ФЛАНЦЕВАЯ ВИЛКА С ОПТИМИЗИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬЮ КАРДАННОГО ВАЛА

Область техники
Полезная модель относится к фланцевым вилкам, использующимся в конструкции механических транспортных средств как соединительные компоненты карданных валов, обеспечивающих передачу движения, крутящего момента и энергии.
Настоящая полезная модель относится к минимизации затрат на производство фланцевой вилки в качестве соединительного компонента путем внесения улучшений в ее геометрию, без снижения показателей ее функциональности.
Предпосылки создания полезной модели
Силовые передачи обычно используются для преобразования и передачи от источника к приводному механизму энергии, вырабатываемой в источнике. Например, в большинстве наземных транспортных средств, использующихся в настоящее время, источником энергии вращения служит пара "двигатель/коробка передач". Данная энергия передается от выходного элемента двигателя/коробки передач к входным элементам полуосей, что обеспечивает привод колес транспортного средства при использовании карданного вала.
Передний и задний соединители, расположенные на карданном вале, позволяют ограничивать угловое и осевое перемещение при передаче энергии вращения от пары двигатель/коробка передач к полуосям.
В мировой литературе имеется множество патентных заявок, относящихся к карданной передаче и фланцевыми вилкам. К известному уровню техники относится патент США № US 7029398 B1. Согласно данному патенту, фланцевая вилка в строго определенном положении располагается на фланце, который, в свою очередь, охватывает шлицевой вал, имеющий направляющую часть, которая выступает из фланца и имеет единую с ним ось.
Соединительный фланец включает секцию с охватывающей шлицевой втулкой, которая взаимодействует с охватываемым шлицевым валом и фланцевой частью, в которой имеется множество отверстий. Фланцевая вилка включает фланцевую часть, в которой имеется множество отверстий, размер и расположение которых полностью соответствует расположению множества отверстий, выполненных во фланцевой части соединительного фланца в секции вилки. Когда фланцевая часть фланцевой вилки примыкает к фланцевой части соединительного фланца, отверстия, выполненные во фланцевой части соединительного фланца, выравниваются по оси с отверстиями, выполненными во фланцевой части фланцевой вилки. Фланцевая вилка имеет приемник направляющей части, который принимает часть, выступающую из шлицевого вала. Как результат, фланцевая вилка размещается в строго определенном положении относительно оси вращения шлицевого вала, независимо от любых отклонений в размерах при производстве каждого из различных компонентов.
Производство фланцевых вилок карданных валов на основе известного уровня техники включает более длительные периоды производственных стадий, а наличие длительных производственных процессов негативно влияет на показатели производства и стоимость продукции, что замедляет массовое производство.
Другой проблемой, относящейся к фланцевым вилкам карданных валов известного уровня техники, является удаление большего количества металла из заготовки. Удаление большего количества металла приводит к излишнему расходу материала, излишнему расходу энергии и увеличению затрат на оплату труда.
Другой проблемой, относящейся к фланцевым вилкам карданных валов известного уровня техники, является интенсивный износ кромок режущего инструмента при механической обработке заготовок.
В отношении фланцевых вилок карданных валов известного уровня техники можно отметить чрезвычайно высокую удельную себестоимость, обусловленную вышеупомянутыми причинами. Кроме этого, удаление большего количества металла из заготовки приводит к росту потребления охлаждающей жидкости, что увеличивает негативное влияние на окружающую среду.
Описание полезной модели
Основной целью полезной модели является преобразование фланцевой вилки в более экономичное изделие путем устранения вышеупомянутых негативных факторов. Таким образом, получение фланцевой вилки с оптимизированной технологичностью, выполняющей аналогичную функцию, обеспечивается при изменении геометрических форм необработанной заготовки фланцевой вилки.
Целью полезной модели является снижение времени обработки путем уменьшения количества удаляемого металла при механической обработке заготовки и, как следствие, снижение негативного влияния на окружающую среду за счет использования меньшего количества охлаждающей жидкости.
Другой целью полезной модели является забота о здоровьи и повышение безопасности рабочего персонала за счет уменьшения количества острых углов на заготовке.
Другой целью полезной модели является снижение интенсивности износа рабочих кромок режущего инструмента и трудоемкости обработки путем обработки лишь области, имеющей выступ, вместо обработки всего диаметра фланца, что достигается за счет наличия выступа на диаметре заготовки.
Для достижения вышеупомянутых целей соединительный компонент полезной модели спроектирован так, что на внешнем диаметре фланца и на округлой поверхности лапок вилки требуется удаление меньшего количества металла, чем в при обработке, соответствующей известному уровню техники. В отличие от конструкции известного уровня техники, на поверхности лапок вилки определяется линия стыка, а также снижается время обработки и уменьшается количество удаляемого металла.
Фигуры для лучшего понимания полезной модели
Фигура - 1 является перспективным изображением фланцевой вилки, установленной на карданный вал.
Фигура - 2 является перспективным изображением - крупным планом фланцевой вилки.
Фигура - 3 является перспективным изображением изделия известного уровня техники.
Фигура - 4 является перспективным изображением изделия, согласно настоящей полезной модели.
Фигура - 5 является наглядным перспективным изображением изделия известного уровня техники, где обработка производится по наружному диаметру фланца.
Фигура - 6 является наглядным перспективным изображением изделия согласно настоящей полезной модели, где обработка производится по выступающим формам наружного диаметра фланца.
Фигура - 7 является наглядной боковой проекцией изделия известного уровня техники, где данное изделие находится в состоянии обработки.
Фигура - 8 является наглядной боковой проекцией изделия согласно настоящей полезной модели, где данное изделие находится в состоянии обработки.
Фигура - 9 является наглядным изображением формы внешней поверхности лапок вилки и линии стыка, согласно известному уровню техники.
Фигура - 10 является наглядным изображением формы внешней поверхности лапок вилки и линии стыка, согласно настоящей полезной модели.
Ссылочные обозначения элементов
1 - Карданный вал
2 - Фланцевая вилка
2.1 Закругленные поверхности
2.2 Поверхности, с которых происходит удаление металла
2.3 Внешняя поверхность лапок
2.4 Кожух подшипника
2.5 Поверхность обработки лапок
2.6 Острые углы
2.7 Линия обработки
2.7а Линия верхнего края
2.7b Линия бокового края
2.7 с Линия нижнего края
2.8 Выступ
Подробное описание полезной модели
Относительно конструкции известного уровня техники (см. фигуру - 3, фигуру - 5 и фигуру - 7), настоящая полезная модель включает поверхности (2.2) механической обработки, имеющие закругленную форму, с более широкой площадью, внешние поверхности (2.3) лапок, также имеющие широкую и закругленную структуру, кожух подшипника (2.4), широкую площадь поверхностей (2.5) механической обработки лапок и острые углы (2.6), расположенные на обоих краях указанного кожуха (2.4) подшипника.
В отношении новаторских компонентов настоящая полезная модель представляет собой фланцевую вилку (2), содержащую, по меньшей мере, один выступ (2.8), имеющий меньшую поверхность удаления металла и такую линию обработки (2.7), которая обеспечивает меньшее количество удаляемого металла и меньшее время обработки.
Диаметр обрабатываемых поверхностей (2.5), расположенных с обеих сторон кожуха подшипника, меньше, чем диаметр в конструкции известного уровня техники, что приводит к уменьшению площади обрабатываемой поверхности.
При сравнении фланцевой вилки (2) - соединительного компонента согласно известному уровню техники и согласно настоящей полезной модели (см. фигуру - 5 и фигуру - 6) становится очевидно, что изделие согласно настоящей полезной модели (см. фигуру - 6) включает меньше обрабатываемых поверхностей, чем изделие известного уровня техники. Данные поверхности определяются как поверхности удаления металла (2.2) и обрабатываемые поверхности лапок (2.5). Удаление металла с меньшей площади поверхности положительно отражается на показателях технологичности производственных процессов, и при этом обеспечивает снижение интенсивности износа рабочих кромок режущего инструмента, применяемого в ходе механической обработки.
Подобным образом; на фигуре - 9 и фигуре 10 можно видеть места, в которых линия обработки (2.7) проходит через заготовки фланцевой вилки известного уровня техники и фланцевой вилки - соединительного компонента согласно настоящей полезной модели. Из-за различия в конфигурации линии (2.7) обработки, как можно видеть на фигуре - 7 и фигуре - 8, обрабатываемые поверхности (2.5), расположенные на кромках кожуха (2.4) подшипника, выполнены меньшими, чем в известном уровне техники (см. фигуру - 7), и область машинной обработки сужена. Линия (2.7) обработки также является линией, определяющей комбинированные поверхности фланцевой вилки (2), образованной из двух частей. Другими словами, она является линией разъема формы. Данная линия является линией, вершины которой, следуя друг за другом в вертикальном направлении под определенными углами, проходят через центр кожуха (2.4) подшипника. Указанная линия (2.7) обработки содержит линию (2.7а) верхнего края, линию (2.7b) бокового края и линию (2.7с) нижнего края.
Указанная линия (2.7) обработки включает линию (2.7а) верхнего края, которая проходит через центр кожуха (2.4) подшипника, линию (2.7b) бокового края, которая следует вниз за данной линией (2.7а) верхнего края под определенным углом в вертикальном направлении, и линию (2.7с) нижнего края, которая проходит параллельно линии верхнего края, а также под определенным вертикальным углом к данной линии (2.7b) бокового края (см. фигуру - 10).
Наглядное изображение формы и линии стыка внешней поверхности лапок фланцевой вилки известного уровня техники представлено на фигуре - 9. Линия (2.7) обработки в соответствии с известным уровнем техники содержит линию нижнего края, которая также проходит параллельно основанию. Тем не менее, линии нижнего края содержат линию, образованную сочетанием закругленной поверхности и/или поверхностью полукруглой формы.
Удаление металла с меньшей площади поверхности, по сравнению с известным уровнем техники, положительно влияет на показатели производственных процессов, и одновременно обеспечивает снижение интенсивности износа режущей кромки инструмента. Преимущество удаления меньшего количества металла с поверхности (2.2) удаления металла достигается за счет наличия выступов (2.8), образованных на указанной поверхности удаления металла. Выступы (2.8) образованы на каждом углу.
На фигурах - 3 и 4 отображены наглядные технологические процессы фланцевой вилки (2) известного уровня техники и фланцевой вилки (2) согласно настоящей полезной модели. Следует снова отметить, что они не являются полностью завершенными изделиями, а на фигурах изображены изделия, в которых удаление металла выполнено только в определенных областях или в отношении которых выполнены определенные процессы. Завершенный вид обеих фланцевых вилок (2) представлен на фигурах - 5, 6, 7, и 8. Фигуры - 5 и 7 представляют завершенный вид изделия известного уровня техники. Фигуры - 6 и 8 представляют завершенный вид изделия согласно настоящей полезной модели.