СТУПИЧНЫЙ УЗЕЛ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано в конструкциях ступичных узлов транспортных средств.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является ступичный узел транспортного средства («Средний ремонт ВА3-21099», иллюстрированное издание, г. Москва, изд. Третий Рим, 2000 г., рис. 2, 5 стр. 79, рис. 13, 14 стр. 80), включающий поворотный кулак, ступицу, корпус наружного шарнира привода колеса с шлицевым валом, двухрядный радиально-упорный шариковый подшипник, плоскую ступичную шайбу, гайку. Подшипник наружным кольцом установлен с запрессовкой в поворотном кулаке, во внутренних кольцах подшипника установлена ступица, в которой установлен шлицевой вал корпуса наружного шарнира, на резьбовой участок которого установлена плоская ступичная шайба и навернута гайка. Использование в ступичном узле двухрядного радиально-упорного шарикового подшипника требует для обеспечения его работоспособности осевой стяжки внутренних колец определенным усилием. Усилие стяжки деталей ступичного узла (ступица, подшипник, шайба) обеспечивается наворачиванием гайки с моментом затяжки 23…25 (кгм - килограммометр) на резьбовой участок шлицевого вала корпуса наружного шарнира привода колеса. Плоская ступичная шайба своей рабочей поверхностью ложится на плоскую поверхность ступицы.
Жесткость пакета деталей, стянутых в осевом направлении, получается очень высокой и, при минимальном смятии контактирующих поверхностей входящих в узел деталей, усилие осевой стяжки значительно уменьшается, а это приводит к нарушениям в работе ступичного узла, шуму подшипника, снижению его надежности и долговечности.
Технический результат, достигаемый заявленной полезной моделью, заключается в обеспечении постоянного (стабильного) усилия осевой стяжки деталей ступичного узла на протяжении всего срока эксплуатации.
Указанный технический результат достигается тем, что в ступичном узле транспортного средства по первому варианту, включающим поворотный кулак, в котором запрессован наружным кольцом двухрядный радиально-упорный шариковый подшипник, во внутренних кольцах которого установлена ступица, в которой вставлен шлицевой вал корпуса наружного шарнира привода колеса, на резьбовом участке которого установлена упирающая в торцевую поверхность ступицы плоская ступичная шайба, поджимаемая ступичной гайкой,
согласно полезной модели, на торцевой поверхности ступицы под плоской ступичной шайбой выполнено концентричное углубление, максимальный диаметр боковой образующей поверхности которого больше наружного диаметра опорного пояска ступичной гайки, но меньше наружного диаметра боковой поверхности плоской ступичной шайбы.
В частном случае, максимальный диаметр боковой образующей поверхности углубления меньше наружного диаметра боковой поверхности плоской ступичной шайбы на 3 мм ÷4 мм.
В частном случае, боковая и торцевые поверхности плоской ступичной шайбы в сечении по ее продольной оси сопряжены по прямым углам.
Указанный технический результат достигается тем, что в ступичном узле транспортного средства по второму варианту, включающим поворотный кулак, в котором запрессован наружным кольцом двухрядный радиально-упорный шариковый подшипник, во внутренних кольцах которого установлена ступица, в которой вставлен шлицевой вал корпуса наружного шарнира привода колеса, на резьбовом участке которого установлена упирающая в торцевую поверхность ступицы плоская ступичная шайба, поджимаемая ступичной гайкой,
согласно полезной модели, торцевая поверхность ступицы под плоской ступичной шайбой выполнена конической, а плоская ступичная шайба упирается в нее только наружной кромкой торцевой поверхности, причем наружный диаметр опорного пояска ступичной гайки меньше наружного диаметра боковой поверхности плоской ступичной шайбы.
В частном случае, наружный диаметр опорного пояска ступичной гайки меньше наружного диаметра боковой поверхности плоской ступичной шайбы на 10 мм ÷12 мм.
В частном случае, боковая и торцевые поверхности плоской ступичной шайбы в сечении по ее продольной оси сопряжены по прямым углам.
Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно оно соответствует условию патентоспособности «новизна».
Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».
Сущность полезной модели поясняется на чертежах:
Фиг. 1. - ступичный узел транспортного средства (продольный разрез), первый вариант;
Фиг. 2. - вид А на фиг. 1, первый вариант;
Фиг. 3. - ступичный узел транспортного средства (продольный разрез), второй вариант;
Фиг. 4. - вид Б на фиг. 3, второй вариант.
Ступичный узел транспортного средства по первому и второму вариантам включает поворотный кулак 1, в котором запрессован наружным кольцом 2 двухрядный радиально-упорный шариковый подшипник 3, во внутренних кольцах 4 которого установлена ступица 5. В ступицу 5 вставлена шлицевая часть 6 корпуса 7 наружного шарнира 8 привода колеса, на резьбовом участке которого (вала 6) установлена опирающаяся на торцевую поверхность 9 ступицы 5, плоская ступичная шайба 10, поджимаемая ступичной гайкой 11, которая через плоскую ступичную шайбу 10, ступицу 5 и выступ 12 корпуса 7 наружного шарнира 8 обеспечивает осевую стяжку внутренних колец 4 подшипника 3.
1
2
3
По первому варианту (см. фиг. 1, 2), на торцевой поверхности 9 ступицы 5 под плоской ступичной шайбой 10 выполнено концентричное углубление 13, максимальный диаметр «D» боковой образующей поверхности 14 которого больше наружного диаметра «D» опорного пояска 15 ступичной гайки 11, но меньше наружного диаметра «D» боковой поверхности 16 плоской ступичной шайбы 10.
1
3
В частном случае выполнения по первому варианту, что максимальный диаметр «D» боковой образующей поверхности 14 углубления 13 меньше наружного диаметра «D» боковой поверхности 16 плоской ступичной шайбы 10 на 3 мм ÷4 мм.
Так как, максимальный диаметр
боковой образующей поверхности 14 углубления 13 меньше наружного диаметра «D<sub>3</sub>» боковой поверхности 16 плоской ступичной шайбы 10, в частности на 3 мм (миллиметра) ÷4,0 мм (миллиметра), то шайба 10 опирается на торцевую поверхность 9 ступицы 5 только узкой кольцевой полоской 17 своей торцевой поверхности 18.
В частном случае выполнения по первому варианту, боковая образующая поверхность 14 углубления 13 ступицы 5 ступичного узла транспортного средства в сечении по ее продольной оси «L» выполнена наклонной относительно этой оси.
В частном случае выполнения по первому варианту, боковая 16 и торцевые 18, 19 поверхности плоской ступичной шайбы 10 ступичного узла транспортного средства в сечении по ее продольной оси сопряжены по прямым углам.
2
3
По второму варианту (см. фиг. 3, 4), торцевая поверхность 9 ступицы 5 под плоской ступичной шайбой 10 выполнена конической, а сама плоская ступичная шайба 10 упирается в нее (в поверхность 9 ступицы 5) только наружной кромкой 20 торцевой поверхности 18, причем наружный диаметра «D» опорного пояска 15 ступичной гайки 11 меньше наружного диаметра «D» боковой поверхности 16 плоской ступичной шайбы 10.
2
3
В частном случае выполнения по второму варианту, наружный диаметр «D» опорного пояска 15 ступичной гайки 11 меньше наружного диаметра «D» боковой поверхности 16 плоской ступичной шайбы на 10 мм ÷12 мм.
В частном случае выполнения по второму варианту, боковая 16 и торцевые 18, 19 поверхности плоской ступичной шайбы 10 ступичного узла транспортного средства в сечении по ее продольной оси сопряжены по прямым углам.
Сборка ступичного узла транспортного средства осуществляется в следующей последовательности.
Предварительно в поворотный кулак 1 транспортного средства запрессовывается наружным кольцом 2 двухрядный радиально-упорный шариковый подшипник 3 и фиксируется стопорными кольцами 21.
Затем во внутренние кольца 4 подшипника 3 запрессовывается ступица 5.
Далее в ступицу 5 вставляется шлицевой вал 6 корпуса 7 наружного шарнира 8 привода колеса.
Затем на резьбовой участок вала 6 корпуса 7 наружного шарнира 8 привода колеса устанавливается ступичная шайба 10, опирающаяся на торцевую поверхность 9 ступицы 5, и наворачивается гайка 11 с моментом затяжки 23…25 (кгм), которая через плоскую ступичную шайбу 10, ступицу 5 с упором в выступ 12 корпуса наружного шарнира, обеспечивает стягивание внутренних колец 4 подшипника 3.
3
3
2
3
За счет того, что в ступичном узле транспортного средства по первому варианту на торцевой поверхности 9 ступицы 5 под плоской ступичной шайбой 10 выполнено углубление 13 (или за счет того, что по второму варианту торцевая поверхность 9 ступицы 5 под ступичной шайбой 10 выполнена конической), а плоская ступичная шайба 10 в первом варианте опирается на торцевую поверхность 9 ступицы 5 только своим краем у наружного диаметра «D» шириной 1,5 мм (миллиметра) ÷2,0 мм (миллиметра), т.е. узкой кольцевой полоской 17 своей торцевой поверхности 18, (а во втором варианте, ступичная шайба 10 упирается в коническую поверхность 9 ступицы 5 только наружной кромкой 20 торцевой поверхности 18 по ее наружному диаметру «D»), - центральная часть плоской ступичной шайбы 10 под действием гайки 11 (наружный диаметр «D» опорного пояска 15 которой меньше наружного диаметра «D» боковой поверхности 16 плоской ступичной шайбы 10 в обоих вариантах) будет упруго деформироваться и работать как пружинная (тарельчатая) шайба, создавая постоянное осевое усилие стяжки пакета деталей (в том числе и внутренних колец 4 подшипника 3, стянутых в осевом направлении в узле под действием деформированной плоской ступичной шайбы 10), и в результате, технический результат, заключающийся в обеспечении постоянного (стабильного) усилия осевой стяжки деталей ступичного узла на протяжении всего срока эксплуатации, в заявляемой полезной модели достигается.
Работа конструкции ступичного узла транспортного средства в эксплуатации заключается в следующем.
Момент с коробки передач передается на корпус 7 шарнира 8 привода колеса, с которым жестко соединена ступица 5 через его шлицевой вал 6, а далее, момент со ступицы 5 передается на закрепленное на ней колесо.