Упругая муфта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к машиностроению , а именно к упругим муфтам приводных механизмов. Цель - повьш1ение виброизолирукнцих свойств в диапазоне промежуточных оборотов. Му фта содержит две установленные концентрично полумуфты (П) 1 и 2 с радиальными кулачками (К) 3 и 4 и упругие элементы (УЭ) 5, расположенные между П. Между двумя смежныьш К 3 и 4 установлен основной УЭ 5 и дополнительные УЭ 6 и 7 различной жесткости. УЭ 5-7 последовательно соединены между собой проставками 8 и 9. На каждой проставке 8 и 9 расположен регулируемый ограничитель 10, 11 и 12 сжатия соот- . ветствующего УЭ. Крутящий момент передается от П 1 через К 3 на УЭ 6, 7 и 5, а затем через К 4 на П 2. При этом сначала деформируются УЭ 6 до упора их ограничителей 10 в К 3. УЭ6 выключаются из работы. Затем при увеличении числа оборотов деформируются УЭ 7, жесткость которых больше жесткости УЭ 6 и меньше жес1кости УЭ 5. При дальнейшем увеличении оборотов выключаются УЭ 7 и крутящий момент передается через УЭ 5. 2 ил.. и

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (Я) 4 F 16 13 3/66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4200209/31-27 (22) 24.02.87 (46) 15.09.88. Бюл. Р 34 (71) Институт машиноведения им. А.А.Благонравова (72) В.С.Вишневский, М.Д.Генкин и Н.А.Моисеева (53) 621.825.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 327337, кл. F 16 D 3/66, 1970. (54) УПРУГАЯ МУФТА (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к упругим муфтам приводных механизмов. Цель — повышение виброизолирующих свойств в диапазоне промежуточных оборотов. Муфта содержит две установленные концентрично полумуфты (П) 1 и 2 с радиальными кулачками (К) 3 и 4 и упругие

„„SU,, 1423835 А1 элементы (УЭ) 5, расположенные между

П. Между двумя смежными К 3 и 4 установлен основной УЭ 5 и дополнительные

УЭ 6 и 7 различной жесткости. УЭ 5-7 последовательно соединены между собой проставками 8 и 9. На каждой проставке 8 и 9 расположен регулируемый ограничитель 10, 11 и 12 сжатия соответствующего УЭ. Крутящий момент передается от П 1 через К 3 на УЭ б, 7 и 5, а затем через К 4 на П 2. При этом сначала деформируются УЭ 6 до упора их ограничителей 10 в К 3 . УЭ б выключаются из работы. Затем при увеличении числа оборотов деформируются

УЭ 7, жесткость которых больше жесткости УЭ 6 и меньше жесткости УЭ 5.

При дальнейшем увеличении оборотов выключаются УЭ 7 н крутящий момент передается через УЭ 5. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения,- а именно к упругим

1423835 црату частоты вращения и (фиг 2, кривая 1). На фиг.2 по,осям отложены муфтам приводных механизмов.

Целью изобретения является повышение виброиэолирующих свойств в диа5 пазоне промежуточных оборотов.

На фиг.1 изображен общий вид муфты, поперечный разрез; на фиг.2 - зависимости жесткости упругих элементов10, от частоты вращения.

Упругая муфта (фиг. 1) состоит из ! установленных концентрично двух полу муфт 1 и 2 с радиальными кулачками 3> 4 и содержит основные упругие элемен- 15 ты 5, передающие крутящие моменты с полумуфты 1 на полумуфту 2 во всем диапазоне оборотов привода (включая максимальный крутящий момент привода) .

Для повышения виброизолирующих свойств муфты при промежуточных значевиях крутящего момента привода она

f снабжена дополнительными упругими элементами 6, 7, скрепленными после- 25 довательно между собой и с элементами 5. Упругие элементы 5 закреплены на кулачках 4 ведомой полумуфты 2, а упругие элементы 6 присоединены к кулачкам 3 ведущей полумуфты 1. На торцах упругих элементов 5-7 уста-. новлены проставки 8, 9 с регулируемыми ограничителями 10 и 11 сжатия упгих элементов. Регулируемые ограничители 10 и 11 установлены так, что между кулачками 3 и ограничителями

10 на проставке 8 выполнен зазор d,, равный рабочему ходу упругих элементов 6, а между проставкой 8 и ограничителями 11 на проставке 9 — зазор равный рабочему ходу упругих эле.ментов 7. Кроме того, регулируемые ограничители 12 выполнены на кулачках 3. Упругие элементы 5-7 установлены симметрично относительно ку45 лачков 3 ведущей полумуфты для обеспечения упругой деформации муфты в двух направлениях: на переднем ходу и на заднем. Для регулирования длины ограничителей последние выполнены с наружной резьбой, а на проставках и кулачках — резьбовые отверстия (не показ аны) .

Упругая муфта работает следующим образом.

Крутящий момент приводного меха-. низма возрастает с увеличением оборотов, например, пропорционально кваМ п значения: M = ----, n = ††вЂ, С з

С

МАРКС Мю кс — где М, и, С, — текущие зна Ммкс чения крутящего момента, оборотов валопровода и крутильной жесткости муфмаксимальных оборотах. При М = М„„„„

В упругой муфте-прототипе число и размеры упругих элементов выбраны из условия передачи через них максимального крутящего момента привода

M - =1, поэтому мубта-прототип имеет постоянную жесткость С = 1 во всем диапазоне рабочих обордтов валопровода (прямая 2).

Оптимальную характеристику жесткости имеет муфта, в которой деформации и напряжения в упругих элементах постоянны во всем диапазоне частот вращения (оборотов). При этом крутильная жесткость должна быть пропорциональна крутящему моменту, т.е. изменяется в зависимости от оборотов так же, как крутящий момент в соответствии с кривой 1. Сравнение зависимостей 1 и 2 на фиг.3 показывает, что в области малых и средних оборотов жесткость муфты может быть существенно снижена, а виброизолирующие свойства повышены.

В связи с тем, что жесткость муф-. ты во всем диапазоне оборотов механизма может изменяться практически в десятки и сотни раз и реализовать это изменение в одной ступени упругих элементов практически невозможно, предлагается многостуттенчатая упругая муфта с характеристикой жесткости, изменяющейся по ступенчатому закону.

Ступенчатая кривая жесткости 3 (фиг.2) приближается к оптимальной . кривой (1) и позволяет получить существенный выигрыш в жесткости, в особенности в области малых и средних оборотов — до 10 раз и более по срав" нению с муфтой-прототипом (кривая 2).

Чем больше число ступеней, тем более близко можно приблизиться к оптимальной кривой жесткости 1. На фиг.1 по" казан пример выполнения муфты с тремя последовательно установленнымтт ступенями упругих элементов, имеющей характеристику жесткости, аналогичную

1423835 кривой 3 (пунктирная кривая) на фиг.2. В диапазоне величин M (М1 (первый участок нагрузочной кривой) в работу включены все упругие элемен5 ты 5-7 (фиг.2). При этом жесткость муфты минимальна, а податливость максимальна, так как при последовательном соединении податливости упругих

1 1 элементов суммируются: — = —..— + — +

С1 Ск С6

+ — где С С С вЂ” жесткости стуС -1 т пеней упругих элементов 5-7. Крутильная жесткость муфты С л = СМ, где R — 15 радиус установки упругих элементов в муфте. На первом участке С = C R2 (участок АВ, ступенчатой кривой 3) .

Упругие элементы 6, имеющие наименьшую жесткость, установлены с зазором

К, по отношению к ограничителю 10.

Так как деформация упругих элементов обратно пропорциональна их жесткости, то на первом участке нагрузочной характеристики (фиг.2) деформируются в основном упругие элементы 6. Ограничители 10 установлены параллельно упругим элементам 6 с зазором д,, который полностью выбирается при достижении максимального для первой сту- ., 30 пени крутящего момента М;,, так как зазор d „выбран из условия

М1 макс д =

1 R C

При этом проставка 8 ограничителями 10 З5

1 прижимается к кулачкам 3 и упругие элементы 6 выключаются из работы, В результате жесткость муфты возрастает ступенчато (участок ВС кривой 3, фиг.2), при дальнейшем нагружении жесткость муфты С л = С БР, где величина С (участок CD пунктирной кривой 3) зависит от податливости уп1 1 1 .ругих элементов 5, 7: — = — + †. 45

С С5 Ст

На втором участке нагружения (Г1, (М „(М ) деформируются в основном упругие элементы 7, жесткость которых меньше, чем у элементов 5. Зазор между проставкой 8 и ограничителями

111 на проставке 9 выбран из условия:

M q макс = -у вЂ, поэтому после достижения L максимального крутящего момента для упругих элементов 7 последние также выключаются из работы. Жесткость муфты снова возрастает ступенчато (участок DE пунктирной кривой 3, фиг.2).

На третьем участке нагружения (M (M „р (М,„,) деформируются только упругие элементы 5, рассчитанные на передачу всех крутящих моментов, включая максимальный момент привода.

При этом жесткость муфты (участок EF кривой 3) максимальна: С -" С К2 .

Например, если жесткость первой ступени упругих элементов 6 Ск = 0,125

С,„„ второй ступени упругих элементов 7 С „ = 0,4 С„„„, третьей основной ступени упругих элементов 5 С

= С„„„„ то податливость муфты на первом участке нагрузочной кривой:

111115 (1 + — — — + — -) — — = — —

С, 0125 0 4 С „, С

Суисс а жесткость С„= — 1 — 5 - 0,09 С.- с °

Следовательно, при оборотах 0 (п (0,3 жесткость муфты снижена более чем в 10 раз и соответственно более чем в 10 раз повышены ее виброизолирующие свойства.

На втором участке нагружения податливости муфты

1 1 1 3 5 — = (1+ — -) — — =

Х

С2 0,4 С ма„ С,„ к

С никс а жесткость С = -3-5 0,3 С „„слеФ довательно, при оборотах 0,3 (n (0,55 жесткость муфты снижена в 3,5 раза (фиг.2, кривая 3). !

При последовательном соединении четырех ступеней упругих элементов возможно получение значений жесткости г

0,06 С„„„. при 0 (й <0,25;

0,25.С„„„„,при 0,25сп (0,5; с

См кс (при 0 7 (n "1 ° т.е. можно получить большую степень приближения к кривой 1 и более плавное изменение жесткости при переходе с одной ступени на другую при больших величинах крутящего момента. Таким образом, предлагаемая упругая муфта приводного механизма позволяет по сравнению с известными муфтами, существенно снизить жесткость и по— высить виброизолирующие свойства в. области промежуточных малых и средних значений крутящего момента. Например, при малых оборотах (менее 0,3 от максимальных) жесткость муфты может быть снижена более чем в 10 раз ; в области средних оборотов (0,5-0,6 от ! 423835 формула и з о б р е т е н и я

Упругая муфта, содержащая две кон- 20 трично установленные полумуфты с

Составитель Т.Янова

Техред Л.Сердюкова Корректор В ВУтЯга

Редактор О.Спесивых

Заказ 4626/42 Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 максимальных) достигается снижение жвсткости в 3-4 раза. Это позволяет получить близкие к оптимальным виброиэолирующие свойства во всем диапазо

5 не. изменения частот вращения привода.

Кроме того, дополнительный эффект п едлагаемой конструкции состоит в р сширении возможностей производить о стройку от нежелательных резонансов 1О в системе: приводной механизм — вал— и полнительный механизм при промежут чных значениях крутящего момента п ивода за счет более широких возможн стей выбора жесткости промежуточн ступеней упругих элементов. радиальными кулачками на обращенных одна к другой поверхностях и размещенные между кулачками упругие элементы, отличающаяся тем, что, с целью повышения виброизолирующих свойств в диапазоне промежуточных оборотов, она снабжена дополнительными упругими элементами различной жесткости, проставками и регулируемыми ограничителями сжатия упругих элементов, при этом между двумя смежными кулачками установлен основной упругий элемент и дополнительные упругие элементы различной жесткости, последовательно соединенные между собой и с основным упругим элементом проставками, на каждой из которых расположен регулируемый ограничитель сжатия соответствующего упругого элемента.