УПРУГАЯ МУФТА Российский патент 1994 года по МПК F16D3/58 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных отраслях техники, в частности в двигателестроении для привода навесных агрегатов, например для привода зарядного генератора для снижения и плавного восприятия динамических знакопеременных нагрузок и устранения крутильных колебаний.

Известна упругая муфта [1], содержащая ведущую полумуфту, выполненную в виде ступицы с фланцем, и охватывающую ее с зазором ведомую полумуфту, а также установленные концентрично между полумуфтами втулки, на цилиндрических поверхностях которых выполнены взаимнообращенные лунки, в которых расположены упругие цилиндрические элементы.

Однако конструкция муфты сложна из-за наличия в ней промежуточных колец и большого количества упругих элементов; муфта из-за наличия промежуточных колец и дополнительных упругих элементов имеет большой наружный диаметр, что не позволяет ее применять там, где требуются жесткие ограничения габаритов по наружному диаметру; муфта имеет повышенный момент инерции, что дополнительно увеличивает нагрузку на упругие элементы при работе на переменных нагрузках с резким увеличением и снижением оборотов.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является упругая муфта [2], содержащая ведущую полумуфту в виде ступицы с фланцем и охватывающую ее с зазором ведомую полумуфту с параллельными оси муфты лунками, выполненными на их обращенных одна к другой поверхностях, а также помещенные в них упругие элементы.

Однако при конструктивном исполнении муфты, когда диаметр лунок одинаков с наружным диаметром упругих элементов, указанная муфта имеет малый угол закрутки ведомой полумуфты относительно ведущей, большую жесткость и низкую компенсирующую способность.

Задача состоит в повышении компенсирующей способности муфты при сохранении максимального крутящего момента.

Это достигается тем, что в упругой муфте, содержащей ведущую полумуфту и охватываемую ею с зазором ведомую полумуфту, на взаимно обращенных цилиндрических поверхностях которых выполнены с одинаковым угловым шагом цилиндрические лунки с параллельными оси вала образующими и размещенные в лунках цилиндрические упругие элементы, согласно изобретению каждый из которых выполнен с вогнутой наружной поверхностью с заужением в средней ее части и с осевыми коническими выемками на его торцах. При этом наибольший эффект достигается тогда, когда наружная поверхность каждого упругого элемента выполнена в виде однополостного гиперболоида.

На фиг. 1 показана упругая муфта, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Упругая муфта содержит ведущую 1 и расположенную внутри нее с зазором ведомую полумуфту 2. На взаимно обращенных цилиндрических поверхностях 3 и 4 полумуфт выполнены с одинаковым угловым шагом напротив друг друга лунки 5 и 6. В полостях, образованных этими лунками, расположены цилиндрические упругие элементы 7, на наружной поверхности которых имеется заужение 8, которое для большей эффективности выполнено в виде однополостного гиперболоида.

На торцах упругих элементов 7 с двух сторон выполнены осевые конические выемки 9. Благодаря коническим выемкам 9 упругий элемент имеет на торцах малую жесткость, которая постепенно увеличивается к середине упругого элемента. Одновременно с этим благодаря заужению 8 на наружной поверхности наружный диаметр упругого элемента плавно уменьшается от торцов к его середине. В полостях, образованных взаимно обращенными лунками 5 и 6. упругие элементы 7 центрируются по двум цилиндрическим поверхностям 10, расположенным на торцах упругих элементов. Между зауженной поверхностью 8 упругих элементов 7 и внутренней цилиндрической поверхностью выемок 5 и 6 имеется зазор. К ведущей полумуфте 1 жестко одними и теми же болтами крепится ведущий фланец 11 и крышка 12. Через фланец 11 крутящий момент передается на ведущую полумуфту 1. Вместе с крышкой 12 фланец 11 препятствует смещению в осевом направлении и выпаданию упругих элементов 7 из муфты.

Муфта работает следующим образом.

При появлении крутящего момента на фланце 11 этот момент передается ведущей полумуфте 1. При наличии сопротивления крутящему моменту со стороны ведомой полумуфты 2 ведущая полумуфта 1 начинает смещаться в окружном направлении относительно ведомой. Лунки 5 и 6 сдвигаются относительно друг друга.

Торцы упругих элементов 7, имеющие минимальную жесткость и максимальный диаметр, начинают деформироваться. При дальнейшем окружном смещении ведущей полумуфты 1 относительно ведомой 2 постепенно начинает деформироваться, приближаясь к середине, все большая часть наружной поверхности упругого элемента 7. Деформирование упругих элементов 7 будет продолжаться до тех пор, пока их увеличивающаяся жесткость не уравновесит момент сопротивления ведомой полумуфты 2 и муфта не начнет вращаться как единое целое.

Максимальное сопротивление крутящему моменту упругие элементы 7 создают тогда, когда начнет деформироваться их центральная часть с максимальным заужением 8. При незначительных перегрузках крутильные колебания воспринимаются торцовыми участками 10 упругих элементов, имеющих максимальный диаметр.

Максимальную нагрузку, возникающую при крутильных колебаниях и от резких набросов и сбросов оборотов, упругие элементы 7 воспринимают всей своей наружной поверхностью.

Упругая муфта обратима: крутящий момент можно передавать как с ведущей полумуфты на ведомую, так и с ведомой полумуфты - на ведущую. При этом крутящий момент можно передавать в любую сторону.

При незначительных нагрузках упругая муфта имеет хорошую податливость, а при высоких нагрузках - высокую жесткость.

Использование: машиностроение, различные отрасли техники, в частности в дизелестроении для привода навесных агрегатов. Сущность изобретения: муфта содержит две коаксиально расположенные полумуфты 1 и 2 и размещенные в совмещенных лунках полумуфт цилиндрические упругие элементы 7, каждый из которых выполнен с вогнутой наружной поверхностью и заужением 8 в ее средней части и с осевыми коническими выемками 9 на его торцах. Наружная поверхность каждого упругого элемента 7 выполнена в виде однополостного гиперболоида. Крутящий момент передается от полумуфты 1 к полумуфте 2 через упругие элементы 7. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. УПРУГАЯ МУФТА, содержащая ведущую полумуфту и охватываемую ею с зазором ведомую полумуфту, на взаимно обращенных цилиндрических поверхностях которых выполнены с одинаковым угловым шагом лунки с параллельными оси вала образующими, и размещенные в лунках цилиндрические упругие элементы, отличающаяся тем, что каждый упругий элемент выполнен с вогнутой наружной поверхностью с заужением в ее средней части и с осевыми коническими выемками на его торцах. 2. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что наружная поверхность каждого упругого элемента выполнена в виде однополостного гиперболоида.