ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ ФРИКЦИОННАЯ МУФТА Российский патент 1994 года по МПК F16D7/02 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для передачи крутящих моментов ограниченной величины.

Известна предохранительная фрикционная муфта, содержащая две концентричные одна другой полумуфты, связанные посредством гибкой фрикционной ленты, нажимные пружины и узел стабилизации крутящего момента (авт.св. N 1428862, кл. F 16 D 7/02, 1986).

Муфта имеет сложную конструкцию.

Наиболее близкой к предлагаемой является предохранительная фрикционная муфта, содержащая ведущую полумуфту с поводками, колодки с гибкими фрикционными элементами, установленные с возможностью перемещения в радиальном направлении на поводках и подпружиненные в указанном направлении, и ведомую полумуфту в виде барабана, охватывающую ведущую полумуфту (Известия ВУЗов. Машиностроение, 1971, N 4, с.43, рис.1).

Однако эта муфта обладает нагрузочной способностью и ограниченной точностью срабатывания.

Цель изобретения - повышение нагрузочной способности и точности срабатывания предохранительной фрикционной муфты.

Для этого в предохранительной фрикционной муфте, содержащей ведущую полумуфту с поводками, установленные на них с возможностью перемещения колодки с гибкими фрикционными элементами, поджатые посредством нажимных пружин к внутренней поверхности концентрично установленной ведомой полумуфты, поводки и нажимные пружины установлены перпендикулярно относительно поперечной осевой плоскости симметрии гибких фрикционных элементов со стороны их набегающего конца.

На фиг. 1 изображен общий вид предохранительной фрикционной муфты; на фиг.2 - расчетная схема.

Предохранительная фрикционная муфта содержит ведущую полумуфту 1 и выполненную в виде барабана ведомую полумуфту 2, установленную концентрично ведущей полумуфте. Полумуфты 1 и 2 связаны посредством гибких (упругих) фрикционных элементов 3 в виде лент, смонтированных на колодках 4. Крепление гибких фрикционных элементов 3 к колодкам 4 может быть шарнирным или жестким. Гибкие фрикционные элементы 3 могут быть снабжены фрикционными накладками, увеличивающими сцепление их с ведомой полумуфтой 2.

Поводки 5 жестко закреплены на ведущей полумуфте 1 и выполнены в рассматриваемом примере в виде цилиндрических стержней. Бобышки 6 прикреплены (крепление не показано) к колодкам 4, установлены на поводках 5 с возможностью перемещения вдоль их оси и подпружинены нажимными пружинами 7.

Оси поводков 5 расположены перпендикулярно относительно поперечной осевой плоскости симметрии гибких фрикционных элементов 3 и колодок 4.

Муфта работает следующим образом.

Усилие прижатия гибких фрикционных элементов 3 к внутренней поверхности ведомой полумуфты, обеспечивающее за счет трения передачу крутящего момента между полумуфтами 1 и 2, создается нажимными пружинами 7. Окружное усилие передается поводками 5. Направление вращения муфты выбирается таким, чтобы поводки 5 и нажимные пружины 7 были расположены со стороны набегающего конца гибких фрикционных элементов 3. В рассматриваемом примере муфта вращается в направлении по часовой стрелке.

При вращении муфты в указанном направлении на набегающем (правом, фиг. 2) и сбегающем (левом) концах гибкого фрикционного элемента 3 (на фиг.2 показаны верхние гибкий фрикционный элемент и колодка 4 по фиг.1) возникают усилия Q₁ и Q₂. Разность между усилиями Q₂ и Q₁ определяет величину предельного крутящего момента муфты.

Для определения величины предельного крутящего момента, передаваемого муфтой, рассмотрим равновесие колодки 4. Сумма моментов относительно оси вращения (фиг. 2) дает Q₂R-Q₁R= , (1) где R - радиус внутренней поверхности ведомой полумуфты 2;
Т - предельный крутящий момент муфты;
i - число гибких фрикционных элементов 3.

Сумма проекций всех сил на направление возможного перемещения колодки 4 (горизонтальная ось) запишется в следующем виде Q₂sin - Q₁sin =F, (2) где α - угол обхвата фрикционного элемента 3;
F - сила сжатия пружины 7.

Решая (1) и (2) совместно, с учетом зависимости Эйлера
Q₂= Q₁e^fα, получаем T= , (3) где f - коэффициент трения между ведомой полумуфтой 2 и гибким фрикционным элементом 3.

Анализ выражения (3) показывает, что предельный крутящий момент Т муфты не зависит от коэффициента трения f, поэтому при колебаниях последнего муфта срабатывает при одном и том же предельном крутящем моменте T.

Сопоставительный анализ выражений для определения предельных крутящих моментов заявляемой муфты и муфты-прототипа показывает, что аналитическое выражение предельного момента для муфты-прототипа отличается от выражения (3) наличием сомножителя
< 1, следовательно, при одинаковых геометрических и силовых параметрах сравниваемых муфт предлагаемая муфта имеет более высокую нагрузочную способность.

Сила сжатия пружины 7 определяется расчетом при заданном T в соответствии с выражением (3) и может регулироваться (средства регулировки не показаны).

Использование изобретения позволяет повысить нагрузочную способность и точность срабатывания предохранительной фрикционной муфты.

Сущность изобретения: на ведущей полумуфте 1 закреплены поводки 5 с надетыми на них нажимными пружинами 7. На поводки надеты бобышки 6, прикрепленные к колодкам 4. На колодках 4 смонтированы гибкие фрикционные элементы 3, которые поджимаются пружинами 7 к внутренней поверхности полумуфты 2, установленной концентрично полумуфте 1. Поводки 5 с пружинами 7 расположены перпендикулярно относительно поперечной оси симметрии элементов 3 со стороны набегающего конца. Крутящий момент между полумуфтами 1 и 2 во время работы муфты передается за счет трения между внутренней поверхность полумуфты 2 и элементами 3. 2 ил.

ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ ФРИКЦИОННАЯ МУФТА, содержащая ведущую полумуфту с поводками, установленные на них с возможностью перемещения колодки с гибкими фрикционными элементами, поджатые посредством нажимных пружин к внутренней поверхности концентрично установленной ведомой полумуфты, отличающаяся тем, что поводки и нажимные пружины установлены перпендикулярно поперечной осевой плоскости симметрии гибких фрикционных элементов со стороны их набегающего конца.