ВАЛ ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ

Решение относится к механике, общему машиностроению, невыключаемым муфтам передачи вращательного движения, допускающим возможность относительного перемещения соединяемых деталей, а именно к универсальным соединениям и прежде всего к тем, в которых гибкость достигается использованием катящихся элементов, при этом одна полумуфта входит в другую и соединена с ней катящимися элементами имеющими возможность перемещения по канавкам, оси которых расположены на цилиндрических поверхностях.
Такой вал целесообразно использовать в трансмиссионных передачах транспортных средств.
Часто они оснащены шарнирами равных угловых скоростей, что отвечает условиям их эксплуатации. При этом возникают проблемы сборки, тем более, что шарнир нужно оснастить чехлом. Это нашло отражение в способе установки соосности валов редуктором с гибкими соединениями в стесненных условиях по патенту № RU 2321783.
В свою очередь разнообразие условий эксплуатации, требует иногда установки разных типов шарниров равных угловых скоростей (см., например, патент № WO 2008068902) и способов установки уплотнения по патенту № JP 4179405.
В универсальном шарнире равных угловых скоростей скользящего типа по патенту №ЕР 1927775 или по патенту № WO 2007/034776 один шарнир имеет осевые канавки, а другой - сферические. Такой же набор представлен в приводном вале транспортного средства по патенту № WO 2007/145862.
В приводном вале транспортного средства и способе его сборки по патенту № RU 2027632 использованы поводковые элементы с роликами, свойства которых неблагоприятно сказываются на функционировании вала, особенно с увеличением частоты вращения. В еще большей степени это относится к приводному валу по RU №2416043, в котором один его конец связан с муфтой.
Ни в одном из приведенных документов нет простой и надежной конструкции вала промежуточного.
Известен принятый за прототип вал промежуточный по патенту № RU 65431, содержащий передаточное звено, оснащенное шариковым шарниром равных угловых скоростей и чехлами.
В нем использованы шарниры с продольными и сферическими дорожками качения, что усложняет конструкцию и требует дополнительных затрат в производстве. Присоосном расположении полумуфт шарниров их торцы расположены в различных радиальных плоскостях, что существенно сокращает эксплуатационные свойства вала промежуточного. Грязезащитные устройства шарниров равных угловых скоростей выполнены со многочисленными гофрами, при этом наружный рукав одного из шарниров расположен за плоскостью, проходящей через центры его шариков, что усложняет конструкцию, снижает ее надежность и требует дополнительных затрат в производстве.
Задачей полезной модели является создание простой и надежной конструкции вала промежуточного при минимальных затратах на его производство.
Технический результат заключается в упрощении конструкции вала промежуточного с пониженным уровнем вибрации и шума, в повышении надежности и функциональности вала.
Упрощение конструкции вала промежуточного, повышение его надежности, функциональности при уменьшении затрат на производство обеспечено рациональным выполнением элементов шарнира равных угловых скоростей и взаимным расположением его составляющих.
Поставленная задача решается тем, что в вале промежуточном, содержащем передаточное звено, оснащенное шарнирами равных угловых скоростей, состоящими из корпуса, являющегося наружной полумуфтой и из обоймы, являющейся внутренней полумуфтой шарнира, с аксиально расположенными дорожками качения, и сепаратора, в окнах которого размещены шарики, контактирующие с поверхностями дорожек качения, а также чехлами с внутренним и наружными рукавами, согласно заявляемому решению, на внутренней полумуфте выполнен участок с выпуклой сферической поверхностью, контактирующей с внутренней вогнутой поверхностью сепаратора, при этом участок со сферической поверхностью внутренней полумуфты выполнен между ее цилиндрической поверхностью и ее торцом.
В вале промежуточном, содержащем передаточное звено, оснащенное шарнирами равных угловых скоростей с чехлами, внутренняя полумуфта каждого шарнира имеет участок со сферической поверхностью, контактирующей с внутренней поверхностью сепаратора.
Упрощение конструкции вала промежуточного, повышение его надежности, функциональности при уменьшении затрат на производство обеспечено рациональным выполнением элементов шарнира равных угловых скоростей и взаимным расположением его составляющих.
Выполнение внутренней полумуфты каждого шарнира со сферической поверхностью, контактирующей с внутренней поверхностью его сепаратора, в вале промежуточном, содержащем передаточное звено, оснащенное шариковыми шарнирами, позволяет получить технический эффект по упрощению конструкции вала промежуточного, повышение его надежности, функциональности при уменьшении затрат на производство. Это обеспечено рациональным выполнением элементов шарниров равных угловых скоростей и взаимным размещением его составляющих.
Так как участок со сферической поверхностью, контактирующий с внутренней поверхностью сепаратора, выполнен между цилиндрической поверхностью внутренней полумуфты и ее торцом, то это обеспечило эффективное осевое смещение передаточного звена.
В свою очередь, эффективное угловое смещение передаточного звена обеспечено тем, что при соосном расположении полумуфт их торцы, по существу, расположены в одной радиальной плоскости.
Повышению надежности вала промежуточного способствует то, что наружный рукав чехла расположен вне плоскости, проходящей через центры шариков. При этом конструкция проста, а затраты на производство вала промежуточного минимизированы.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлен вал промежуточный.
Он содержит передаточное звено 1, которое оснащено шарнирами равных угловых скоростей 2. Каждый шарнир 2 содержит корпус 3 и обойму 4, которые являются соответственно его наружной и внутренней полумуфтами. В корпусе 3 и обойме 4 выполнены дорожки качения 5 и 6. Дорожки качения 5 и 6 расположены аксиально, т.е. параллельно оси 7 звена 1. Шарнир содержит сепаратор 8. В окнах сепаратора 8 размещены шарики 9. Шарики 9 контактируют с поверхностями дорожек качения 5 и 6. Вал содержит чехлы 10.
На внутренней полумуфте - обойме 4 выполнен участок 11 со сферической поверхностью 12. Сферическая поверхность 12 контактирует с внутренней поверхностью сепаратора 8.
Выполнение внутренней полумуфты 4 каждого шарнира 2 с участком 11 со сферической поверхностью 12, контактирующей с внутренней поверхностью сепаратора 8 в вале промежуточном, содержащем промежуточное звено 1, оснащенное шариковым шарниром 2 с участком 11, позволит достичь технического эффекта, обеспеченного рациональным выполнением элементов в шарнире равных угловых скоростей и взаимным расположением его составляющих.
Обойма 4 имеет участок 13 с цилиндрической поверхностью, а участок 11 выполнен между нею и торцом обоймы 4. Поскольку участок 11 со сферической поверхностью 12, контактирующей с внутренней поверхностью сепаратора 8, выполнен между цилиндрической поверхностью внутренней полумуфты 4 и ее торцом 14, динамика взаимодействия шариков 9 с корпусом 1 и обоймой 4 улучшается, что повышает надежность вала.
Торец 14 при коаксиальном расположении корпуса 1 и обоймы 4 размещен в плоскости торцов 15 и 16 корпуса 3 и сепаратора 8.
Так как при соосном расположении полумуфт - корпуса 3 и обоймы 4 - их торцы 14 и 15 по существу расположены в одной радиальной плоскости, это позволяет элементам вала широко и надежно раскрываться на большие углы.
Чехол 10 имеет бурт 17 и гофры 18. Бурт 17 прилегает к торцу 15 корпуса 3. К торцу 16 направлен гофр 18. Чехол 10 оснащен хомутами 19 и 20. Между чехлом 10 и хомутом 20 размещен кожух 21. Хомут 19 и кожух 21 по существу продольно совмещены.
Тем самым, защитное устройство вала простое и надежное.
Наружные рукава 22 чехлов 10 расположены вне плоскости, проходящей через центры шариков 9, что сокращает расходы на изготовление.
Функционирует вал так:
При приложении вращающего момента к любому из корпусов 3 шарики 9 взаимодействуют с ним и обоймой 4 соответствующего шарнира 2. Обойма 4 передает вращение передаточному звену 1, которое, в свою очередь, передает вращение обойме 4 другого шарнира 2. Его шарики 9 взаимодействуют с ней и передают движение на корпус 3 этого другого шарнира 2.
Чехлы 10 ограждают шарниры 2 от попадания грязи, воды и т.п.
Их гофры 18 эффективно воспринимают осевую нагрузку, возникающую при эксплуатации вала.
Выполнение внутренней полумуфты 4 каждого шарнира 1 с участком 11 со сферической поверхностью 12, контактирующей с внутренней поверхностью сепаратора 8, в вале промежуточном, содержащем передаточное звено 1, оснащенное шариковым шарниром 2 с участком 11 позволит достичь технический эффект, обеспеченный рациональным выполнением элементов в шарнире равных угловых скоростей и взаимным расположением его составляющих.
Из-за возможности мягкого осевого и углового смещения передаточного звена 1, вал промежуточный исключает неблагоприятное воздействие соединяемых агрегатов.