Асинхронный карданный шарнир

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„30„„1249217

<511 4 F 16 D 3/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ. с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3838400/25-27 (22) 02.01.85 (46) 07.08.86. Бюл. № 29 (71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР (72) П. А. Удовидчик, 1О. В. Скорынин, Н. Т. Минченя и М. И. Астановский (53) 621.822.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 538168, кл. F 16 D 3/28, 1975.

Патент США № 4371357, кл. F 16 D 3/26, 1983. (54) (57) 1. АСИНХРОННЫЙ КАРДАННЫЙ ШАРНИР, содержащий две вилки, установленные с возможностью взаимодействия одна с другой посредством крестовины с шипами, выполненными с торцовыми поверхностями и осевыми отверстиями, образующими участки пониженной жесткости, стаканы с донышками и крышки для фиксации стаканов в осевых направлениях, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности, он снабжен расположенным неподвижно в отверстиях шипов стержнем, форма наружных поверхностей которого ответна формам поверхностей осевых отверстий шипов, выполненным из материала, модуль упругости которого меньше, а удельная теплопроводность больше соответственно модуля упругости и удельной теплопроводности материала шипов крестовины.

2. Шарнир по п. 1, отличающийся тем, что каждая из торцовых поверхностей шипов выполнена с двумя плоскими фасками, расположенными перпендикулярно плоскости осей крестовины, ширина которых равна

0,2 — 0,26 диаметра шипа.

3. Шарнир по п. 1, отличающийся тем, что крышки для фиксации стаканов выполнены с ребрами охлаждения.

4. Шарнир по и. 1, отличающийся тем, что в качестве материала стержня использован алюминиевый сплав.

1249217 т 1g tj ду 7

Ф г У

ВНИИПИ Заказ 4215/35 Тираж 880 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано преимущественно в трансмиссиях автомобилей.

Целью, изобретения является повышение долговечности путем снижения динамической и тепловой нагруженности шипов крестовины.

На фиг. 1 изображен асинхронный карданный шарнир с вырывом, общий вид; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. l.

Асинхронный карданный шарнир содержит вилки 1 и 2 с соосными отверстиями 3, крестовину 4 с шипами 5, выполненными с торцовыми поверхностями 6, на каждой из которых выполнены две плоские фаски 7.

Фаски расположены перпендикулярно плоскости осей шипов — и II — II. В шипах крестовины выполнены осевые отверстия 8, фор»а которых обеспечивает образование на участках шипов зон пониженной жесткости.

Внутри крестовины расположен неподвижно стержень 9, форма которого ответна совокупности форм поверхностей отверстий 8 собственно всей внутренней полости крестовины.

В отверстиях 3 расположены стаканы 10 с донышками 11, зафиксированные в осевом направлении крышками 12, на наружных поверхностях которых выполнены ребра 13.

Стержень 9 выполнен из материала, модуль упругости которого меньше модуля упругости материала шипов. Ребра 13 охлаждения на крышках 12 расположены под углом р к плоскости вращения IП вЂ” III.

Материалом крышек 12 может служить алюминиевый сплав, обладающий высокой теплопроводностью.

Так как частота вращения карда нного вала и ведущих колес автомобиля всегда связаны жесткой зависимостью, определяемой передаточным отношением ьа трансмиссии от карданного вала до ведущих колес, а скорость движения автомобиля связана с частотой вращения и радиусом ведущих колес, то предоставляется возможным рассчитать угол набегания встречного воздушного потока на вращающиеся крышки !2

Для лучшего обтекания потоком воздуха ребер 13 охлаждения последние располагаются параллельно вектору скорости V набегающего потока, который определяется векторной суммой скоростей V — окружной скорости крышек 12 при вращении шарнира и

1О скорости движения автомобиля V . По известным формулам получаем к

p = а Ыу

R Й

Такое выполнение шарнира позволяет выполнять шипы крестовины с достаточно низкой жесткостью участков пониженной жесткости, в зонах наибольшей контактной нагруженности и при этом обеспечивать достаточную прочность и устойчивость указанных зон. Это достигается благодаря упругим деформациям стержня, при деформации зоны пониженной жесткости шипа и силовому взаимодействию стержня со всей поверхностью отверстия шипа. При этом стерже«b благодаря выполнению его из материала с меньшим модулем упругости не препят25 ствует локальным малым упругим деформациям зон шипов с пониженной жесткостью под действием контактных нагрузок, в то же время стержень обеспечивает устойчивость поверхности от общей деформации ослабленной зоны. Кроме того, стержень обесЗ0 печивает ускоренный теплоотвод от поверхностей трения шипов к ненагруженным участкам крестовины. Плоские фаски исключают возможность заклинивания крестовины между донышками соосных подшипников при износе поверхностей шипов, т. е. снижают тепловыделение шарнира, а оребрение крышек обеспечивает ускоренный вывод тепла из зон нагружения, чем и достигается повышение долговечности шарнира в целом. ц у в