ВОЛНОВАЯ МУФТА Российский патент 1994 года по МПК F16H1/00 

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к волновым муфтам для передачи вращения в герметизированное пространство.

Известна волновая муфта, содержащая гибкую трубу, неподвижно закрепленную в ее средней части упругую диафрагму и два установленных у торцов трубы генератора волн. У этой муфты элементы генераторов волн, обеспечивающие форму овала сечений трубы у ее торцов, жестко связаны с приводным валом [1] .

Недостатком аналога является малая долговечность муфты, так как генераторы волн обеспечивают деформирование стенок трубы с частотой вращения входного вала, что приводит к быстрому накоплению циклов усталостных напряжений.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является волновая муфта, содержащая гибкую трубу, закрепленную в ее средней части упругую диафрагму и два установленных у торцов трубы планетарных генератора [2] .

Недостатком прототипа является малая долговечность муфты, так как планетарные генераторы обеспечивают постоянство радиальной деформации при передаче крутящих моментов различной величины, что сказывается на быстром появлении усталостных трещин на гибкой трубе и ее разгерметизации.

Цель изобретения - увеличение долговечности муфты при передаче вращения крутящих моментов различной величины за счет обеспечения регулирования радиальной деформации планетарных генераторов.

Это достигается тем, что волновая муфта снабжена кулачковой втулкой с винтовыми поверхностями противоположного направления на торцах и ограничителями вращения, внутренние элементы планетарных генераторов выполнены в виде пары дисков, упругая диафрагма - в виде мембраны и герметично закрепленного в ее центральной части переходника с глухими торцовыми отверстиями, установленного на входном и выходном валах с возможностью вращения и в контакте с обращенными к нему дисками генераторов, входной вал выполнен с упором, кулачковая втулка размещена между упором и входным генератором с возможностью осевого перемещения, а обращенные к кулачковой втулке поверхности упора и диска входного генератора выполнены по форме ответных поверхностей кулачковой втулки, при этом диски входного генератора и обращенный к ним диск выходного генератора установлены с возможностью осевого перемещения, а другой диск выходного генератора зафиксирован от осевого смещения, при этом диски генераторов и переходник установлены с возможностью относительного вращения, с целью расширения эксплуатационных возможностей, она снабжена корпусом с герметизирующим фланцем в вертикальной плоскости разъема, входной и выходной валы установлены в корпусе с возможностью вращения, а мембрана закреплена на герметизирующем фланце.

На фиг. 1 показана волновая муфта, общий вид; на фиг. 2 - фигурная втулка в изометрии.

Волновая муфта (фиг. 1), содержит гибкую трубу 1, закрепленную в ее средней части 2 упругую диафpагму 3, входной 4 и выходной 5 планетарные генераторы с телами качения, связанные наружными элементами с внутренней поверхностью трубы 1 у ее торцов 6, и внутренними элементами - с входным 7 и выходным 8 валами, кулачковую втулку 9 с винтовыми поверхностями 10, 11 противоположного направления на торцах 12, 13 и ограничителями вращения 14, 15. Внутренние элементы планетарных генераторов 4, 5 выполнены в виде пар дисков 16-19, упругая диафрагма - в виде мембраны 20 и герметично закрепленного в ее центральной части 2 переходника 21 с глухими торцовыми отверстиями, установленного на входном и выходном 8 валах с возможностью вращения и в контакте с обращенными к нему дисками генераторов 16, 19.

Входной вал 7 выполнен с упором, кулачковая втулка 9 размещена между упором и входным генератором 4 с возможностью осевого перемещения, а обращенные к кулачковой втулке поверхности упора диска 16 входного генератора 4 выполнены по форме ответных поверхностей кулачковой втулки 4. При этом диски 16, 17 входного генератора и обращенный к ним диск 18 выходного генератора установлены с возможностью осевого перемещения, а другой диск 19 выходного генератора 5 зафиксирован от осевого смещения, при этом диски 16-19 генераторов 4, 5 и переходник 21 установлены с возможностью относительного вращения.

Муфта снабжена корпусом 22 с герметизирующим фланцем 23 в вертикальной плоскости разъема, входной 7 и выходной 8 валы установлены в корпусе 22 с возможностью вращения, а мембрана 20 закреплена на герметизирующем фланце 23.

Волновая муфта (фиг. 1) работает следующим образом.

При вращении входной втулки начинает вращаться входной вал 7 совместно с планетарным генератором 4 волн. При увеличении передаваемого крутящего момента происходит окружное смещение кулачковой втулки 9 относительно винтовой поверхности 24, выполненной на торце 25 левой половины 16 внутреннего кольца 26 входного планетарного генератора 4 или в зависимости от направления вращения относительно винтовой поверхности 27, выполненной на торце 28 входной втулки. В результате окружного смещения кулачковой втулки 9 происходит сближение двух половин 16, 17 внутреннего кольца 26 входного планетарного генератора 4 и двух половин 18, 19 внутреннего кольца 29 выходного планетарного генератора 5. В результате чего происходит увеличение радиальной деформации планетарных генераторов 4, 5 и следовательно гибкой трубы. Передаваемый крутящий момент возрастает. При уменьшении передаваемого крутящего момента уменьшается радиальная деформация планетарных генераторов 4, 5.

Таким образом, при передаче большего момента имеет место большая деформация гибкой трубы, при передаче меньшего момента - меньшая деформация гибкой трубы.

В предложенной конструкции волновой муфты радиальная деформация зависит от величины передаваемого крутящего момента, а при нулевом крутящем моменте радиальная деформация равна нулю.

Применение предлагаемой волновой муфты позволяет повысить долговечность гибкой трубы за счет уменьшения напряжений при передаче меньших крутящих моментов.

Использование: в машиностроении, в конструкциях волновых муфт для передачи вращения в герметизированное пространство. Сущность: при вращении входной втулки начинает вращаться входной вал 7 совместно с планетарным генератором 4 волн. При увеличении передаваемого крутящего момента происходит окружное смещение кулачковой втулки 9 относительно винтовой поверхности 24, выполненной на торце 25 левой половины внутреннего кольца 26 входного планетарного генератора 4 или в зависимости от направления вращения относительно винтовой поверхности 27, выполненной на торце 28 входной втулки. В результате окружного смещения кулачковой втулки 9 происходит сближение двух половин 16, 17 внутреннего кольца 26 входного планетарного генератора 4 и двух половин 18, 19 внутреннего кольца 29 выходного планетарного генератора 5. Происходит увеличение радиальной деформации планетарных генераторов 4, 5 и гибкой трубы 1. Передаваемый крутящий момент возрастает. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. ВОЛНОВАЯ МУФТА, содержащая гибкую трубу, закрепленную в ее средней части упругую диафрагму, входной и выходной планетарные генераторы с телами качения, связанные наружными элементами с внутренней поверхностью трубы и ее торцов и внутренними элементами с входным и выходным валами, отличающаяся тем, что, с целью увеличения долговечности муфты при передаче крутящих моментов различной величины за счет обеспечения регулирования радиальной деформации планетарных генераторов, она снабжена кулачковой втулкой с винтовыми поверхностями противоположного направления на торцах и ограничителями вращения, внутренние элементы планетарных генераторов выполнены в виде пары дисков, упругая диафрагма - в виде мембраны и герметично закрепленного в ее центральной части переходника с глухими торцевыми отверстиями, установленного на входном и выходном валах с возможностью вращения и в контакте с обращенными к нему дисками генераторов, входной вал выполнен в упором, кулачковая втулка размещена между упором и входным генератором с возможностью осевого перемещения, а обращенные к кулачковой втулке поверхности упора и диска входного генератора выполнены по форме ответных поверхностей кулачковой втулки, при этом диски входного генератора и обращенный к ним диск выходного генератора установлены с возможностью осевого перемещения, а другой диск выходного генератора зафиксирован от осевого смещения, при этом диски генераторов и переходник установлены с возможностью относительного вращения. 2. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, она снабжена корпусом с герметизирующим фланцем в вертикальной плоскости разъема, входной и выходной валы установлены в корпусе с возможностью вращения, а мембрана закреплена на герметизирующем фланце.