УПРУГАЯ МУФТА Российский патент 1995 года по МПК F16D3/58 

Изобретение относится к области машиностроения 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 нагрузок и устранения крутильных колебаний.

Известна упругая муфта, содержащая концентрично расположенные относительно друг друга две полумуфты с радиальными гребнями, между которыми расположены эластичные элементы, выполненные в виде пластин.

Однако эта муфта обладает небольшими демпфирующими возможностями, так как упругие элементы выполнены в виде эластичных пластин, работающих на сжатие, к тому же муфта требует обеспечения точной соосности ее полумуфт, что усложняет ее применение.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой упругой муфте является выбранная в качестве прототипа упругая муфта, содержащая две одинаковые полумуфты и охватывающую полумуфты обойму с равномерно расположенными по окружности продольными пазами сегментного профиля в поперечном сечении на взаимно обращенных кольцевых поверхностях, соединенные между собой установленными в совмещенных пазах полумуфт и обоймы упругими элементами, выполненными в виде чередующихся резиновых пластин и металлических обкладок.

Недостатком этой муфты являются ее низкие демпфирующая и компенсирующая способности. Это объясняется тем, что упругие элементы выполнены в виде резиновых пластин. При работе муфты они работают в основном на сдвиг.

Зависимость передаваемого крутящего момента от угла закрутки ведомой полумуфты относительно ведущей приближается к линейной. Передаваемый крутящий момент возрастает пропорционально углу закрутки ведомой полумуфты относительно ведущей. Демпфирующая способность муфты гораздо выше, когда характеристика муфты является нелинейной, т.е. когда изменение угла закрутки ведомой полумуфты относительно ведущей вызывает нелинейно возрастающее повышение крутящего момента.

Задача состоит в повышении демпфирующих и компенсирующих возможностей муфты.

Решение задачи достигается за счет того, что в упругой муфте, содержащей две одинаковые полумуфты и охватывающую полумуфты втулку с равномерно расположенными по окружности продольными пазами сегментного профиля в поперечном сечении на взаимно обращенных кольцевых поверхностях, соединенные между собой установленными в совмещенных пазах полумуфт и втулки упругими элементами, последние выполнены в виде эластичных цилиндров с длиной, равной длине продольных пазов полумуфт.

Эластичные цилиндры, связанные с разными полумуфтами, выполнены с разной жесткостью. Каждый эластичный цилиндр размещен в пазах обеих полумуфт.

На фиг. 1 показан продольный разрез муфты с упругими элементами, связанными с разными полумуфтами и выполненными с одинаковой жесткостью; на фиг. 2 - поперечный разрез муфты; на фиг. 3 - продольный разрез муфты с упругими элементами, связанными с разными полумуфтами и выполненными с различной жесткостью; на фиг. 4 - продольный разрез муфты с упругими элементами, каждый из которых размещен в пазах обеих полумуфт.

Упругая муфта содержит ведущую полумуфту 1 и ведомую полумуфту 2. Ведущая 1 и ведомая 2 полумуфты выполнены одинаковыми. Полумуфты 1 и 2 размещены внутри охватывающей их втулки 3. На взаимно обращенных друг к другу кольцевых поверхностях полумуфт 1 и 2 и втулки 3 имеются равномерно расположенные по окружности продольные пазы 4 сегментного профиля в поперечном сечении. В объемах, образованных взаимно обращенными пазами, размещены упругие элементы, выполненные в виде эластичных цилиндров 5 и 6, длина каждого из них равна длине продольных пазов 4 полумуфт, с которыми эти эластичные цилиндры взаимодействуют.

С обоих концов втулки 3 в канавках, выполненных на ее внутренних поверхностях, установлены стопорные кольца 7, препятствующие выпаданию эластичных цилиндров 5 и 6 из муфты. В конструктивном исполнении, показанном на фиг. 1, в муфте установлены одинаковые эластичные цилиндры 5 и 6, взаимодействующие с разными полумуфтами 1 и 2. Таким образом, в одном продольном пазу втулки 3 установлены два одинаковых эластичных цилиндров 5 и 6. Эластичный цилиндр 5 взаимодействует с полумуфтой 1 и втулкой 3, а эластичный элемент 6 взаимодействует с полумуфтой 2 и втулкой 3.

Для увеличения диапазона нагрузок, при котором возможна упругая работа муфты, эластичные цилиндры 8 и 9 (фиг.3), связанные с различными полумуфтами, могут быть выполнены с различной жесткостью.

Для обеспечения различной жесткости эластичных цилиндров одни из них (цилиндры 8), взаимодействующие, например, с полумуфтой 1, выполнены полыми.

Там, где требуется меньшая демпфирующая способность муфты, с целью унификации эластичных цилиндров и уменьшения их количества в продольных пазах обеих полумуфт 1 и 2 может быть установлен один эластичный цилиндр 10 (фиг.4), длина которого равна суммарной длине продольных пазов полумуфт 1 и 2.

Муфта работает следующим образом.

При окружном смещении ведущей полумуфты 1 относительно ведомой полумуфты 2 (фиг.1) эластичный цилиндр 5, взаимодействующий с полумуфтой 1, сжимается и увлекает за собой втулку 3. Втулка 3, смещаясь, сжимает эластичный цилиндр 6, взаимодействует с полумуфтой 2 и заставляет ее вращаться. Будучи связанной с полумуфтами 1 и 2 посредством эластичных цилиндров 5 и 6 втулка 3 старается занять промежуточное окружное положение между ведущей 1 и ведомой 2 полумуфтами. Из-за смещения продольных пазов 4 на полумуфтах 1 и 2 относительно продольных пазов втулки 3 эластичные цилиндры 5 и 6 деформируются и компенсируют ударные нагрузки, действующие на муфту.

При конструктивном исполнении муфты, когда установлены эластичные цилиндры 8 и 9 разной жесткости, взаимодействующие с разными полумуфтами, характер работы муфты несколько изменяется. При незначительных ударных нагрузках деформируются эластичные цилиндры 8, обладающие большей податливостью и взаимодействующие с полумуфтой 1. Когда нагрузка увеличивается, эластичные цилиндры 8 деформируются до предела и начинают деформироваться эластичные цилиндры 9, обладающие большей жесткостью, которые взаимодействуют с полумуфтой 2.

При конструктивном исполнении муфты, когда в продольных пазах обеих полумуфт установлен один эластичный цилиндр 10, муфта работает так же, как если бы в этих пазах были бы установлены упругие элементы, взаимодействующие с разными полумуфтами. Однако в варианте, изображенном на фиг. 4, муфта обладает дополнительной жесткостью, т.к. появляется дополнительное сопротивление в эластичном цилиндре (при работе он начинает работать на сдвиг в промежутке между двумя полумуфтами) из-за того, что одна полумуфта действует на эластичный цилиндр с одной стороны, а другая с другой.

Во всех рассмотренных конструктивных исполнениях упругой муфты при смещении осей полумуфт относительно друг друга втулка 3 имеет возможность самоустанавливаться, опираясь на эластичные цилиндры, поэтому она не требует высокой точности установки ведущего и ведомого валов.

Использование предлагаемой упругой муфты позволит повысить демпфирующую и компенсирующую способности муфты за счет использования в ней упругих элементов в виде эластичных цилиндров, устранить радиальные нагрузки на оси полумуфт при их смещении относительно друг друга, что обеспечивает получение значительного экономического эффекта в народном хозяйстве.

Использование: машиностроение, различные отрасли техники, преимущественно в дизелестроении для привода навесных агрегатов, в том числе для привода зарядного генератора для снижения и плавного восприятия динамических нагрузок и демпфирования крутильных колебаний. Сущность изобретения: муфта содержит две полумуфты и охватывающую полумуфты втулку с продольными пазами сегментного профиля в поперечном сечении на взаимно обращенных кольцевых поверхностях. В совмещенных пазах полумуфт и втулки размещены эластичные цилиндры. Эластичные цилиндры могут быть выполнены с длиной, равной длине продольных пазов полумуфт. Эластичные цилиндры, связанные с разными полумуфтами, выполнены с разной жесткостью. Каждый эластичный цилиндр может быть размещен в пазах обеих полумуфт. Крутящий момент передается от одной полумуфты к другой через упругие цилиндры и втулку. з з.п.ф-лы, 4 ил.

1. УПРУГАЯ МУФТА, содержащая две одинаковые полумуфты и охватывающую полумуфты втулку с равномерно расположенными по окружности продольными пазами сегментного профиля в поперечном сечении на взаимно обращенных кольцевых поверхностях, соединенные между собой установленными в совмещенных пазах полумуфт и втулки упругими элементами, отличающаяся тем, что, с целью повышения демпфирующих и компенсирующих возможностей, упругие элементы выполнены в виде эластичных цилиндров. 2. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что эластичные цилиндры выполнены с длиной, равной длине продольных пазов полумуфт. 3. Муфта по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что эластичные цилиндры, связанные с разными полумуфтами, выполнены с разной жесткостью. 4. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что каждый эластичный цилиндр размещен в пазах обеих полумуфт.