Карданный вал наземных транспортных средств

(12) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ КАРДАННЫЙ ВАЛ НАЗЕМНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Белкард(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Белкард(57) Карданный вал наземных транспортных средств, содержащий три шарнира, промежуточную опору и механизм изменения длины, отличающийся тем, что один крайний шарнир выполнен в виде жесткого шестишарикового шарнира равных угловых скоростей, а средний и второй крайний шарниры и механизм изменения длины выполнены в виде универсальных подвижных шестишариковых шарниров равных угловых скоростей или в виде универсальных роликовых трехшиповых типа трипод шарниров равных угловых скоростей. Фиг. 1 Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к изготовлению карданных валов, которые могут быть использованы в трансмиссиях легковых и грузовых автомобилей. 423 Известны конструкции карданных валов, в которых все три шарнира выполнены в виде универсальных карданных шарниров Гука, а механизм изменения длины карданного вала выполнен в виде подвижного шлицевого соединения, состоящего из шлицевой вилки и шлицевой втулки 1, 2. Недостатком известной конструкции является неравномерность вращения шарниров, вызванная их конструктивной особенностью, повышенная виброактивность и шум, низкая долговечность шарниров и подвижного шлицевого соединения. Наиболее близким к предложенному является карданный вал, содержащий три сдвоенных карданных шарнира, центрирующее устройство, промежуточную опору и механизм изменения длины, выполненный в виде подвижного шлицевого соединения. Крестовины двух универсальных карданных шарниров соединяются специальной вилкой с внутренним устройством опоры и центрирования 3. Недостатком этой конструкции также является неравномерность вращения, способность к возбуждению крутильных и изгибающих колебаний при вращении, большие инерционные моменты, большая трудоемкость в изготовлении. Задачей полезной модели является повышение надежности и долговечности шарниров, повышение долговечности механизма изменения длины карданного вала, повышение работоспособности карданного вала,повышение комфортности автомобилей. Поставленная задача решается следующим образом. Согласно полезной модели, карданный вал наземных транспортных средств содержит три шарнира, промежуточную опору и механизм изменения длины. При этом один крайний шарнир выполнен в виде жесткого шестишарикового шарнира равных угловых скоростей, а средний и второй крайний шарнир, а также механизм изменения длины выполнены в виде универсальных подвижных шестишариковых шарниров равных угловых скоростей или в виде универсальных роликовых трехшиповых типа трипод шарниров равных угловых скоростей. Существенность отличий предлагаемой полезной модели от прототипа заключается в том, что карданный вал содержит шарниры равных угловых скоростей, что позволяет передавать вращение с постоянной частотой при относительно больших углах шарнира, кроме того, шарниры обеспечивают передачу большого вращающего момента при одинаковой амплитуде колебаний. Кроме того, функцию механизма изменения длины карданного вала (подвижного шлицевого соединения) выполняют сами шарниры. Сочетание в карданном вале жестких и универсальных подвижных (шестишариковых, универсальных роликовых трехшиповых типа трипод) шарниров позволяет исключить подвижное шлицевое соединение, которое во многом лимитирует работоспособность карданного вала и является источником возникновения вибраций и значительных осевых сил. Способность универсальных подвижных шарниров равных угловых скоростей передавать вращение и одновременно обеспечивать осевое перемещение позволяет использовать их как элемент шарнира и как элемент механизма изменения длины карданного вала. При этом усилие осевого перемещения в 2-3 раза меньше по сравнению со шлицевым соединением, что, в свою очередь, повышает в 1,5-2 раза долговечность подшипников вторичного вала КПП и подшипников главной передачи заднего моста, а также деталей подвески силового агрегата автомобиля в целом. Шарниры равных угловых скоростей обеспечивают наиболее оптимальные условия работы и промежуточной опоры с подшипником. Промежуточная опора с подшипником фактически разгружена от воздействия сил, возникающих при вращении шарниров и осевом перемещении, а также от воздействия вибраций, возникающих при неравномерном вращении карданного вала. Значительно снижается уровень шума при работе карданного вала в трансмиссии, что повышает комфортность автомобиля. Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 и фиг. 2 представлен продольный разрез карданного вала. Карданный вал содержит один жесткий шестишариковый шарнир равных угловых скоростей 1, промежуточную опору 2, а также два универсальных подвижных шестишариковых шарнира равных угловых скоростей 3, либо два универсальных роликовых трехшиповых типа трипод шарнира равных угловых скоростей 4, шарики 5 жесткого шестишарикового шарнира 1, сферические втулки 6 крестовин универсальных роликовых трехшиповых типа трипод шарниров 4. Карданный вал наземных транспортных средств работает следующим образом. При движении транспортного средства карданный вал передает крутящий момент и в зависимости от скорости движения имеет определенную частоту вращения. В силу невозможности расположить агрегаты в одной плоскости и при движениях подвески автомобиля при наездах на препятствие шарниры передают крутящий момент под определенным углом. При этом жесткий шестишариковый шарнир равных угловых скоростей 1 и универсальные подвижные шестишариковые шарниры равных угловых скоростей 3, либо универсальные роликовые трехшиповые типа трипод шарниры равных угловых скоростей 4 передают вращение с постоянной частотой при любых углах в шарнире. Это достигается путем расположения шариков 5 у жесткого шестишарикового шарнира 1 и универсальных подвижных шестишариковых шарниров 3 и сферических 2 423 втулок 6 крестовин универсальных роликовых трехшиповых типа трипод шарниров 4 в плоскости постоянной частоты вращения. Кроме того, необходима постоянная осевая компенсация, так как при движении подвески автомобиля(сжатие-отбой) изменяется длина карданного вала. При этом компенсацию изменения длины карданного вала выполняют подвижные шестишариковые шарниры 3, либо универсальные трехшиповые типа трипод шарниры 4, которые, кроме угловых перемещений обеспечивают движение вдоль оси. В процессе работы карданного вала с постоянной частотой вращения при любых углах в шарнирах и минимальных осевых силах промежуточная опора 2 с подшипником фактически разгружена от вибраций, возникающих в результате неравномерности вращения и осевых нагрузок, возникающих от сил трения в механизме изменения длины, и в большей степени выполняет роль поддерживающего элемента, чем гасителя колебаний. При этом создаются оптимальные режимы работы как для подшипника, так и для самой промежуточной опоры. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.