SU743593A3 - Кардан - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области машиностроени , в частности к карданам равных угловых скоростей с трем  цапфами дл  привода ведущих и ведомых колес автомобилей.

Известен кардан, содержащий наружную и внутреннюю вилки, выполненные в форме чашек, и тройник с цапфами, закрепленными концами к наружной вилке и установленными на них с возможностью вращени  роликами, размещенными в продольных дорожках качени , выполненных во внутренней вилке , и сердечником со сферическими опорными выступами, контактирующими с поверхност ми опорных элементов внутренней вилки.

Опорными элементами внутренней вилки  вл етс  ее основание и неподвижно закрепленный на нем напро тив основани  упругий крюк. Обращенные одна к другой поверхности контакта со сферическими опорными выступами сердечника тройника выполнены плоскими и расположены перпендикул рно к оси внутренней вилки.

Поскольку сферические опорные выступы сердечника тройника (с радиусом Г| ) опираютс  соответственно на плоские поверхности опорных элемен (54)КАРДАН

тов внутренней вилки под воздействием усили  предварительного напр жени  Q, направленного по оси внутренней вилки, возникают контактные напр жени , которые согласно расчетам  вл ютс  максимальными в центре зоны контакта и достигают величины, определ емой по форпуле

(,,n

10

где Q величина усили  предварительного осевого напр жени ;

модуль упругости сталей,

Е 15 из которых изготовлены детали

радщус сферических выступов;

- радиус поверхности контакта, служащей опорным седлом дл 

сферических опорных выступов. Если поверхность опорных элементов плоска , как это имеет место в известной конструкции, то Tj - бесконечен и

25

,б

Claims (2)

1. При повороте на угол, например «Г, центр О стройника может переместитьс  радиально на величину г остава сь при- этом неподвижным относительно оси внутренней вилки л- Лгде R рассто ние между центром тройника и центрами роликов на его цапфах. Обычно максимальный рабочий угол таких карданов превышает , Однако на прот жении 99% всего времени работы (общего пробега) этот угол Меньше 12°, Отсюда следует, что кон тактное трение при нагрузке Q концентрируетс  на ограниченной зоне плоских поверхностей опорных элемен тов. Кроме.того, эта нагрузка в дан ный, момент концентриуетс  на очень небольшой контактной поверхности, соответствующей повшиенному давлению Р„ . В силу этого имеет место значительный износ всех четырех контактных поверхностей, иглавным образом плоских поверхностей, так как этот износ локализуетс  в зоне, оси внутренней вилки и не распредел етс  равномерно, как при трех сферических поверхност х, св занных тройником. Этот износ вызывает уменьшение .величины предварительного напр жени , вплоть до сведени  к нулю эффе тивности устройства аксиальной фиксации , и вызЕлвает положительные шугчи или вибрации во врем  работы кар дана под нагрузкой и под углом. Цель изобретени  - увеличение срока службы кардана. Это достигаетс  тем, что в кгфда не, содержащем наружную и внутреннюю вилки, выполненные в форме чаше и тройник с цапфами, закрепленными концами 3 наружной вилке и установленными на них с возможностью враще ни  роликами, размещенныг и в продол ных дорожках качени , выполненных в внутренней вилке, и сердечником со сферическими опорными выступами, ко тактирующими с поверхност ми опорны элементов внутренней вилки, поверхность контакта каждого из опорных элементов внутренней вилки выполнен с углублением, расположенным по оси вилки, радиус кривизны которого бол ше радиусов сфер опорных выступов ,ечника тройника. . Кроме того,поверхность каждого углублени  может иметь центральный сфери.еский участок и сопр женный с ним кольцевой конический уч:асток. Благодар  этому достигаетс  умен шение контактного давлени  Р при одновременном увеличении усили  пре вари.тельного напр жени  Q, причем о эти эффекта  вл ютс  взаимодополн ю ми и обеспечивающими .полную надежность аксиальной фиксации, котора  осуществл етс  без люфта в течение всего срока эксплуатации кардана. На фиг. 1 изображен кардан, общий вид, продольный разрез; на фиг. 2 рофильный разрез поверхности одного з опорных элементов (в увеличенном , асштабе). Описываемый кардан соедин ет валы Iи 2, первый из которых приводитс  от двигател  автомобил , а второй ожет быть св зан с шейкой колесной оси. Вал 1 несет на себе внутреннюю вилку 3 в форме чаши, имеющую три дорожки качени  4 круглого сечени . Вал 2 включает чашеобразную наружную вилку 5 с тройником б , содержащим три цапфы 7, жестко закрепленные концами в наружной вилке, на которых установлены с возможностью вращени  и скольжени  сферические ролики 8, расположенные в дорожках качени  вилки 3. Сердечник 9 тройника 6 выполнен со сферическиьта опорными выступами, один из которых 10 опираетс  на поверхность контакта И соответствующего ему опорного элемента 12 (упругого крюка) внутренней вилки 3, жестко скрепленного с ней в точках 13. Сердечник 9 тройника б имеет, кроме того, осевое гнездо 14, в котором закреплен сферический.опорный выступ 15 со сферической поверхностью 16. Сферическа  поверхность 16 выступа 15 контактирует с поверхностью другого опорного элемента 17 внутренней вилки 3,  вл ющегос  ее основанием . Между (съемным) сферическим опорным выступом 15 и примыкающей к нему поверхностью 18 сердечника 9 тройника 6 установлена прокладка 19, выполненна  из упругого материала. При таком расположении усилие предварительного напр жени  Q, направленное по оси Х-Х вилки. 3, прикладываетс  между сферическими поверхност ми выступов 10 и 15, св занными с тройником б, и поверхност ми контакта опорных элементов 12 и 17, св занных с вилкой 5. Кажда  из поверхностей контакта IIи 17 опорных элементов вилки 3 выполнена по оси с углублением 20, которое может иметь центральную сферическую часть 21 в виде шарового сегмента с центром в точке S на оси вилки 3, радиус которого г несколько больше радиуса г поверхности примыкающего к нему опорного выступа. Центральный угол этого сегмента составл ет например, 3 и 4°. Центральна  сферическа  часть сопр жена с кольцевой конической частью 22, об еспечиваюшей плавный переход к приШ1кающей плоской поверхности 23 на каждом опорном элементе. Поскольку кольцева  коническа  часть сопр жена с центральной сферической частью, то угол ее конусности равен углу oL . Буквой О на чертеже обозначен центр сферических опорных выступов сердечника 9 тройника 6, S - центр сферы центральной сферической части 21,углублени  20, выполненного на каждом опорном элементе внутренней вилки 3; рассто ни  OS равно Г2 -г ; А - теоретическа  точка пересечени  центральной сферической части 21 с плоскостью 23; Б - точка касани  в осевом сечении образующей кольцевой конической части с поверхностью центральной сферической части 21; В - точка пересечени  в осевом сече нии поверхности кольцевой конической части с плоскостью 23. Фактичес ки угол пересечени  пр мой БВ с пло костью 23 не превьлиает 3 и 4° . Изобретение способствует уменьше нию контактного давлени  при одновременном увеличении усили , прикла дываемого на уровне контактных поверхностей , без ограничени  хода кардана, т.е. при сохранении возмож ности радиального перемещени  центр О шарового сегмента между поверхност ми опорных выступов 10 и 15 сердечника, так как глубина углубле 20 мала и почти не ощутима, если учесть,что центральный угол пор дка 3-4 при радиусе сферы 20 мм. В этих .услови х глубина углублени  20 не превышает 0,05 мм, а диаметр составл ет 2,5-3 мм. Формула изобретени  1.Кардан, содержащий наружную и внутреннюю вилки, выполненные в форме чашек, и тройник с цапфами, закрепленными концами в наружной вилке и установленными на,них с возможностью вращени  роликами, размещенными в продольных дорожках качени , выполненных во внутренней вилке, и сердечником со сферическими опорными выступами, контактирующими с поверхност ми опорных элементов внутренней вилки, о.тличающийс  тем, что, с целью увеличени  срока службы, поверхность контакта каждого из ofiopных элементов внутренней вилки вь(полнена с углублением расположенным по оси вилки, радиус КРИВИЗНЫ которого больше рад1-;усов сфер опорных выступов сердечника тройника.
2. 2.Кардан по п.1, отличающийс  тем, что поверхность каждого углублени  имеет центральный сферический участок и сопр женный с ним кольцевой конический участок.

   ,..Л X