ШАРНИР РАВНЫХ УГЛОВЫХ СКОРОСТЕЙ

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к невыключаемым муфтам для передачи вращательного движения, допускающим возможность углового относительного перемещения соединяемых деталей, и может быть применена в трансмиссионных валах транспортных средств.
Известен шарнир равных угловых скоростей, патент RU 141691, содержащий корпус с валом и имеющий полость со сферической поверхностью, разделенной меридиональными канавками, имеющими постоянную кривизну вдоль корпуса, обойму со сферической наружной поверхностью, разделенной меридиональными канавками, имеющими постоянную кривизну вдоль обоймы, шарики, размещенные в окнах сепаратора и в указанных меридиональных канавках, которые имеют профиль части эллипса с эксцентриситетом, выполненный с восемью шариками и с соответствующим количеством меридиональных канавок в корпусе, обойме и соответствующим количеством окон в сепараторе.
Недостатком данной конструкции является отсутствие осевого хода в шарнире, что значительно ограничивает область применения, т.к. в большом количестве карданных валов и валов привода колес необходимо наличие механизма компенсации изменения кинематической длины вала. Введение в конструкцию вала такого механизма отдельно от шарнира увеличивает массу вала в сборе, что в значительной степени нивелирует эффект от снижения массы шарнира, полученный за счет применения восьми шариков вместо шести.
Известен шарнир равных угловых скоростей, патент RU 113798, состоящий 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. 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. Технический результат данной конструкции заключается в упрощении конструкции шарнира равных угловых скоростей, повышении надежности шарнира с пониженным уровнем вибрации и шума.
Недостатком данной конструкции является то, что цилиндрическая поверхность внутренней полумуфты не имеет функциональной нагрузки, при этом ее диаметр определяется точкой окончания дуги сферической поверхности, в результате чего имеет значительную величину, приводящую к неоправданному увеличению массы детали.
Техническим результатом полезной модели является увеличение крутящего момента, передаваемого шарниром, снижение его массы, повышение надежности шарнира в эксплуатации.
Указанный технический результат достигается тем, что в шарнире равных угловых скоростей, содержащем корпус, обойму, сепаратор и восемь шариков, дорожки качения шариков в корпусе и обойме расположены аксиально, а внутренняя полость корпуса имеет цилиндрическую форму, по которой скользит сферическая часть наружной поверхности сепаратора при осевых перемещениях обоймы относительно корпуса шарнира и/или вращении шарнира под углом. При этом наружная поверхность обоймы имеет сферическую форму, по которой скользит сферическая часть внутренней поверхности сепаратора.
Для увеличения длины шлицев в обойме при передаче увеличенного крутящего момента и повышения их стойкости на смятие, обойма может иметь ступицу цилиндрической формы, наружный диаметр которой меньше диаметра цилиндрической образующей, касательной к впадинам дорожек качения на обойме.
Полезная модель поясняется чертежом.
На фиг. 1 изображен шарнир равных угловых скоростей в сечении:
1 - корпус шарнира равных угловых скоростей, являющийся наружной полумуфтой,
2 - шарик шарнира,
3 - обойма шарнира равных угловых скоростей, являющаяся внутренней полумуфтой,
4 - сепаратор шарнира равных угловых скоростей,
А - дорожки качения шариков,
Б - ступица обоймы.
Работа шарнира равных угловых скоростей осуществляется следующим образом.
При приложении крутящего момента к корпусу 1 он, через поверхности дорожек качения А, воздействует на восемь равномерно расположенных в окнах сепаратора 4 шариков 2, которые, в свою очередь, передают крутящий момент на обойму 3 через ее дорожки качения А, что приводит обойму 3 во вращение. Возможна передача вращения в обратном порядке. При изменении положения обоймы 3 относительно корпуса 1 вдоль его оси, шарики 2, удерживаемые сепаратором 4 в одной плоскости, скользят с частичным качением по аксиальным дорожкам корпуса 1. При изменении угла между осями обоймы 3 и корпуса 1 сепаратор 4, поворачиваясь по соответствующим своим сферическим поверхностям относительно корпуса 1 и обоймы 3, изменяет угол расположения плоскости шариков 2, обеспечивая равенство угловых скоростей вращения корпуса 1 и обоймы 3. В такой конструкции увеличивается передаваемый крутящий момент, и уменьшается масса вала, в котором применен шарнир.