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 лунки, обращенные друг к другу, в которых расположены упругие цилиндрические элементы.

Эта муфта имеет хорошую компенсирующую способность, однако конструкция муфты сложна из-за наличия в ней промежуточных колец и большого количества упругих элементов, что не позволяет ее применять там, где требуются жесткие ограничения габаритов по наружному диаметру, кроме того, 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, имеет большую жесткость и низкую компенсирующую способность. Это приводит к тому, что муфта не обеспечивает плавное смягчение ударных нагрузок.

Задача состоит в повышении компенсирующей спсобности муфты, и как следствие, ресурса работы при сохранении передаваемого максимального крутящего момента.

Это достигается тем, что в упругой муфте, содержащей ведущую полумуфту и обхватываемую ею с зазором ведомую полумуфту, на обращенных друг к другу цилиндрических поверхностях которых выполнены с одинаковым угловым шагом цилиндрические лунки с образующими, параллельными оси вала и размещенные в совмещенных лунках полумуфт с контактом в радиальном направлении, упругие элементы выполнены с различной жесткостью и установлены в лунках поочередно, а лунки по меньшей мере одной из полумуфт с установленными под упругие элементы большей жесткости выполнены с кривизной большего диаметра, чем лунки под упругие элементы меньшей жесткости.

При этом наибольший эффект достигается тогда, когда лунки под упругие элементы меньшей жесткости выполнены с диаметром, равным наружному диаметру упругих элементов. Различная жесткость упругих элементов достигается тем, что упругие элементы, расположенные в лунках меньшего диаметра, выполнены со сквозным отверстием, а расположенные в лунках с меньшим диаметром упругие элементы этого отверстия не имеют.

На фиг. 1 показана упругая муфта, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, в варианте исполнения, когда все лунки ведущей полумуфты выполнены одинаковыми.

Упругая муфта (см. фиг. 1 и фиг. 2) содержит ведущую 1 и охватываемую ею ведомую полумуфту 2. На взаимно обращенных цилиндрических поверхностях полумуфт выполнены с одинаковым угловым шагом напротив друг друга лунки 3-6. В полостях, образованных совмещенными лунками с контактом в радиальном направлении с ними, поочередно расположены упругие элементы 7 и 8, отличающиеся друг от друга различной жесткостью.

Упругий элемент 8 имеет уменьшенную жесткость по сравнению с упругим элементом 7 за счет того, что в нем выполнено сквозное осевое отверстие 9. Лунки на ведущей полумуфте 1 выполнены с отличными друг от друга диаметрами и расположены попеременно. Лунка 3 имеет больший диаметр, чем лунка 4. Лунки на ведомой полумуфте 2 также выполнены с отличными друг от друга диаметрами. Лунка 5 выполнена большего диаметра, чем лунка 6. Лунки 3 и 5 с большим диаметром ведущей 1 и ведомой 2 полумуфт установлены напротив друг друга. В образованных этими лунками полостях установлены упругие элементы 7, имеющие повышенную жесткость. Лунки 4 и 6 ведущей 1 и ведомой 2 полумуфт с меньшим диаметром, равным диаметру упругих элементов, также установлены напротив друг друга.

В образованных этими лунками полостях установлены упругие элементы 8, имеющие пониженную жесткость и повышенную податливость по сравнению с упругими элементами 7.

На фиг. 3 показан вариант исполнения муфты, отличающийся тем, что все лунки 3 и 4 ведущей полумуфты 1 выполнены с одинаковым диаметром, равным наружному диаметру упругих элементов. Лунки 5 и 6 на ведомой полумуфте 2 как и в варианте, показанном на фиг. 2. выполнены с отличными друг от друга диаметрами. Лунка 5 выполнена с большим диаметром, чем лунка 6. В образованных лунками 3 и 5 полостях установлены упругие элементы 7 с повышенной жесткостью.

В образованных лунками 4 и 6 полостях установлены упругие элементы 8 с пониженной жесткостью. Этот вариант муфты отличается большей технологичностью изготовления ведущей полумуфты 1 и повышенной жесткостью при максимальном угле закрутки, т.е. имеет ярко выраженную нелинейную характеристику, что положительно сказывается на демпфирующей способности муфты. К ведущей полумуфте 1 (см. фиг. 1) одними и теми же болтами крепится ведущий фланец 10 и крышка 11. Через фланец 10 крутящий момент передается на ведущую полумуфту 1. Вместе с крышкой 11 фланец 10 препятствует смещению в осевом направлении и выпаданию упругих элементов 7 и 8 из муфты.

Муфта работает следующим образом.

При появлении нагрузки на ведомой полумуфте 2 крутящий момент фланцем 10 передается ведущей полумуфте 1. Ведущая полумуфта смещается в окружном направлении относительно ведомой. При этом начинают деформироваться упругие элементы 8 с меньшей жесткостью. Упругие элементы 7 деформируются незначительно, так как между ними и боковыми поверхностями лунок 3 и 5 (см. фиг. 2) остается боковой зазор. Основной момент передается от полумуфты 1 полумуфте 2 через более податливые элементы 8. При дальнейшем возрастании нагрузки окружное смещение ведущей полумуфты 1 относительно ведомой увеличивается. Благодаря своей большей податливости упругие элементы 8 деформируются еще сильнее. Между боковыми поверхностями лунок 3 и 5 и упругими элементами 7 выбирается боковой зазор. Эти элементы начинают деформироваться более интенсивно. Крутящий момент передается как через упругие элементы 8, так и через упругие элементы 7. При незначительных перегрузках крутильные колебания воспринимаются упругими элементами 8, имеющими большую податливость.

Более сильные нагрузки, возникающие от крутильных колебаний и от резких набросов и сбросов оборотов воспринимаются как упругими элементами 7, так и упругими элементами 8.

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.

Использование: машиностроение, различные отрасли техники, в частности двигателестроение для привода навесных агрегатов. Сущность изобретения: муфта содержит две коаксиально установленные полумуфты и упругие цилиндрические элементы 7 и 8 равных наружных диаметров и разной жесткости по меньшей мере двух видов, поочередно размещенные в совмещенных лунках полумуфт, при этом лунки 3 и 5 по меньшей мере одной из полумуфт под упругие элементы 7 большей жесткости выполнены с кривизной большего диаметра, чем лунки 4 и 6 под упругие элементы 8 с меньшей жесткостью. Лунки 4 и 6 под упругие элементы 8 меньшей жесткости выполнены с диаметром, равным наружному диаметру упругих элементов. Упругие элементы 8, расположенные в лунках с меньшим диаметром, выполнены со сквозными отверстиями 9. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. УПРУГАЯ МУФТА, содержащая ведущую и охватываемую ею ведомую полумуфты, на взаимно обращенных цилиндрических поверхностях которых с одинаковым угловым шагом выполнены лунки с образующими, параллельными оси вала, и упругие цилиндрические элементы равных наружных диаметров, установленные в совмещенных лунках полумуфт с контактом в радиальном направлении, отличающаяся тем, что упругие элементы выполнены с разной жесткостью по меньшей мере двух видов поочередно размещенных в лунках полумуфт, при этом лунки по меньшей мере одной из полумуфт под упругие элементы большей жесткости выполнены с кривизной большего диаметра, чем лунки под упругие элементы с меньшей жесткостью. 2. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что лунки под упругие элементы меньшей жесткости выполнены с диаметром, равным наружному диаметру упругих элементов. 3. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что упругие элементы, расположенные в лунках с меньшим диаметром, выполнены со сквозными отверстиями.