Устройство для передачи тарированного крутящего момента

Устройство для передачи тарированного крутящего момента

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (щ752ОУО

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ цоюа Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.07.74 (21) 2039578, 25-27 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.з

F 160 47! 04

В 25В 23/14

Государственный комитет (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень № 28 (53) УДК 621.825.5 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 30.07.80 (72) Автор изобретения

С. Н. Пенкин (71) Заявитель

> (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ТАРИ РОВАН НО(О"

КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для завертывания резьбовых деталей с заданным моментом.

Известна предохранительная муфта с безударной пробуксовкой полумуфт, содержащая подпружиненные полумуфты, помещенные на валах и соединенные торцовыми кул ачками, а также срабатывающее устройство, имеющее свободно установленную обойму, несущую ролики. Кроме того, муфта снабжена трещеткой, смонтированной на ведомом валу и сцепленной зубцами с ведущей полумуфтой, расположенными относительно торцовых кулачков полумуфт так, что исключается случайное совпадение их вершин при включении муфты после срабатывания (1).

Однако известная муфта обладает низкой надежностью из-за отсутствия гарантированного расцепления торцовых кулачков полумуфт при ее срабатывании и надежного сцепления после срабатывания.

Известно устройство для передачи тарированного крутящего момента, содержащее однорядную кулачковую муфту, ведущая и ведомая полумуфты которой смонтированы на соответствующих валах и сцеплены с помощью торцовых кулачков, а также узел

Отвода одной полумуфты от другой, выполненный в виде свободно установленной обоймы, несущей ролики, внутри которой помещены два полукольца, имеющие внутреннюю конусную расточку, взанмодейству5 ющую с конуcHbIM Выступом подпружиненной втулки, смонтированной на ведомом валу с возможностью осевого перемещения (2).

Данное устройство является наиболее

1ð близким решением по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению.

Однако в указанном устройстве при достижении предельного крутящего момента одна кулачковая полумуфта отходит, сжн15 мая пружину, н кулачки проскакивают. Прн следующем цикле работы сцепляются не обязательно те же кулачки. Таким образом, нет постоянства мест сцепления ведущего и ведомого элементов, что отрицательно отражается на стабильности передаваемого крутящего момента. Кроме того, прн расцеплении кулачки обеих полумуфт ударяются друг о друга, вследствии чего уменьшается их долговечность.

25 Для передачи значительных по величине крутящих моментов необходимо увеличивать радиальные габариты полумуфт, что приводит к возникновению большого махового момента, а следовательно, снижает нагрузочную способность устройства.

С целью повышения точности, плавности срабатывания и долговечности, уменьшения радиальных габаритов при передаче значительных крутящих моментов и получения стабильности последнего путем обеспечения постоянства мест сцепления кулачков полумуфт в предлагаемом устройстве узел отвода одной полумуфты от другой выполнен в виде соосной с однорядной кулачковой муфтой многорядной муфты, полумуфты которой выполнены с взаимодействующими между собой винтовыми самотормозящимися торцовыми кулачками, находящимися в постоянном зацеплении и связанными с пружиной однорядной муфты, при этом ведущая полумуфта однорядной муфты смонтирована на ведущем валу с возможностью радиального перемещения, а ее ведомая полумуфта и ведущие полумуфты многорядной кулачковой муфты зафиксированы от относительного проворота, причем ведомые полумуфты многорядной кулачковой муфты установлены на ведомом валу с возможностью осевого и радиального перемещения.

Кроме того, предлагаемое устройство с целью обеспечения самовключения при реверсах снабжено неподвижной стойкой и соосными с кулачковыми муфтами муфтой обгона и тормозными фрикционными дисками, соответственно соединяющими ведомый вал с неподвижной стойкой и ведущий вал с ведомой полумуфтой однорядной кулачковой муфты.

Кроме того, каждая полумуфта однорядной и многорядной муфт может иметь два торцовых кулачка.

На фиг. 1 изображено устройство в сцепленном состоянии в продольном разрезе; на фиг. 2 — положение кулачков при вращении в направлении, в котором требуется получить определенный крутящий момент; на фиг. 3 — положение кулачков после реверса, т. е. прп вращении в направлении, в котором не требуется ограничения крутящего момента; на фиг. 4 — устройство в расцепленном состоянии в продольном разрезе; на фиг. 5 — положение кулачков при расцепленном состоянии однорядной кулачковой муфты; на фиг. 6 — разрез А — А на фиг. 1 (пунктиром показан один из тормозных фрикционных дисков, скомпанованных с муфтой обгона); на фиг. 7 — разрез Б — Б на фиг. 1; на фиг. 8 — разрез  — В на фиг.

1; на фиг. 9 — разрез à — Г на фиг. 4; на фиг. 10 — разрез Д вЂ” Д на фиг. 4; на фиг.

11 — разрез Š— Е на фиг. 4.

На ведущем валу 1 устройства установлен на шпонке фланец 2, в выточку которого вставлен переходный диск 3, на который помещен упорный шарикоподшипник 4. В эту же выточку фланца 2 вставлен с возможностью вращения и осевого перемещения вал 5. В выточке вала 5 расположены регулировочное кольцо 6 и пружина 7, упирающаяся в шарикоподшипник 4. На валу

5 смонтирован фрикционный тормозной диск 8, входящий своими выступами в пазы вала 5. Рядом с диском 8 на вал 5 установлен фрикционный тормозной диск 9, который при помощи болтов 10 и гаек 11 через пружины 12 прижат вместе с диском 8 к плоскости фланца 2. На фланце 2 закреплен стакан 13 с помощью болтов 14 (показаны осевые линии болтов). К внутреннему

1р выступу 15 стакана. 13 прилегает ведущая полумуфта 16 однорядной кулачковой муфты. Полумуфта 16 помещена своими выступами 17 на торце, противоположном кулачкам, в прорези 18 внутреннего выступа 15

1 стакана 13. Между полумуфтой 16 и фланцем 2 вставлена втулка 19, препятствующая осевому перемещению полумуфты 16, но допускающая радиальное перемещение полумуфты 16, чтобы оба кулачка 20 полумуфты 16 могли участвовать в передаче крутящего момента. На квадратную часть

21 вала 5 надета ведомая полумуфта 22, однорядной кулачковой муфты. Полумуфта

22 имеет на торце впадины 23, в которые могут входить кулачки 20 полумуфты 16.

Полумуфта 22 может быть сцеплена или расцеплена с полумуфтой 16 в зависимости от положения вала 5. На квадратную часть

21 вала 5 также надет стакан 24. В пазы 25 стакана 24 вставлены ведущие полумуфты

26 многорядной кулачковой муфты. Конец

27 вала 5, противоположный концу, входящему во фланец 2, входит с возможностью вращения и осевого перемещения во втулку 28, надетую на шпонке на ведомый вал

29. На втулку 28 установлен с возможностью вращения фланец 30, который входит в стакан 13. Фланец 30 и стакан 13 стянуты болтами 31 (показаны осевые линии

4р болтов). На фланец 30 надет упорный шарикоподшипник 32, в который упирается одна из ведомых полумуфт 33 многорядной кулачковой муфты. Полумуфты 33 помещены на лыски 34 втулки 28. Выступ 35 флан4 ца 30 под шарикоподшипник 32 таков, что правое кольцо 36 (фиг. 1 или фиг. 4) шарикоподшипника 32 не может сходить с этого выступа при положении кулачков полумуфт

16, 22, 26 и 33, изображенном на фиг. 3, т. е. у сумма зазоров а (фиг. 3) должна быть меньше величины b (фиг. 1 н фиг. 4). На втулку 28 помещен на шпонке фланец 37, на который свободно надет имеющий возможность вращаться корпус 38 муфты обу гона. Корпус 38 связан штифтами 39 с фрикционным тормозным диском 40. Штифты 39 вставлены со свободной посадкой в корпус 38 и диск 40. По обе стороны диска

40 помещены тормозные фрикционные диски 41 и 42, выступы которых входят в пазы фланца 37. Корпус 38 и диски 40 — 42 через тарельчатую пружину 43 прижаты гайками 44 к плоскости фланца 37. Ролики 45 муфты обгона вставлены между корпусом вя 38 и неподвижной стойкой 46. Сжатие дис752070

25 ков, фрикционных тормозных муфт должно быть отрегулировано так, чтобы крутящий момент трения на соприкасающихся торцах фланца 37, корпуса 38 и дисков 40 — 42 был больше крутящего момента трения соприкасающихся торцов фланца 2 и фрикционных тормозных дисков 8 и 9. Однако, крутящий момент трения в системе фланца 2 и фрикционных дисков 8 и 9 должен быть достаточным для вывода при реверсе полумуфт 26 и 33 из заклиненного состояния, а крутящий момснт трения в системе фланца 37, корпуса 38 и дисков 40 — 42 не должен вызывать нагревания системы сверх допустимой нормы.

Полумуфты 26 и 33 имеют с одной стороны плоский торец 47 и 48, а с другой кулачки 49 и 50. Располагаются они так (считая слева направо на фиг. 1 и фиг. 4): первая полумуфта ЗЗ может упираться плоским торцом 48 в шарикоподшипник 32> а кулачками 50 сцепляться с кулачками 49 полумуфты 26. В плоский торец 47 полумуфты 26 может упираться плоский торец

48 следующей полумуфты 33, сцепленной кулачками 50 с кулачками 49 полумуфты

26. Последняя может упираться плоским торцом 47 в торец стакана 24. Кулачки 49 и 50 полумуфт 26 и 33 выполнены так, что для вращения в том направлении, в котором требуется ограничение крутящего момента, они могут контактировать винтовыми поверхностями 51 (фиг. 2 и фиг. 5).

Винтовые поверхности 51 должны быть такими, чтобы с учетом трения на плоских торцах 47 и 48 полумуфт 26 и 33 кулачки

49 и 50 были самотормозящими. Кроме того, кулачки 49 и 50 полумуфт 26 и 33 выполнены так, что для обратного вращения после реверса, для вращения в том направлении, в котором не требуется ограничение крутящего момента, они могут контактировать прямыми поверхностями 52, проходящими через ось муфты (фиг. 3).

Работает преллагаемое . стройство следутощим образом.

Под,лсйствттсм пружины 7 вал 5 всегда стремится сместиться влево (сЬттг. 1 и фиг.

4). При вращении ведущего вала 1 в том направлении, при котором требуется определенньтй крутящий момент, полумуфты 16 и 22 сцеплены и прижаты усилием пружины 7 к внутреннему выступу 15 стакана 13.

Вращение вала 1 через фланец 2, стакан

13 и полумуфты 16 и 22 передается валу 5 и сидящему на нем стакану 24 с полумуфтами 26, Полумуйтьт 26 своими винтовыми поверхностями 51 кулачков 49 сцепляются с такими же поверхностями кулачков 50 полумуфт 33 и вращение получает втулка 28 с ведомым валом 29. Взаиморасположение кулачков 49 и 50 обеих полумуфт 26 и 33 при этом показано на фиг, 2. Муфта обго30

65 на при этом не препятствует врашеншо.

При достижении крутящего момента определенной величины кулачки полумуфт 26 и 33, смещаясь (проскальзывая); сдвигают своими винтовыми поверхностями 51 через стакан 24 полумуфту 22 с валом 5 вправо (фиг. 4), сжимая пружину 7 до тех пор, пока полумуфты 16 и 22 не выйдут ттз сцепления. Ведущий вал 1 со стаканом 13 и полумуфтой 16 продолжают вращсттттс, а полумуфта 22 с валом 5 останавливаются. Поскольку на вал 5 насажен стакан 24 с полумуфтами 26, сцепленными с полумуфтами

33, надетыми на лыски 34 втулки 28, прекращается вращение ведомого вала 29. Взаиморасположение кулачков обеих муфт прп этом показано на фиг. 5.

Вращение фланца 2 и диска 9 продолжается. Вал 5 стоит. Диск 8 при этом проскальзывает по торцам фланца 2 и диска

9. Это создает дополнительное условие для самоторможения полумуфт 26 и 33, не вызывая дополнительного увеличения требуемого крутящего момента на валу 29.

Спустя некоторое время, после остановки ведомого вала 29, ведущий вал 1 регерсируется. Устройство в начале реверса находится в положетттттт. показанном на фпг. 4. так как кулачки 49 и 50 полумуфт 26 и 33 самотормозящие и, следовательно, заклинены. Фланец 2 через диски 8 и 9, вал 5, стакан 24, полумуфты 26 и 33 и втулку 28 стремится вращать вал 29 в обратном направлении. Если бы началось такое вратттение, то детали муфт устройства не могли бы тстановиться в положение, показанное на фиг. 2 или фиг. 3. Но, посколт.к роликами 45 заклинивается в неподвижной стойке 46 корпус 38 муфты обгона т. поскольку система фланца 37 корпуса 38 и дисков 40 — 42 развивает больший кттс тятнттй момент трения, чем система фланца 2 т. тттсков 8 и 9, вал 29 со втулкой 28 II полухтуФтами 33 не может повернуться. Однако от системы фланца 2 и дисков 8 и 9 поворачивается ва,л 5 со стаканом 24 и полумуфтами 26. Происходит расклинивание к ля тков 49 и 50 полумуфт 26 и 33 и они BxoëI .T в контакт своими прямыми поверхттостят и

52. При этом все же полумуфты 16 и 22 могут не сцепляться, à спттраться дртг в друга своими торцами 53 и 54. Тогда вал

5 останавливается из-за торможения системы фланца 37, корпуса 38 и дисков 40 — 42, но стакан 13 с полумуфтой 16 вращаются.

При этом диск 8 проскальзывает. Следовательно, полумуфта 22 не вращается, а полумуфта 16 скользит по ней до тех пор, пока кулачки 20 полумуфты 16 не совпадут со впадинами 23 полумуфты 22, и полумуфты под действием пружины 7 не сцепятся.

После этого начинает вращаться вал 29, а система фланца 37, корпуса 38 и дисков

752070

40 — 42 проскальзывает. При этом корпус

38 и диск 40 не вращаются. Взаиморасположение кулачков обеих муфт в этом положении показано па фиг. 3.

Спустя некоторое время реверсивное вращение прекращается, и вал 1 включается опять на вращение в направлении, в котором требуется ограничение крутящего момента. Кулачки обеих муфт сдвигаются и переходят из положения, показанного на фиг. 3, в положение, показанное на фиг. 2.

Цикл повторяется.

Следует отметить, что в конструкции устройства должен быть заложен такой максимальный отход вала 5 вправо (фиг. 1 и фиг. 4), при котором кулачки 49 и 50 полумуфт 2б и 33 не могут проскакивать. Это гарантирует сцепление при всех последующих циклах тех же поверхностей кулачков многорядной кулачковой муфты.

Таким образом, положение элементов устройства, от которых зависит величина крутящего момента на ведомом валу, всегда при всех циклах одинаково. Этим гарантируется стабильность передаваемого крутящего момента.

Конструкция устройства такова, что усилие пружины 7 замкнуто в механизме его и не передается на ведущий и ведомый валы. Для уменьшения трения в выключенном положении служат упорные шарикоподшипники 4 и 32.

Кулачковая муфта с винтовыми самотормозящими кулачками выполнена многорядной для обеспечения возможности получения большего крутящего момента, передаваемого винтовыми поверхностями кулачков, при меньшем усилии пружины и меньшем диаметре муфты.

B однорядной кулачковой муфте поверхности контакта кулачков при вращении в направлении, где требуется ограничение крутящего момента, выполнены тоже по винтовой поверхности, но с ббльшим шагом для того, чтобы трение на этих поверхностях меньше влияло на процесс выключения муфты при достижении крутящего момента нужной величины.

Формула изобретения

1. Устройство для передачи тарпрованпого крутящего момента, содержащее одно5 рядную кулачковую муфту, ведущая и ведомая полумуфты которой сцеплены с ведущим и ведомым валами и поджаты друг к другу пружиной, а также узел отвода одной полумуфты от другой, о т л и ч а ю щ е10 ее я тем, что, с целью повышения точности, плавности срабатывания, долговечности, обеспечения стабильности крутящего момента, уменьшения радиальных габаритов, узел отвода одной полумуфты от другой выпол15 нен в виде соосной с однорядной кулачковой муфтой многорядной муфты, полумуфты которой выполнены с взаимодействующими между собой винтовыми самотормозящимися торцовыми кулачками, находящп2р мися в постоянном зацеплении и связаннымп с пружиной однорядной муфты, при этом ведущая полумуфта однорядной муфты смонтирована на ведущем валу с гозможностью радиального перемещения, а ее ве25 домая полумуфта и ведущие полумуфты многорядной кулачковой муфты зафиксированы от относительного проворота, причем ведомые полумуфты многорядной кулачковой муфты установлены на ведомом валу с

_#_ возможностью осевого и радиального перемещения.

2. Устройство по п. 1, о тл и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью обеспечения самовключения при реверсах, оно снабжено не35 подвижной стойкой и соосными с кулачковыми муфтами муфтой обгона и тормознымп фрикционнымп дисками, соответственно соединяющими ведомь|й вал с неподвижной стойкой и ведущей вал с ведомой полумуф40 той однорядной кулачковой муфты.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что каждая полумуфта однорядной и многорядной муфт имеет два торцовых кулачка.

45 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 425004, кл. F 1бЭ 7/04, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

50 Ко 501214, кл. F 16D 7/04, 1974 (прототип).

752070

Составитель О. Логвинова

Редактор Н. Суханова Техред В. Серякова Корректоры: А. Галахова и Л. Орлова

Заказ 1452/8 Изд. № 388 Тираж 1095 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2