,с целью повышения нагруэочной способности и расширения области применения путем передачи крутящего момента в противоположном направлении с сохранением синхронности передачи, он снабжен двумя 50 дополнительными промежуточными элементами в виде конических роликов, при этом центральный шар выполнен с дополнительной парой диаметрально расположенных отверстий, ось которых расположенаперпендикулярно оси упомянутой пары отверстий, а также - с двумя расположеннымив двух взаимно перпендикулярных плоскостях и симметрично относительно осей отверстий меридиональными канавками свогнутыми тороидальными поверхностями,внутренние поверхности выступов вилоквыполнены тороидальными, ответными тороидальным поверхностям центральногошара, обойма выполнена с другой пароИразмещенных в экваториальной плоскостидиаметрально противоположных цилиндрических отверстий, ось которых расположенаперпендикулярно оси упомянутых отверстий, выполненных также цилиндрическими, причем внутренняя поверхностьобоймы выполнена сферической, а тороидальные поверхности выступов вилок расположены в контакте с ответнымиповерхностями центрального шара,2. Шарнир по п.1. о т л и ч а ю щ и й с ятем, что радиус г профиля канавки централ ьного шара определяется соотношениемг - йо.э и а,где йо - радиус наружной сферической поверхности центрального шара;а - угол наклона боковой коническойповерхности выступа вилки к плоскостисимметрии.3. Шарнирпоп,1,отличающийсятем, что обойма выполнена составной издвух полуобойм с продольноИ плоскостьюразъема, причем каждая из полуобойм выполнена с П-образным пазом с одной стороны от линии разьема и с П-образнымвыступом с другой стороны. при этом каждый выступ однОИ полуобоймы расположенв соответствующем пазу другой полуобоИмы и зафиксирован штифтом, ось которогорасположена параллельно продольной осишарнира.4, Шарнир по и 1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что суммарный угол профилей выступавилки и ролика определяется соотношением2 а+2 ф где ф - угол наклона конической поверхности ролика к его оси.1703876 Ыиг.1 6 ОГ Фиг Составитель В,РоманенкоТехред М:Моргентал Корректор Н,Король едактор А.Мотыль каз ИИПИ Государств 1при ГКНТ ССС Производствен дательский Тираж ного комитета 35, Москва, Ж Подписноео изобретениям и открыти35, Раушская наб., 4/5 инат "Патент", г, Ужгород, ул