ШАРНИР РАВНЫХ УГЛОВЫХ СКОРОСТЕЙ СТАРОВЕРОВА (ВАРИАНТЫ)
PIVOT JOINT OF EQUAL ANGULAR VELOCITIES BY STAROVEROV (VERSIONS)

Изобретение относится к шарнирам равных угловых скоростей (далее ШРУС) с продольно-подвижными обоймами.
Известны ШРУС с взаимно продольно-неподвижными (применяются в наружной части автомобильных подвесок - в ступице колеса) и с взаимно продольно-подвижными обоймами (применяются обычно во внутренней части автомобильных подвесок - на переднем мосту), см. например, пат. №2303719 или 2323374. Недостатком подвижных ШРУСов является то, что при работе с перекосом шарики контактируют с продольными пазами наружной обоймы с зазором, что вызывает повышенный износ ШРУСа. Обычно «внутренний» ШРУС служит в несколько раз меньше «наружного».
Задача и технический результат изобретения - увеличение в несколько раз ресурса ШРУСа с продольно-подвижными обоймами.
ВАРИАНТ 1. Для этого данный ШРУС состоит из наружной и внутренней обойм, шариков и сепаратора, причем вал внутренней обоймы продольно-подвижно крепится в ней на шлицах, шпонках, шариках или роликах (во всех альтернативных признаках достигается одинаковый технический результат - передача крутящего момента). То есть данный ШРУС представляет собой «наружный» ШРУС, вал во внутренней обойме которого подвижно закреплен на длинных шлицах.
Внутренняя обойма ШРУСов и так обычно крепится на шлицах, но это крепление является неподвижным, так как обойма обычно ограничена в перемещениях стопорными шайбами.
При передаче крутящего момента поверхности шлицов давят друг на друга, что вызывает появление продольного усилия и износа сопрягаемых поверхностей. Причем эти сила и износ тем больше, чем меньше радиус, на котором расположены шлицы.
ВАРИАНТ 2. Поэтому для того, чтобы увеличить этот радиус, в данном ШРУСе наружная обойма шарнира продольно-подвижно крепится в стакане, соединенном с рабочим валом. Это крепление может осуществляться посредством шлицов, шпонок, шариков или роликов.
То есть данный ШРУС представляет собой «наружный» ШРУС, наружная обойма которого подвижно закреплена в стакане на длинных шлицах.
Шпонки могут быть цилиндрическими, причем расположенными в обойме, имеющей по торцам ограничители ее перемещения, или в стакане во всю его длину.
Шарики могут иметь сепараторы, в частности, в виде вставок из антифрикционного материала, например фторопласта или бронзы. Причем шарики могут быть расположены только в обойме, которая должна иметь по торцам ограничители хода шариков (чтобы не вываливались).
Ролики также могут быть расположены только в обойме и также могут иметь сепараторы в виде вставок из антифрикционного материала, но могут иметь и «настоящие» сепараторы в виде пластины с прямоугольными отверстиями (в любом случае этих альтернативных признаков достигается одинаковый технический результат - исключение трения роликов между собой).
Причем ролики могут быть расположены в канавках стакана и обоймы как радиально, так и тангенциально. В первом случае будет меньше усилие и трение продольного перемещения, а во втором случае будет больше нагрузочная способность.
На фиг.1 показан в сечении шарнир сразу по обоим вариантам, где 1 - стакан, 2 - наружная обойма ШРУС, подвижно закрепленная в стакане на шлицах, 3 - шарики, 4 - внутренняя обойма ШРУС, в которой на шлицах подвижно закреплен вал 5, сепаратор не показан.
На фиг.2 показано соединение стакана 1 и обоймы 2 посредством шлицов, на фиг.3 - посредством цилиндрической шпонки 8 (также выглядит соединение посредством шариков), на фиг.4 - посредством радиально расположенных роликов 6 с сепаратором 7 в виде пластины с прямоугольными отверстиями.
Работает шарнир так: при вращении под любым допустимым углом шарики 3 передают вращающий момент от обоймы 2 на обойму 4. При продольном перемещении вала 5 или он сам перемещается по своим шлицам (вариант 1), или наружная обойма 2 перемещается в стакане 1 по шлицам. Возможно использование шпонок, шариков, роликов.