Универсальный роликошарнир качения

(я)1 Р 16 С 11/06 О ИЕ ЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1(71) Всесоюзный научно-исследовательский технологический институт энергетического маши ностооения(72) С.Д.Мозоров и Д,С.Мозоров53) 621.828.2(088,8)56) Авторское свидетельство СССР М 1254219, кл. Е 16 О 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 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 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,соя а сд а 40 45 50 55 Изобретение относится к машиностроение, 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 сбокус 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. б - вид 8 нафиг. 4; на фиг. 7 - вилка, вид сбоку; на фиг. 8 - разрез Г - Г на фиг. 7; нэ фиг, 9 -разрез Е-Е на фиг. 2; нэ фиг, 10 - узелна , 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 14и два торцовых выступа 15, образованныхнаружными 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 ввиде 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 ЗО.Каждый из сепараторов 6 выполненполукольцевой формы при виде сбоку и О- образной формы в поперечном сечении, и состоит иэ двух полок 31, соединенных между собой посредствомтороидального осно 5 10 15 20 25 ЗО вания 32. В каждой иэ полок 31 выполнены ряды гнезд ЗЗ, 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 б.Сферические поверхности 10, 16, 24 выполнены с одинаковым радиусом В, чем обеспечивается взаимное центрирование обоймы 1, вилок 2 и 3 и промежуточного элемента 4, Угол между образующей поверхности 26 и плоскостью симметрии ОЕ 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 ,В =а/2, радиус поверхности 27 выполнен1равным г = В, а диаметр по впадинам ме 3ридианальных канавок 25 выполнен равным 01 = В, радиус большего основания 29 вы 23полнен равным его диаметру, т.е, В 2 = о (см. фиг, 10), а радиус меньшего основания 30 выполнен равным его диаметру, т.е. В 0 = б 0, Остальные параметры звеньев определяются выражениями где- длина образующей поверхности 28; Н = 2 В соз а 1 д а /2; Н - 26 1 д а /2 где Н - хорда наибольшего сечения выступа 15; 6 - радиальное расстояние от центра 0 поверхности 16 до хорды Н;2 В соз а 3 и а/4 2 6 3 и а/4соз а/2соз а/2б 0= - В стд а зи а/423д=2 В зпа 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 равен- ству Кд - Н16 =2соз а/2, 1700296( сова с.оп соя а/2 3 где К = 0,600,65 - коэффициент длины образующей поверхности 21,при диаметре равном бь = 2 Рсов а, или бб =- =.2 0; угол между образующими полок 31 выполнен равным 2 а - Р,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 у осуществляется при перекатывании роликов 5 между поверхностями 17 и 26, При передаче крутящего момента между вилками 2 и 3, расположенными под углом у, обойма 1 устанавливается в биссекторной плоскости, стремясь сохранить равномерность вращения, сглаживает пульсации при возникновении крутильных колебаний в 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 соединеннойс 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 в виде цапфы и двух торцовых выступов с наружными сферическими и бокс выми ко 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 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 О-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 ющ и й с я 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 ющ и й с я 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 ющ и й с я тем, что геометрические параметры вилок, промежуточного элемента и роликов определены соотношениями где- длина образующей конуса ролика;В - радиус сферической поверхностипромежуточного элемента;а -угол между образующей коническойповерхности канавки и плоскостью симметрии канавки; 5а /2 - угол между образующей конической поверхности выступа вилки и плоскостью симметрии вилки,Н = 2 В соз а т 9 а /2 или Н = 20 тд а /2,где Н - хорда наибольшего сечения вилки; 106 - расстояние от центра шарнира дохорды наибольшего сечения вилки,2 й соз а з и а/4соз а/2,2 6 зи а/415соз а/2где б - диаметр ролика;2до= - В ст 9 а залпа/4;3где бо - наименьший диаметр ролика; 20д=2 Й з 1 пагде д - хорда меридианальной канавки;1г=й;3где г - радиус впадины меридианальной канавки шара;О 1 = - В.235. Роликошарнир по пп. 1 - 4, о т л и ч а,ю щ и й с я тем, что угол между образующей 30 ,внешнего буртика и образующей боковой ,поверхности выступа вилки выполнен равным 90 О+ а /2. 6, Роликошарнир по пп. 1-4, о тл и ч аю щ и й с я тем, что угол между образующей внутреннего буртика и образующей боковой поверхности выступа вилки выполнен равным 90 о+ а7, Роликошарнир по пп. 1-4, о т л и ч аю щ и й с я тем, что длина пб образующей внешнего буртика определена соотношениемК д - НЬб соз а/2,где К = 0,600,65 - коэффициент длины образующей внешнего буртика.8. Роликошарнир по пп. 1-4, о т л и ч аю щ и й с я тем, что диаметр бб образующей поверхности внешнего буртика определен соотношениембе=2 йсоза или бе=26,9. Роликошарнир по и, 1 - 4, о т л и ч а ющ и й с я тем, что радиус Йг сферической поверхности большего основания ролика выполнен равнымЙг=б10, Роликошарнир по и. 1-4, о т л и ч аю щ и й с я тем, что радиус Йо сферической поверхности меньшего основания ролика выполнен равным йо = до. 11. Роликошарнир по пп, 1 - 4, о тл и ч аю щи йс ятем,чтоугол междуобразующими полок сепаратора выполнен равным 2 а - ф где р- угол между образующими ролика.1700296 Составитель В.РоманенкоРедактор С.Патрушева Техред М,Моргентал Корректор А.Осауле ГКНТ СССР Произво но-и акаэ 4455 ВНИИПИ Госу Тираж Подписноественного комитета по изобретениям и открыт 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ельский комбинатПагент, г. Ужгород, ул.Гагарина 1