RU2205304C2

RU2205304C2 - Cardan joint

Info

Publication number: RU2205304C2
Application number: RU2001113339/28A
Authority: RU
Inventors: А.М. Сигаев; А.Г. Пастухов; О.А. Чехунов
Original assignee: Белгородская государственная сельскохозяйственная академия
Priority date: 2001-05-14
Filing date: 2001-05-14
Publication date: 2003-05-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering, particularly, transmissions of agricultural machinery. SUBSTANCE: cardan joint has two forks, needle bearings and spider with bushings of material with high hardness of surface. Said bushings are press-fitted on spider pins. Bushing hole and pin outer surface in cross-section have shape of convex reqular polygon. EFFECT: higher longevity and maintainability of cardan joints. 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к карданным шарнирам трансмиссий сельскохозяйственной техники. The invention relates to mechanical engineering, in particular to cardan joints of transmissions of agricultural machinery.

Известен карданный шарнир, содержащий крестовину, игольчатые подшипники и две вилки, причем проушины вилок выполнены разборными, а их полости в сечении плоскостью, перпендикулярной оси проушин, имеют форму выпуклого правильного многоугольника с четным числом сторон, упомянутые проушины расположены так, что их съемная часть имеет на две грани меньше, чем оставшаяся, наружная поверхность стакана подшипника сопряжена с полостями проушин [1]. Known cardan joint containing a cross, needle bearings and two forks, and the eyes of the forks are made collapsible, and their cavities in cross section with a plane perpendicular to the axis of the eyes have the shape of a convex regular polygon with an even number of sides, said eyes are arranged so that their removable part has two faces less than the remaining, the outer surface of the bearing cup is associated with the cavities of the eyes [1].

Основными недостатками карданного шарнира [1] являются сравнительно большая масса высококачественного металла крестовины, примыкающего к контакту элементов сопряжений шип крестовины - игольчатый подшипник и недостаточная ремонтопригодность упомянутых сопряжений, связанная с неполным использованием рабочей поверхности шипов крестовины. The main disadvantages of the cardan joint [1] are the relatively large mass of high-quality metal crosses adjacent to the contact of the mating elements spike of the cross - needle bearing and insufficient maintainability of these mates associated with the incomplete use of the working surface of the spikes of the cross.

Конструкция карданного шарнира [2] содержит игольчатый подшипник качения с наружной и внутренней обоймами, крестовину с коническими шипами и вилки. Наружная обойма подшипника выполнена в виде массивного стакана, а внутренняя обойма - в виде втулки с цилиндрической наружной поверхностью, образующей беговую дорожку подшипника, и с коническим отверстием, поверхностью которого она сопряжена с шипом по неподвижной посадке. The design of the universal joint [2] contains a needle roller bearing with outer and inner cages, a cross with conical spikes and forks. The outer race of the bearing is made in the form of a massive cup, and the inner race is in the form of a sleeve with a cylindrical outer surface that forms the treadmill of the bearing, and with a tapered bore, the surface of which is mated with a spike in a fixed fit.

Карданный шарнир [3] содержит две вилки, игольчатые подшипники и крестовину, на шипы которой напрессованы втулки из материала с высокой твердостью поверхности. The cardan joint [3] contains two forks, needle bearings and a cross, the spikes of which are pressed into sleeves of material with a high surface hardness.

Существенным недостатком карданных шарниров [2] и [3] является недостаточная ремонтопригодность сопряжений шип крестовины - игольчатый подшипник, связанная с неполным использованием рабочей поверхности втулки шипа (внутренней обоймы подшипника). A significant drawback of the cardan joints [2] and [3] is the lack of maintainability of the spike of the spider - needle bearing, associated with the incomplete use of the working surface of the spike sleeve (bearing inner race).

Известно техническое решение по конструкции подшипниковой опоры, монтируемой на граненом валу, имеющей внешнюю и внутреннюю коаксиальные обоймы с вращением относительно внешней обоймы [4]. Внутренняя обойма выполнена с центральным отверстием, имеющим множество внутренних углов, которые приспособлены для установки подшипника на граненый вал. Центральное отверстие предназначено для установки предпочтительно на шестигранных и квадратных валах. Центральное отверстие имеет, по крайней мере, одну периферическую (концентрическую) канавку в отверстии внутренней обоймы и упругое кольцо, установленное в канавке. Канавки выполнены на такой глубине, что упругие кольца выступают во внутренних углах отверстия, в результате чего упругий материал колец в обойме опоры, установленной на граненый вал, вступает в контакт с валом и предотвращает относительное перемещение подшипника и вала. A technical solution is known for the design of a bearing support mounted on a faceted shaft having external and internal coaxial cages with rotation relative to the external casing [4]. The inner race is made with a Central hole having many internal angles, which are adapted for mounting the bearing on a faceted shaft. The central hole is intended to be mounted preferably on hexagonal and square shafts. The Central hole has at least one peripheral (concentric) groove in the hole of the inner casing and an elastic ring mounted in the groove. The grooves are made at such a depth that the elastic rings protrude in the inner corners of the hole, as a result of which the elastic material of the rings in the cage of the support mounted on the faceted shaft comes into contact with the shaft and prevents relative movement of the bearing and shaft.

Существенным недостатком подшипниковой опоры [4] является невозможность повышения долговечности путем замены изношенной рабочей поверхности внутренней обоймы на неизношенную вследствие кинематических особенностей работы опоры. A significant drawback of the bearing support [4] is the impossibility of increasing durability by replacing a worn working surface of the inner race with an unworn one due to the kinematic features of the support.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению по совокупности технических признаков является карданный шарнир [3]. The closest analogue to the claimed invention in terms of technical features is the universal joint [3].

Задача изобретения - повышение долговечности и ремонтопригодности карданных шарниров. The objective of the invention is to increase the durability and maintainability of cardan joints.

Решение указанной задачи достигается тем, что отверстие втулки и наружная поверхность шипа в поперечном сечении их имеют форму выпуклого правильного многоугольника. The solution to this problem is achieved by the fact that the hole of the sleeve and the outer surface of the tenon in their cross section have the shape of a convex regular polygon.

На фиг. 1 показана конструкция сопряжения шип крестовины - игольчатый подшипник заявляемого карданного шарнира. На фиг.2 - сечение А-А сопряжения в поперечной плоскости, на котором показано положение элементов сопряжения. In FIG. 1 shows the design of the coupling spike of the cross - the needle bearing of the inventive cardan joint. Figure 2 - cross section aa coupling in the transverse plane, which shows the position of the coupling elements.

Шип 1 крестовины 2 сопряжен с отверстием втулки 3, при этом внутренняя дорожка качения игольчатого подшипника 4 образована наружной поверхностью втулки 3. The spike 1 of the spider 2 is paired with the hole of the sleeve 3, while the inner race of the needle bearing 4 is formed by the outer surface of the sleeve 3.

Наличие поверхности сопряжения шипа и втулки, выполненной в поперечном сечении в форме выпуклого правильного многоугольника, дает возможность более полно использовать рабочую поверхность втулки путем установки ее на шипе с проворотом на угол, достаточный для замены изношенной рабочей поверхности втулки на неизношенную. The presence of the interface between the spike and the sleeve, made in the cross section in the form of a convex regular polygon, makes it possible to more fully use the working surface of the sleeve by mounting it on the spike with a rotation at an angle sufficient to replace the worn working surface of the sleeve with an unworn one.

Таким образом, заявляемая конструкция карданного шарнира обладает повышенной ремонтопригодностью и увеличенной долговечностью. Thus, the claimed design of the cardan joint has increased maintainability and increased durability.

Источники литературы:
1. Патент 2075878 Российской Федерации, F 16 D 3/26. Карданный шарнир / Сигаев А. М. , Пастухов А. Г. - 93035709/28; Заявлено 07.07.93; Приоритет 07.07.93; Опубл. 20.03.97, Бюл. 8.Sources of literature:
1. Patent 2075878 of the Russian Federation, F 16 D 3/26. Cardan joint / Sigaev A.M., Pastukhov A.G. - 93035709/28; Declared 07.07.93; Priority 07.07.93; Publ. 03/20/97, Bull. 8.

2. А. С. СССР 277464, F 16 D 3/33. Карданный шарнир / В.М. Щебров. - 1262314/25-27; Заявлено 22.07.68; Опубл. 22.07.70, Бюл. 24. 2. A. S. USSR 277464, F 16 D 3/33. Cardan joint / V.M. Shchebrov. - 1262314 / 25-27; Stated July 22, 68; Publ. 07.22.70, Bull. 24.

3. Какуевийкий В.А., Силкин А.С. Пути повышения долговечности карданных сочленений транспортных машин // Вестник машиностроения. -1969. - 3. - С.25. ..28. (Рис.2 с.26). 3. Kakueviy V.A., Silkin A.S. Ways to increase the durability of cardan joints of transport vehicles // Herald of mechanical engineering. -1969. - 3. - P.25. ..28. (Fig. 2 p. 26).

4. US 5482383, F 16 С 33/58, 09.01.1996 г. 4. US 5482383, F 16 C 33/58, 01/09/1996

Claims

A cardan joint containing two forks, needle bearings and a crosspiece, on the spikes of which bushings of material with a high surface hardness are pressed, characterized in that the hole of the bush and the outer surface of the stud in their cross section have the shape of a convex regular polygon.