Кардан

Кардан

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

I .-"- ..:. v ;, н;. 1з i

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<щ 743593

Союз Советских

Социаяистическим

Республик

К ПАТЕНТУ (6I ) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 2103,79(21) 2739157/25-27 (23) Приоритет — (32) 22.03.78 (8I ) 7808331 (Ц) Франция

Опубликовано 25,0880 Бюллетень Ж 23

Дата опубликования описания 250680 (51) М. Кл.

F 16 D 3/24

F 16 С 11/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.825.5 (088.8) (72) Автор изобретения

Иностранец

Мишель Александр Орэн (Франция) (7Ц Заявитель

Иностранная фирма

Гланзер Списер (Франция) (5 4 ) . КАРДАН

Р= 0,6

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к карданам равных угловых скоростей с тремя цапфами для 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 нйх с возможностью вращения роликами, размещенными в продольных дорожках качения, выполненных во внутренней вилке, и сердечником со сферическими опорными выступами, контактирующими с поверхностями опорных элементов внутренней вилки.

Опорными элементами внутренней вилки является ее основание и неподвижно закрепленный на нем напротив основания упругий крюк. Обращенные одна к другой поверхности контакта со сферическими опорными выступами сердечника тройника выполнены плоскими и расположены перпендикулярно к оси внутренней вилки.

Поскольку сферические опорные выступы сердечника тройника (с радиусом r< ) опираются соответственно на плоскйе поверхности опорных элементов внутренней вилки под воздействием усилия предварительного напряжения Q направленного по оси внутренней вилки, возникают контактные напряжения, которые согласно расчетам являются максимальными в центре зоны контакта и достигают величины, определяемой по формуле в;- б(— ;(;,-Ф,) ) где Q — - величина усилия предварительного осевого напряженияу

Š— модуль упругости сталей, из которых изготовлены детали;

r — радиус сферических выступов

r — радиус поверхности контакта, служащей опорным седлом для сферических опорных выступов.

Если поверхность опорных элементов плоская, как это имеет место в известной конструкции, то r — бесконечен и

При повороте на угол, например о, центр О стройника может переместиться радиально на величинуЯ, оставаясь

743593 при этом неподвижным относительно оси внутренней вилки (./ - Соз Р), где R — расстояние между центром тройника и центрами роликов 5 на его цапфах.

Обычно максимальный рабочий угол таких карданов превышает 40 . Однако на протяжении 99% всего времени работы (общего пробега) этот угол меньше 12 . Отсюда следует, что контактное трение при нагрузке Q концентрируется на ограниченной зоне плоских поверхностей опорных элементов, Кроме того, эта нагрузка в данный момент концентриуется на очень небольшой контактной поверхности, соответствующей повышенному давлению Р„ . В силу этого имеет место значительный износ всех четырех

26 контактных поверхностей и главным образом плоских поверхностей, так как этот износ локализуется в зоне оси внутренней вилки и не распределяется равномерно, как при трех 25 сферическйх поверхностях, связанных тройником.

Этот износ вызывает уменьшение величины предварительного напряжения, вплоть до сведения к нулю эффек- 3() тивности устройства аксиальной фик— сации, и вызывает положительные шумы или вибрации во время работы кардана под нагрузкой и под углом.

Цель изобретения — увеличение 35 срока службы кардана „

Это достигается тем, что в кардане, содержащем наружную и внутреннюю вилки, выполненные B форме чашек, и тройник с цапфами, закрепленными концами в наружной вилке и установ40 ленными на них с возможностью вращения роликами, размещенными в продоль— ных дорожках качения, выполненных во внутренней вилке, и сердечником со сферическими опорньыи выступами, кон- 45 тактирующими с поверхностями опорных элементов внутренней вилки, поверхность контакта каждого из опорных элементов внутренней вилки выполнена с углублением, расположенным rro оси Я вилки, радиус кривизны которого больше радиусов сфер опорных выступов сердечника тройника.

Крдме того, поверхность каждого углубления может иметь центральный сферический участок и сопряженный с ним кольцевой конический участок, Ьлагодаря этому достигается умень шение контактного давления Р„ при одновременном увеличении усилия предварительного напряжения Q причем оба 6О эти эффекта являются взаимодополняющими и обеспечивающими полную надежность аксиальной фиксации, которая осуществляется без люфта в течение всего срока эксплуатации кардана. 65

На фиг. 1 изображен кардан, общий вид, продольный разрез; на фиг. 2 профильный разрез поверхности одного из опорных элементов (в увеличенном . масштабе), Описываемый кардан соединяет валы

1 и 2, первый из которых приводится от двигателя автомобиля, а второй может быть связан с шейкой колесной оси, Вал 1 несет на себе внутреннюю вилку 3 в форме чаши, имеющую три дорожки качения 4 круглого сечения.

Вал 2 в ключает чашеобра з ную наружную вилку 5 с тройником 6, содержащим три цапфы 7, жестко закрепленные концами в наружной вилке, на которых установлены с возможностью вращения и скольжения сферические ролики 8, расположенные в дорожках качения вилки 3.

Сердечник 9 тройника 6 выполнен со сферическими опорными выступами, один из которых 10 опирает я на по— верхность контакта 11 соответствующего ему опорного элемента 12 (упругого крюка) внутренней вилки 3, жестко скрепленного с ней в точках

13. Сердечник 9 тройника 6 имеет, кроме того, осевое гнездо 14, в котором закреплен сферический опорный выступ 15 со сферической поверхностью 16.

Сферическая поверхность 16 выступа 15 контактирует с поверхностью другого опорного элемента 17 внутренней вилки 3, являющегося ее основанием. Между (съемным) сферическим опорным выступом 15 и примыкаюшей к нему поверхностью 18 сердечника 9 трояника 6 установлена прокладка 19, выполненная из упругого материала.

При таком расположении усилие предварительного напряжения Q, направленное по оси Х-X вилки 3, прикладывается между сферическими поверхностями выступов 10 и 15, связанными с тройником 6, и поверхностями контакта опорных элементов 12 и 17, связанных с вилкой 5.

Каждая из поверхностей контакта

1l и 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 r несколько больше радиуса х; поверхности примыкающего к нему опорного выступа, Центральный угол этого сегмента составляет например, 3 и 4

Центральная сферическая часть сопряжена с кольцевой конической частью

22, обеспечивающей плавный переход к примыкающей плоской поверхности

23 на каждом опорном элементе, Поскольку кольцевая коническая часть сопряжена с центральной сферической 43593 частью, то угол ее конусности равен углу Q

Буквой О на чертеже обозначен центр сферических опорных выступов сердечника 9 тройника 6, S — центр сферы центральной сферической части

2l,углубления 20, выполненного на каждом опорном элементе внутренней вилки 3; расстояния OS равно r> -r,;

А — теоретическая точка пересечения центральной сферической части 21 с плоскостью 23; Б — точка касания в осевом сечении образующей кольцевой конической части с поверхностью центральной сферической части 2

 — точка пересечения в осевом сечении поверхности кольцевой коничеСкой части с плоскостью 23. Фактически угол пересечения прямой БВ с плоскостью 23 не превышает 3 и 4

Изобретение способствует уменьшению контактного давления при одновременном увеличении усилия, прикладываемого на уровне контактных поверхностей, без ограничения хода кардана, т.е. при сохранении возмож- 5 ности радиального перемещения центра

О шарового сегмента между поверхностями опорных выступов 10 и 15 сердечника, так как глубина углубления

20 мала и почти не ощутима, если jO учесть,что центральный угол порядка

Ю о

3-4 при радиусе сферы 20 мм. В этих .условиях глубина углубления 20 не превышает 0,05 мм, а диаметр составляет 2,5-3 мм.

Формула изобретения

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 вращения роликами, размещенными в продольных дорожках качения, выполненных во внутренней вилке, и сердечником со сферическими опорными выступами, контактирующими с поверхностями опорных элементов внутренней вилки, о.т л и ч а ю шийся тем, что, r. целью увеличения срока службы, поверхность контакта каждого из ofropных элементов внутренней вилки выполнена с углублением расположенным по оси вилки, радиус коивизны которого больше радиусов .сфер опорных выступов сердечника тройника.

2. Кардан по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что поверхность каждого углубления имеет центральный сферический участок и сопряженный с ним кольцевой конический участок.

743593

Составитель Я.Цыганенка

Редактор Л.Народная Техред Р.Олиян Корректор В. Бутяга

Заказ 3515/53 Тираж 1095 Подписное

ЦНИИПИ ГосударственнОго комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4