ЖЕСТКАЯ НЕПОДВИЖНАЯ МУФТА Российский патент 1996 года по МПК F16D1/02 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для передачи вращающего момента между соосными валами.

Известна муфта, содержащая две полумуфты в виде фланцев с кольцевой канавкой V-образного профиля, расположенной в зоне стягивающих элементов на одном из фланцев, и соответствующим канавке кольцевым выступом на другом фланце (заявка ФРГ 2721306, кл. F 16 D 1/00, 1978).

Устройство обладает невысокой нагрузочной способностью вследствие ограниченной площади среза стягивающих элементов.

Наиболее близкой к предлагаемой является муфта, содержащая две полумуфты в виде встречных фланцев, стык которых выполнен в форме конусной поверхности, и стягивающие элементы (авт.св. СССР N 647474, кл. F 16 D 1/02, 1977).

Недостаток известной муфты заключается в низкой нагрузочной способности вследствие небольшой площади среза стягивающих элементов.

Технический результат изобретения повышение нагрузочной способности муфты.

На фиг. 1 изображена муфта, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 расчетная схема.

Муфта содержит соосные полумуфты 1 и 2 с встречными фланцами и стягивающие резьбовые элементы в виде болтов 3. Болты 3 установлены гладкой частью в отверстиях, выполненных в зоне стыка фланцев полумуфт 1 и 2. Ось отверстий перпендикулярна оси муфты.

Резьбовой частью болты 3 соединены с полумуфтой 1.

Стык фланцев полумуфт 1 и 2 может быть выполнен в двух вариантах. При первом варианте плоскость стыка фланцев выполнены перпендикулярно оси муфты (фиг. 1, верхняя часть, фиг. 2) и смещена относительно продольной оси болтов 3 влево, т.е. в сторону полумуфты 1. При втором варианте второй стык фланцев полумуфт выполнен в форме конусной поверхности, расположенной в зоне отверстий под болты 3, т.е. их гладкой части (фиг. 1, нижняя часть) и изображенной штриховыми линиями. Образующая конусной поверхности может быть наклонена к оси муфты под разными углами (в пределах проекции отверстия под болтами 3 на плоскость фиг. 1).

Отверстия под болты 3 во фланцах полумуфт 1 и 2 при обоих вариантах должны быть выполнены совместно, т.е. в сборе.

Для предотвращения самоотвинчивания болтов 3 во время работу муфты могут быть применены соответствующие элементы (пружинные шайбы, обвязка проволокой и т.п.).

Посадкa гладких частей болтов 3 в отверстия фланцев полумуфт 1 и 2 производится без зазора.

Муфта работает следующим образом.

Передача крутящего момента между полумуфтами, например от полумуфты 1 на полумуфту 2, осуществляется посредством гладкой цилиндрической поверхности болтов 3, расположенной в зоне стыка фланцев. При этом болты 3 испытывают напряжения сдвига (среза) в плоскости стыка фланцев полумуфт 1 и 2. Кроме того, для первого варианта выполнения поверхности стыка фланцев (верхняя часть на фиг. 1) болты 3 испытывают напряжения сдвига в плоскости поперечного сечения, ограниченной слева плоскостью стыка фланцев. При достаточно большой длине гладкого отверстия Н/H>d (фиг. 3), d диаметр отверстия, суммарная площадь среза получается значительной, что позволяет повысить нагрузочную способность муфты.

При выполнении стыка фланцев полумуфт 1 и 2 в форме конусной поверхности наибольшая площадь сдвига болтов 3 имеет место в том случае, когда образующая поверхности конуса будет являться диагональю прямоугольника проекции гладкой части болта на плоскость фиг. 1 с углом наклона к оси муфты α либо с углом, превышающим угол α Данное условие отражается неравенством
> α ≥ arctg что следует из рассмотрения расчетной схемы на фиг. 3.

Анализ конструкции муфты показывает, что в том случае, когда вершина конусной поверхности стыка фланцев направлена в сторону полумуфты 1 (при расположении образующей в соответствии с фиг. 3), муфта имеет боле высокую нагрузочную способность чем в случае, когда вершина конусной поверхности направлена в противоположную сторону.

Для получения большей площади среза гладкой части болтов 3 необходимо, чтобы плоскость стыка фланцев полумуфт 1 и 2 пересекала ось болтов на расстоянии от начала или конца отверстия, равном Н/2.

Величина смещения плоскости стыка фланцев полумуфт 1 и 2 от оси болтов 3 (фиг. 2) выбирается в зависимости от действующих в процессе работы на полумуфты осевых нагрузок при условии отсутствия деформации острых кромок на стенках отверстий полумуфты 2.

Изобретение позволяет повысить нагрузочную способность муфты.

Использование: в машиностроении. Сущность изобретения: соосные муфты соединены стягивающими элементами, выполненными в виде болтов, установленных перпендикулярно оси муфты. Плоскость стыка фланцев смещена относительно стягивающих элементов в сторону первой полумуфты. Второй стык фланцев может быть выполнен в форме конусной поверхности, расположенной в зоне отверстия фланцев под стягивающие элементы с вершиной, направленной в сторону первой полумуфты. Величину угла между образующей конусной поверхности и осью муфты определяют по приведенной зависимости. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. ЖЕСТКАЯ НЕПОДВИЖНАЯ МУФТА, содержащая две полумуфты с фланцами и стягивающие резьбовые элементы, размещенные в отверстиях фланцев, отличающаяся тем, что отверстия расположены перпендикулярно к оси муфты в зоне стыка фланцев, стягивающие элементы связаны с первой полумуфтой посредством резьбового соединения, а плоскость стыка фланцев смещена относительно оси стягивающих элементов в сторону первой полумуфты. 2. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что второй стык фланцев выполнен в форме конусной поверхности, расположенной в зоне отверстий фланцев под стягивающие элементы с вершиной, направленной в сторону первой полумуфты, причем величину угла между образующей конусной поверхности и осью муфты определяют из следующего соотношения:

где H - длина гладкого отверстия под стягивающий элемент;
d - диаметр отверстия.