Муфта свободного хода

Муфта свободного хода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в передачах одностороннего действия, работающих при повышенных уровнях пульсаций крутящего момента и вибрации трансмиссии. Цель - повышение надежности работы в заклиненном состоянии за счет дополнительного поджатия тел заклинивания в клиновое пространство. Муфта содержит ведущий вал 1, установленную на шлицах звездочку 2, обойму 3, заклинивающие ролики (Р) 4. Р 4 размещены в сепараторе 5, подпружиненном относительно звездочки 2 пружинами 6. Шлицы вала и звездочки выполнены с увеличенным зазором, что обеспечивает ограниченное угловое перемещение звездочки относительно вала. В пространстве между шлицами размещены пружины 7. По торцам звездочки 2 на валу неподвижно закреплены кулачки (К) в виде колец с равномерно расположенными на наружной поверхности выемками. На торцах звездочки 2 на осях 11 установлены упругие упоры в виде рычагов, одно плечо которых представляет собой плоскую пружину 13, а другое - эксцентрик 14. Эксцентриковые части сопряжены с выемками 10 на К. При заклинивании пружины 7 сжимаются. Звездочка поворачивается относительно вала на некоторый угол и вместе с валом 1 К 8 и 9. Упругие упоры, взаимодействуя эксцентриковой частью с выемками 10 на К, поворачиваются относительно осей 11, что обеспечивает поворот их пружинного конца 13. Изгибаясь, концы 13 через пружины 6 обеспечивают дополнительное поджатие сепаратором 5 Р 4 в клиновое пространство. Это позволяет повысить надежность муфты при передаче нагрузки в случае пульсации крутящего момента. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И QTKPblTVIRM

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4644475/27 (22) 01.02.89 (46) 30.07.91. Бюл. N 28 (72) В.Б.Панов (53) 621.825.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1587233, кл. F 16 D 41/00, 1988, (54) МУФТА СВОБОДНОГО ХОДА (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в передачах одностороннего действия, работающих при повышенных уровнях пульсаций крутящего момента и вибраций трансмиссии.

Цель — повышение надежности работы в заклиненном состоянии эа счет дополнительного поджатия тел заклинивания в клиновое пространство. Муфта содержит ведущий вал 1, установленную на шлицах звездочку 2, обойму 3, заклинивающие ролики (P) 4. P 4 размещены в сепараторе 5. подпружиненном относительно звездочки пружинами 6. Шлицы вала 1 и звездочки выполнены с увеличенным зазором, что обеспечивает ограниченное угловое переЛЛ

„., Ж „„1666827A1 мещение звездочки относительно вала. В пространстве между шлицами размещены пружины 7, По торцам звездочки на валу неподвижно закреплены кулачки (К) в виде колец с равномерно расположенными на наружной поверхности выемками. На торцах звездочки 2 на осях 11 установлены упругие упоры в виде рычагов, одно плечо которых представляет собой плоскую пружину 13, а другое — эксцентрик 14. Эксцентриковые части сопряжены с выемками 10 на К, При заклинивании пружины 7 сжимаются. Звездочка поворачивается относительно вала на некоторый угол и вместе с валом К. Упругие упоры, взаимодействуя эксцентриковой частью с выемками 10 на К, поворачиваются относительно осей 11, что обеспечивает поворот их пружинного конца 13, Изгибаясь, концы 13 через пружины 6 обеспечивают дополнительное поджатие сепаратором 5 P

4 в клиновое пространство. Это позволяет повысить надежность муфты при передаче нагрузки в случае пульсации крутящего момента, 1 э.п.ф-лы, 3 ил, 1666827

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в передачах одностороннего действия, работающих при повышенных уровнях пульсаций крутящего момента и вибраций трансмиссии.

Целью изобретения является повышение надежности работы MCX в заклиненном состоянии при передаче пульсирующего крутящего момента (наличии повышенного уровня крутильных колебаний в трансмиссии) и интенсивном вибрационном нагружении механизма.

На фиг, 1 показана муфта свободного хода (МСХ) в разрезе; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг, 1, Муфта содержит ведущий вал 1, установленную íà его шпицах звездочку 2, ведомый san с обоймой 3, эаклинивающие ролики 4, размещенные в окнах сепаратора

5. который подпружинен относительно звездочки тангенциальными пружинами 6 (фиг. 2).

Звездочка 2 сопряжена с ведущим валом 1 подвижно с возможностью ограничен ногоуглового перемещения и подпружинена относительно вала. Для этого указанные детали выполнены с увеличенным расстоянием между шлицами, а в свободных пространствах между боковыми поверхностями сопряженных шлицев звездочки и вала помещены пружины 7, изготовленные, например, из гофрированной стальной полосы.

Со стороны обоих торцов звездочки 2 на ведущем валу 1 неподвижно закреплены кулачки 8 и 9, представляющие собой кольца, на наружных поверхностях которых имеются равномерно расположенные по окружности выемки 10(фиг, 3) с плавным очертанием профиля на участках перехода от дна выемки к наружной поверхности диска. На торцах звездочки на осях 11 смонтированы поворотные жесткоупругие упоры 12, имеющие вид рычагов, одно плечо которых 13 представляет собой плоскую достаточно жесткую пружину, а второе 14 — гладкий округлой формы эксцентрик. К зацепам на концах плечей 13 упоров прикреплены тангенциальные пружины 6, соединенные с сепаратором, Эксцентриковые части 14 узоров сопряжены с профилированной поверхностью выемок 10, выполненных на наружной цилиндрической поверхности колец

8 и 9, Неподвижно закрепленные на валу кольца 8 и 9 служат также опорой подвижной звездочки 2, На некотором расстоянии от плечей 13 упругих упоров 12 расположены упорные выступы 15 сепаратора (фиг. 2).

Несимметричная форма поворотных упоров 12 выбрана из условия обеспечения примерной сбалансированности масс плечей рычага и минимизации вращательного момента относительно оси 11 при действии центробежных сил, Крутизна криволинейного профиля выемок 10 выбрана такой, чтобы при пересопряжениях контактных поверхностей плеча 14 и наклонной части выемки не возникали условия самоторможения взаимодействующих подвижных деталей, Только после сопряжения этого плеча с наружной цилиндрической поверхностью кольца могут возникнуть такие условия взаимодействия упругодеформированных упоров 12 с кулачками 8 и 9, при которых нормальные силы реакции в контакте упора с поверхностью кулачка (имеющие радиальное направление) не создают момента сил. стремящихся повернуть звездочку относительно вала в направлении действия пружин 7, в то время как момент сил трения в этом контакте препятствует возвращению звездочки в исходное положение.

Муфта работает следующим образом.

При статическом расклиненном состоянии МСХ ролики 4 под действием силы тангенциальных пружин 6, взаимодействующих с упорами 12 звездочки и сепаратором 5, поджимаются к рабочим поверхностям обоймы 3 и звездочки 2, что обеспечивает готовность муфты к началу заклинивания, В период свободного хода происходит качение роликов по внутренней поверхнос-.и обоймы со скольжением в контакте с и нощадками звездочки и перемычками сепаратора. При этом сила взаимодействия роликов со сзвеэдочкой и сепаратором и соответственно долговечность MCX определяются жесткостью тангенциальных пружин

6. Удобство сборки узла и воэможность свободного вращения роликов между звездочкой и обоймой после их расклинивания обеспечиваются ввиду наличия достаточно большого запаса углового хода сепаратора относительно звездочки, Наибольшая величина углового хода сепаратора ограничивается с одной стороны роликами 4, закатывающимися в клиновое пространство, а с другой стороны — пружинными упорами 12 и ofðàíè÷èòeëüííìè выступами 15 сепаратора, между которыми имеется достаточной величины зазор. Опрокидыванию поворотных упоров 12 по часовой стрелке препятствуют кулачки 8, взаимодействующие с эксцентриковой частью 14 этих упоров.

В период заклинивания MCX в процессе возрастания величины крутящего момента первоначально происходит обжатие пружин

1666827

25

7, помещенных между шлицами звездочки и вала, в результате чего звездочка поворачивается относительно вала на некоторый угол. При этом ввиду взаимодействия упоров 12 с кулачками происходит их поворот вокруг осей 11, сопровождающийся растяжением тангенциальных пружин 6 и выборкой зазоров между пружинной частью 13 упоров и выступами 15 сепаратора. По мере увеличения угла поворота плеча 14 упоров возрастает сила их взаимодействия с выступами сепаратора, вследствие чего к роликам прикладывается дополнительная прижимная сила, превышающая на несколько порядков силу пружин 6. Происходит изгибная деформация жесткоупругой части 13 упоров, которая достигает максимальной величины в момент выхода эксцентриковой части 14 упора из выемки 10 и начала сопряжения упора с наружной цилиндрической поверхностью кулачка, После выборки зазоров между несущими шлицами звездочки и вала под действием возрастающего крутящего момента происходит дальнейшее нагружение заклиненной муфты до заданной предельной величины момента. За счет упругой деформации нагруженных элементов механизма (обоймы, звездочки, роликов) ведущий вал со звездочкой поворачивается относительно обоймы на угол, величина которого зависить от характеристики жесткости МГХ и обычно составляет 3-7О, При этом происходит соответственно некоторое смещение роликов между звездочкой и обоймои в глубину клинового пространства, что обусловливает незначительное уменьшение величины деформации упругой части упоров.

Таким образом, после заклинивания

MCX на ролики начинает действовать большая дополнительная тангенциальная сила, существенно повышающая надежность сцепления ее звеньев, поскольку в результате действия этой силы увеличиваются запасы нереализованных коэффициентов трения покоя в контакте роликов с обоймой и звездочкой и устраняется возможность беспрепятственного выскальзы вания роликов иэ клинового пространства в случае скачкообразного уменьшения величины угла трения, В процессе уменьшения величины передаваемого крутящего момента высвобождается энергия упругих деформаций нагруженных звеньев (обоймы, роликов, звездочки) MCX и уменьшаются нормальные силы в контакте заклиненных роликов с обоймой и звездочкой. Происходит перемещение роликов в направлении расклинивания, что вызывает некоторое увеличение деформации упругих упоров 12, препятствующих выкатыванию роликов иэ клинового пространства.

После полного снятия нагрузки с MCX ролики остаются в контакте с обоймой и звездочкой. Действующая на них тангенциальная сила, обусловленная деформацией жесткоупругих упоров, имеет максимальное значение, Ввиду черезмерно большой величины этой силы исключается возможность свободного вращения роликов между звездочкой и обоймой до момента возвращения поворотных упоров 12 в исходное положение, для чего необходимо осуществить поворот звездочки относительно вала, обеспечивающий пег.есопряжение эксцентриковых частей упоров с кулачками до совмещения их с вь е ками 10. Такому повороту звездочки относительно вала способствует сила сжатых пружин 7, а препятствует сила трения в контакте эксцентриковых частей упоров с наружной цилиндрической поверхностью кулачков, величина которой зависит от жесткости пружинных упоров.

С целью обеспечения гарантированной задержки разблокирования роликов в клиновом пространстве при быстром импульсном снятии нагрузки с МСХ сила сжатых пружин 7 не превышает фри, ционную силу торможения в контакте упругодефоомированных упоров 12 и кулачков. Поэтому для осуществления поворота звездочки относительно вала в исходное положение после снятия нагрузки с МСХ дополнительно используется сила трения, обусловленная взаимодействием зажатых в клиновых пространствах роликов с обоймой. Эта сила трения реализуется при некотором относительном угловом перемещении звеньев ввиду отставания ведущего вала от ведомого в процессе перехода муфты в режим обгона и суммируется с силой пружин 7, В результате совместного действия указанных сил обеспечивается поворот звездочки относительно вала в исходное положение. Происходит пересопряжение кулачков с упорами, вследствие которого эксцентриковые части 14 упоров вновь совмещаются с выемками 10 и упоры 12 занимают первоначальное положение, соответствующее расклиненному состоянию МСХ, ролики высвобождаются из клинового пространства и в результате устранения действовавшей на них дополнительной силы обеспечиваются условия для нормальной работы муфты в режиме обгона.

Наличие момента подтормаживающих сил в кинематической цепи ведущей части привода обусловливает возможность полччения дополнительной силы, действующей

1666827 на звездочку в том же направлении, что и сила пружин 7. Совместное действие моментов этих сил на звездочку гарантирует поворот ее относительно вала в исходное положение при переходе МСХ в режим об- 5 гона, Следствием укаэанной особенности работы механизма является то, что выключение муфты происходит с некоторой задержкой, которая необходима для устранения возможности самопроизвольного расцеп- 10 ления звеньев при возникновении пульсаций крутящего момента.

Достигаемый в предлагаемой муфте гистереэис при протекании процесса выключения обеспечивает повышение на- 15 дежности работы МСХ в заклиненном состоянии при передаче переменного крутящего момента, так как устраняет возможность отрыва роликов от контактных поверхностей звездочки и обоймы при ко- 20 лебаниях момента, в том числе при импульсивных уменьшениях нагрузки до нуля.

Выключение с запаздыванием является свойством, которое не позволяет испольэовать предлагаемую муфту в машинных при- 25 водах, для которых требуется высокая частота циклов включений — выключений

MCX (до нескольких включений и выключений в секунду). Основной областью ее применения могут быть высокоответственные 30 передачи с относительно малой частотой включений МСХ и большой продолжительностью работы в заклиненном состоянии при высоких уровнях вибрационного нагружения и пульсаций крутящего момента. 35

Изобретение наиболее целесообразно использовать в авиационных передачах одностороннего действия, условия эксплуатации которых характеризуются относительно небольшой частотой включений МСХ, высоким уровнем динамического нагружения и большой амплитудой крутильных колебаний валов в процессе передачи крутящего момента. К числу возможных областей его применения относятся трансмиссии вертолетов.

Данная конструкция позволяет повысить надежность работы муфты в заклиненном состоянии при вибрациях и наличии в передаче пульсаций крутящего момента, например ввиду возникновения резонанса крутильных колебаний, Формула изобретения

1. Муфта свободного хода, содержащя ведущий вал, соединенную с ним посредством шлицевого соединения звездочку и расположенную концентрично ей обойму, тела заклинивания, размещенные между звездочкой и обоймой, прижимное устройство в виде пружин и поворотных упругих рычагов, смонтированных на звездочке, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения надежности за счет дополнительного поджатия тел заклинивания в клиновое пространство, она снабжена кулачками, закрепленными на валу у торцов звездочки, упругие рычаги выполнены двуплечими и контактируют с профильной поверхностью кулачков, шлицы соединения звездочки с валом расположены относительно друг друга с тангенциальным зазором и подпружинены друг относительно друга, 2. Муфта по и. 1, отличающаяся тем, что кулачки выполнены в виде кольца с выемками на наружной цилиндрической поверхности плавно сопряженными с наружной поверхностью кольца.

1666827

Составитепь В.Разоренов (Риг 3

Редактор О.Спесивых Техред М.Моргентэл Корректор М.Максимишинец

Ь

Заказ 2512 Тираж 411 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул.Гагарина 101