ОБГОННАЯ МУФТА Российский патент 1995 года по МПК F16D41/06 

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для автоматического соединения и разъединения валов с передачей крутящего момента в ту или иную сторону.

Известна обгонная муфта, состоящая из корпуса, в котором на оси установлена звездочка и охватывающая ее обойма. Рабочие поверхности пазов звездочки и обоймы образуют клиновые полости, в которых расположены подпружиненные шарики. Механизм управления выполнен в виде подпружиненной шайбы со стержнями, имеющими выступы, между которыми расположены шарики [1].

Недостатком данной муфты являются ее малая нагрузочная способность, что обусловлена передачей нагрузки посредством контакта шарика с плоскостью; высокая чувствительность плоского профиля звездочки к изнашиванию, сложность самой конструкции и технологии изготовления.

Известна обгонная муфта, содержащая соосно расположенные полумуфты и тела заклинивания, на взаимообращенных торцах полумуфт выполнены криволинейные канавки полукруглого профиля в поперечном сечении, при этом канавка на ведомой полумуфте кольцевой формы и расположена концентрично оси муфты, на ведущей полумуфте канавки в виде криволинейных пазов, расположенных с эксцентриситетом относительно оси муфты, а тела заклинивания размещены в совмещенных канавках [2].

Недостатком данной обгонной муфты является невозможность реверсирования передаваемого крутящего моменты, обусловленная взаимным расположением спиралеобразных пазов, ударное включение, сложность изготовления самих дугообразных пазов, низкая нагрузочная способность муфты.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей обгонной муфты и упрощение технологии изготовления ее основных элементов.

Это достигается тем, что в обгонной муфте, содержащей ведущую и ведомую соосно расположенные полумуфты и тела заклинивания, на взаимообращенных торцах полумуфт выполнены криволинейные канавки полукруглого профиля в поперечном сечении, при этом канавка на ведомой полумуфте кольцевой формы и расположена концентрично оси муфты, на ведущей полумуфте канавки в виде криволинейных пазов, расположенных с эксцентриситетом относительно оси муфты, а тела заклинивания размещены в совмещенных канавках полумуфт, между полумуфтами размещен с возможностью перемещения и последующей фиксацией сепаратор с прорезями, совмещенными с местами расположения шариков в канавках полумуфт. На торце ведущей полумуфты выполнен по крайней мере один дополнительный криволинейный паз, оба паза имеют кольцевую форму, полукруглые в поперечном сечении и расположены с эксцентриситетом относительно оси муфты.

На торце ведомой полумуфты выполнена по крайней мере одна дополнительная криволинейная кольцевая канавка, полукруглая в поперечном сечении и расположена концентрично относительно оси муфты. Сепаратор может находиться в любом из трех фиксированных положениях относительно обеих полумуфт.

Сепаратор, размещенный между полумуфтами, выполняет роль управляющего элемента. Она состоит в том, что при повороте сепаратора в одно из крайних положений на определенный угол и его фиксации шарики располагаются так, что расстояние от осевой линии эксцентричной канавки на ведомой полумуфте до ее оси вращения равно радиусу осевой линии кольцевой концентрической канавки на ведомой полумуфте. Прорези сепаратора при этом образуют с эксцентричными канавками ведущей полумуфты дугообразные пазы, в которых размещены шарики. В этом положении шарики могут заклиниваться только при повороте ведомой полумуфты в ту же сторону, в направлении которой произошел поворот сепаратора. Это обусловлено тем, что поверхность кольцевой концентричной канавки увлекает шарики из описанного выше положения в клиновое пространство, образованное поверхностями канавок обеих полумуфт. Угол поворота ведомой полумуфты относительно ведущей при заклинивании муфты зависит от угла заклинивания, радиуса полукруглого профиля канавок и погрешностей при нарезании канавок на торцах полумуфт.

При обратном вращении ведомой полумуфты шарики выкатываются из клинового пространства и движутся по поверхностям канавок ведущей полумуфты до контакта с полукруглыми прорезями сепаратора и располагаются так, как было описано выше. При этом по шарикам относительно ведущей полумуфты свободно обкатывается ведомая полумуфта, а сами шарики вертятся вокруг своей оси. Муфта расклинена и не передает крутящий момент.

Если сепаратор занимает промежуточное положение относительно двух крайних, то обгонная муфта передает крутящий момент в обоих направлениях как со стороны ведущей, так и ведомой полумуфт. В этом фиксированном положении прорези сепаратора образуют совместно с эксцентричными канавками ведущей полумуфты двусторонние дугообразные пазы. В центральной части этих пазов размещаются шарики. Расстояние от этого местоположения шариков, как и в первом случае, равно радиусу осевой линии концентричной канавки ведомой полумуфты. Но теперь шарики не соприкасаются с полукруглыми прорезями сепаратора, и им ничто не препятствует оказаться заклиненными при повороте любой из полумуфт в ту или другую сторону.

Упрощение технологии изготовления деталей муфты заключается в следующем.

Криволинейные канавки как на ведущей, так и на ведомой полумуфтах изготавливаются на вертикально-фрезерных станках с ЧПУ. Для этого требуется программа, с помощью которой выполняются все необходимые операции. Разработка программы является одним из самых трудоемких этапов в изготовлении полумуфт. Поэтому для уменьшения времени изготовления деталей и упрощения технологии предложено вместо отдельных криволинейных пазов выполнять на торцовой поверхности полумуфты кольцевые канавки, располагающиеся эксцентрично оси муфты. Эту технологическую операцию несложно выполнить на обычном токарном станке типа 16К20. Кольцевую концентричную канавку на ведомой полумуфте также можно изготовить таким же способом. Если затем наложить сепаратор с прорезями на эксцентричные канавки ведущей полумуфты, то получатся криволинейные пазы.

На фиг. 1 представлена обгонная муфта, общий вид; на фиг.2 - канавки на ведущей полумуфте; на фиг.3 - канавки на ведомой полумуфте; на фиг.4 - сепаратор с прорезями; на фиг.5 - расположение сепаратора и шариков на ведущей полумуфте в режиме свободного хода; на фиг.6 - положение сепаратора и шариков в режиме передачи крутящего момента.

Обгонная муфта состоит из двух соосно расположенных на валу 1 ведомой 2 и ведущей 3 полумуфт, размещенных в корпусных деталях 4 и 5. На торце ведомой полумуфты 2 выполнены две кольцевые канавки 6, концентричные оси муфты разного радиуса, на торце ведущей полумуфты - две эксцентричные канавки 7 равного радиуса, между ними помещены шарики 8. Сепаратор 9 фиксируется относительно ведомой полумуфты 2 стопорным винтом 10. Прорези 11 сепаратора 9 образуют с канавками ведущей полумуфты криволинейные пазы 13 (фиг.5). Перемещение и фиксация сепаратора осуществляется через отверстия 12.

Обгонная муфта работает следующим образом.

При перемещении сепаратора (фиг.5) в одно из крайних положений и его фиксации шарики 8 касаются полукруглых прорезей сепаратора. Расстояние от центров шариков (фиг.5) до оси муфты равно радиусу осевой линии кольцевой концентричной канавки 6 полумуфты 2. Если ведущая полумуфта 3 вращается по часовой стрелке, то заклинивания шариков не происходит. То же самое происходит и тогда, когда сепаратор занимает другое крайнее положение.

Заклинивание шариков будет происходить тогда, когда полумуфта 3 будет вращаться против часовой стрелки. В этом случае происходит передача муфтой крутящего момента в направлении, противоположном повороту сепаратора. Таким образом осуществляется реверсирование передаваемого крутящего момента.

Если сепаратор занимает промежуточное положение (фиг.6), то шарики 8 под воздействием поверхностей канавок 7 или канавки 6 будут увлекаться в клиновое пространство, образованное этими канавками. В результате вращения одной из полумуфт, например ведомой 2 по часовой стрелке, шарики 8 заклиниваются. Крутящий момент передается муфтой по часовой стрелке. Аналогично будет происходить заклинивание муфты и передача крутящего момента в противоположном направлении. Так, обгонная муфта работает в режиме глухой муфты, жестко соединяющей валы.

Наличие сепаратора в обгонной муфте позволяет расширить ее функциональные возможности за счет обеспечения передачи крутящего момента в двух направлениях, а также ее функционирования как глухой муфты. Обгонная муфта имеет относительно несложную конструкцию и проста в изготовлении.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для автоматического соединения и разъединения валов с передачи крутящего момента в двух направлениях. Сущность изобретения: обгонная муфта состоит из двух соосно расположенных на валу 1 ведомой 2 и ведущей 3 полумуфт, размещенных в корпусных деталях 4 и 5. На торце ведомой полумуфты 2 имеются две кольцевые, концентричные канавки 6 различного радиуса, на торце ведущей полумуфты 3 - две кольцевые эксцентричные 7 равного радиуса. Между полумуфтами 2 и 3 расположены шарики 8. Сепаратор 9 размещается между полумуфтами, может занимать три фиксированных положения относительно полумуфты 2 имеет прорези 11, совмещенные с местоположением шариков 8. В одном из крайних положений зафиксированного винтом 10 сепаратора 9 муфта передает крутящий момент в направлении, обратном направлению поворота сепаратора. Для изменения направления передачи крутящего момента сепаратор переводят в другое крайнее положение. Для работы муфты в качестве глухой необходимо перевести сепаратор в промежуточное положение и зафиксировать его винтом 10. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. ОБГОННАЯ МУФТА, содержащая ведущую и ведомую соосно расположенные полумуфты и тела заклинивания, на взаимообращенных торцах полумуфт выполнены криволинейные канавки полукруглого профиля в поперечном сечении, при этом канавка на ведомой полумуфте кольцевой формы и расположена концентрично оси муфты, на ведущей полумуфте-канавки в виде криволинейных пазов, расположенных с эксцентриситетом относительно оси муфты, а тела заклинивания размещены в совмещенных канавках полумуфт, отличающаяся тем, что между полумуфтами размещен с возможностью перемещения и последующей фиксации сепаратор с прорезями, совмещенными с местами расположения шариков в канавках полумуфт. 2. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что на торце ведущей полумуфты выполнен по крайней мере один дополнительный криволинейный паз, оба паза имеют кольцевую форму, полукруглые в поперечном сечении и расположены с эксцентриситетом относительно оси муфты. 3. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что на торце ведомой полумуфты выполнена по крайней мере одна дополнительная криволинейная кольцевая канавка, полукруглая в поперечном сечении и расположена концентрично относительно оси муфты. 4. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что сепаратор может находиться в любом из трех фиксированных положений относительно обеих полумуфт.