Универсальный шарнир

(19 У (И)51)4 В 21 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН ОМИТЕТ СССРИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт механизации труда вчерной металлургии, Днепропетровскийметаллургический институт и Череповецкий металлургический комбинатим. 50-летия СССР омаров, Г,ЯГ,М.Славкин71.2.06-88(088.8)ское свидетельство ССкл, В 21 В 35/14, 196США Р 3381498,опублик. 1968. 54)(57) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ШАРНИРащий наружную обойму с пазаминутренней поверхности, распо ными вдоль оси обоймы, и внутреннююобоймус выступами на наружной поверхности, входящими в пазы наружнойобоймы с образованием рабочих зазоров по обе стороны от выступа, вкоторых размещены тела качения, о тл и ч а ю щ и й с я %ем, что, с целью повышения долговечности и надежности, рабочие поверхности выступови пазов выполнены цилиндрическими,при этом ширина впадины по окружности центров тел качения больше ширины выступа на 2,02-2,2 максимальногодиаметра тела качения, а выступы входят во впадины на высоту,от 0,8 до1,5 максимального диаметра тела качения и, кроме того, углы, образованные плоскостями разъемов рабочих зазоров по обе стороны выступа с радиальными плоскостями, имеют противоположные знаки.1 836852Изобретение относится к областипрокатного производства, а именно,к устройствам для передачи крутящегомомента рабочим валкам от шестерен 5ных валков под некоторым углом дляреверсивных станов.Известен универсальный шарнир,включающий обойму и головку с пазами полуцилйндрической формы, в ко. торьрс размеЩены шары для передачикрутящего момента,Йзвестные шаровые шарниры обладаФЖссуй 4 ственным недостатком: припередаче момента шар контактирует спазом по линии, выходящей на кромку, и максимум эпюры удельного контактного давления между шаром и пазом также располагается у вершины зу.ба обоймы, что приводит к интенсивному износу, а в некоторых случаяхк скалыванию зубьев пазов.Известен также универсальный шарнир, содержащий наружную обойму с пазами на внутренней поверхности, расположенными вдоль оси обоймы; и внутреннюю обойму с выступами на наружнойповерхности, входящими в пазы наружной обоймы с образованием рабочих зазоров по обе стороны от выступа, в 30которых размещаются тела качения.К недостаткам данного шарнира можноотнести то, что передача вращения подуглом возможна только за счет скольжения сопряженных рабочих поверхнос 35тей, изготовление усеченных шаров исвязанных с ними поверхностей вызывает известные трудности.Целью изобретения явлется повыше ние долговечности и надежности универ сального шарнира,.Поставленная цель достигаетсятем, что в универсальном шарнире, содержащем наружную обойму с пазами навнутренней поверхности, расположенными вдоль оси обоймы, и внутреннююобойму с выступами на наружной поверхности, входящими в пазы наружнойобоймы 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 центровтел качения больше ширины выступа на2,02-2,2 максимального диаметратела качения, а выступы входят вовпадины на высоту от О,8 до 1,5 максимального диаметра тела качения,и,кроме того, углы, образованные плоскостями разъемов рабочих зазоров пообе стороны выступа с радиальнымиплоскостями, имеют противоположныезнаки,На фиг. 1 изображен предалагаемыйуниверсальный шарнир, общий вид; нафиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.Универсальный шарнир состоит изнаружной 1 и внутренней 2 обойм,соединенных между собой при помощивыступов и тел 3 качения. Выступы высотой Ь (фиг. 2) одной обоймы входятво 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 выступаконтактными давлениями, а такжеуменьшается допустимый угол перекоса осей обойм шарнира. Верхняя граница (1,5) обусловлена тем, что высота выступа Ь для образования цилин.дрических рабочих зазоров при этомдостаточна, а увеличение высоты ведет к увеличению габаритов шарнира.Боковые смежные грани 4 выступови пазов обойм 1 и 2 по плоскостиразъема выполнены цилиндрическимис радиусами г на 2 - ЗЕ больше максимального радиуса г тела качения,Это необходимо для исключения заклинивания и обеспечения .требуемогоугла перекоса осей обойм 1 и 2 (шарнира).Поверхности вершин выступов наружной 1 и внутренней 2 обойм выполнены тороидальными с центрами радиусовкривизны образующих наружной обоймыКц и внутренней К , разнесенными впротивоположные стороны от окружности центров тел качения с радиусомК (фиг. 2). Радиусы Ки Ктороидальных поверхностей вершин выступовобойм 1 и 2 определяются, исходя измаксимально требуемого угла перекоса шарнира.Поверхности дна впадин наружной 1и внутренней 2 обойм шарнира выполнены цилиндрическими с радиусами поверхностей соответственно г и г(фиг. 2). Исходя из кинематики зацепления, необходимости минимальных мон"тажных, максимально допустимых рабочих зазоров и диаметров тел качения,8368524ла качения этих же впадин, Разъемцилиндрических поверхностей расположен в зоне малонагруженной или нена 5груженной контактныки усилиями Р со х стороны тела качения, Наклон плоскости разъема на угол Ы(10-40)обеспечивает смещение максимума эпюры контактного давления между телом1 О качения и пазом в сторону, противоположную кромке паза. Это повыситдолговечность шарнира, устранит смятие и выкрашивание кромок пазов, являющиеся серьезным недостатком про 15 тотина.При передаче вращения под угломпроисходит перекатывание тел 3 качения в пазах и тороидальных поверхностей вершин зубьев одной обоймы поцилиндрическим 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 Ы . Величи на этого угла зависит от контактных напряжений и связана с глубиной захода выступов одной обоймы в пазы другой и с 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 шарнирав приводах рабочих клетей мелкосортных, среднесортных и .проволочных прокатных станов, а также правильных ЗО машин и моталок листопрокатных станов позволит повысить надежность и долговечность шарниров шпинделей, снизить простои оборудования, повысить скорость прокатки и производительность прокатных станов.35% Составитель Г.РостовРедакторН.Сильнягина Техред Л.Олийнык КорректорС,Черни Заказ 6413 Тираж 481ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4