КОМПЕНСАЦИОННАЯ МУФТА Российский патент 1996 года по МПК F16D3/52 F16D3/62 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для соединения валов машин и механизмов, передающих крутящий момент в условиях перекосов и смещений осей соединяемых валов.

Известна упругая муфта, содержащая две фланцевые полумуфты с расположенными на их торцах консольно закрепленными пальцами, которые последовательно огибают ленточное бесконечное гибкое звено [1]
Недостатком этой муфты является ограниченный срок службы из-за разрушения гибкого звена в местах трения его о пальцы и значительных перегрузок, возникающих в гибком звене при передаче окружных усилий.

Известна также компенсационная муфта, содержащая две полумуфты, соединенные посредством гибкого звена, средняя часть которого расположена в выполненных на одной из полумуфт отверстиях, а концы закреплены на другой полумуфте, а также средство натяжения гибкого звена, выполненное в виде пружины сжатия, причем гибкое звено выполнено в виде отдельных отрезков, концы которых закреплены на шлицевых втулках, расположенных на шлицевом валу, принадлежащем одной из полумуфт [2]
Недостатком этой муфты является ограниченный ресурс работы из-за неравномерности распределения нагрузки между отдельными отрезками гибкого звена, вызванной невозможностью получения одинаковыми их по длине и сложностью заделки концов, а также значительными вибрациями, вызываемыми разбалансированностью муфты вследствие наличия подвижных сопряжений между шлицевым валом и фланцевыми втулками.

Наиболее близкой к предлагаемой является упругокомпенсационная муфта, содержащая ведущую и ведомую полумуфты с торцовыми выступами, размещенными равномерно по окружности, связанные между собой посредством упругих колец, огибающих выступы с взаимно противоположных сторон, причем выступы полумуфт размещены на одинаковом расстоянии от оси муфты, количество выступов на каждой полумуфте не менее трех, каждый выступ контактирует со всеми кольцами, количество колец четное, а на каждом выступе установлены ролики с возможностью вращения на выступах в местах контакта их с кольцами [3]
Недостатком этой муфты является ограниченная компенсационная способность при расцентровках и перекосах осей соединяемых валов в условиях контактирования выступов полумуфт, вызванного значительными крутящим моментом, что приводит к возрастанию нагрузок на подшипниковые узлы соединяемых машин и механизмов и, как следствие, к преждевременным их отказам.

Задача изобретения увеличение компенсационной способности муфты при передаче значительных крутящих моментов.

Для решения этой задачи в компенсационной муфте, содержащей две полумуфты с равномерно размещенными по окружности выступами на взаимно обращенных торцах в виде осей с направляющими роликами, связанных между собой гибким звеном замкнутого контура, полумуфты выполнены в виде концентрично размещенных один в другом стаканов с равномерно расположенными по окружности и совмещенными в окружном направлении окнами на боковых поверхностях, в окнах полумуфт закреплены оси, причем в каждом окне наружной полумуфты со смещением в окружном направлении закреплены две оси с одним направляющим роликом на каждой из них с расстоянием между осями, большим диаметра ролика, а в окнах внутренней полумуфты закреплено по одной оси с двумя направляющими роликами, направляющие ролики каждого окна наружной полумуфты охвачены гибким звеном петлеобразно с переходом в виде восьмерки на ролик внутренней полумуфты и с дальнейшим огибанием смежных роликов внутренней полумуфты со стороны центра муфты.

На фиг. 1 изображена компенсационная муфта, разрез; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 схема, поясняющая работу муфты.

Компенсационная муфта состоит из двух полумуфт: ведущая включает ступицу 1, к которой прикреплена обечайка 2, образуя с ней внутренний стакан, на его боковых поверхностях имеются сквозные окна 3, в которых закреплены оси 4 с двумя направляющими роликами 5 каждая.

Ведомая полумуфта состоит также из ступицы 6 и обечайки 7, образующих стакан большего диаметра, концентрично охватывающий ведущую муфту. На боковой поверхности стакана ведомой полумуфты напротив окон ведущей полумуфты имеются сквозные окна 8, в которых в окружном направлении на расстоянии, большем, чем диаметр направляющего ролика, расположены две оси 9, имеющие по одному направляющему ролику 10.

Полумуфты соединены между собой гибким звеном 11 замкнутого контура, которое последовательно петлеобразно охватывает ролики 10 с переходом в виде "восьмерки" на ролик 5 ведущей полумуфты, с дальнейшим огибанием смежных роликов ведущей полумуфты со стороны центра муфты.

Муфта работает следующим образом (фиг. 3).

При приложении крутящего момента М_кр в ведущей полумуфте возникающее при этом окружное усилие создает силу натяжения в гибком звене 11, которое вследствие упругой деформации позволяет повернуться ведущей полумуфте относительно ведомой вокруг продольной оси на угол γ При этом нарушается равенство углов α₁ и α₂ образованных ветвями гибкого звена и касательными окружностями ведомой полумуфты, проведенными к точкам осей с направляющими роликами. Причем угол α₁ имеет тенденцию к уменьшению, а угол α₂ к увеличению, принимая значение αI1

и α I2 Поэтому проекция силы силы натяжения гибкого звена на касательную со стороны угла возрастает, а подобная проекция силы натяжения гибкого звена со стороны угла α₂ уменьшается. Поэтому крутящий момент со стороны окружной силы больше, чем со стороны силы . Разность этих крутящих моментов, умножаемая на число таких звеньев, и составит величину крутящего момента на ведомой полумуфте, которая определяется моментом сопротивления со стороны ведомой полумуфты. При увеличении передаваемого крутящего момента возрастает значение угла α₂ уменьшая проекцию силы натяжения , увеличивая общий крутящий момент.

Предлагаемая муфта обладает высокой компенсационной способностью на всех стадиях работы за счет упругой деформации гибкого звена и за счет возможности частичного передвижения его по направляющим роликам. Максимальная величина передаваемого крутящего момента зависит от прочности гибкого звена и количества окон полумуфты, определяющим число рабочих звеньев, которое должно быть не менее двух. Муфта позволяет передавать крутящий момент в обоих направлениях вращения независимо от того, какая полумуфта будет ведущей.

Использование: в машиностроении, для соединения валов машин и механизмов, передающих крутящий момент в условиях перекосов и смещений осей соединяемых валов. Сущность изобретения: муфта содержит две полумуфты в виде концентрично размещенных стаканов с равномерно расположенными и совмещенными в окружном направлении окнами 3 и 8 на боковых поверхностях. В каждом окне 8 наружной полумуфты со смещением в окружном направлении закреплены две оси 9 с одним направляющим роликом на каждой из них с расстоянием между осями, большим диаметра ролика, а в окнах 3 внутренней полумуфты закреплено по одной оси 4 с двумя направляющими роликами 5. Ролики обеих полумуфт связаны между собой гибким звеном 11 замкнутого контура. Ролики каждого окна наружной полумуфты охвачены гибким звеном петлеобразно с переходом в виде восьмерки на ролик внутренней полумуфты и с дальнейшим огибанием смежных роликов внутренней полумуфты со стороны центра муфты. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. КОМПЕНСАЦИОННАЯ МУФТА, содержащая ведущую и ведомую полумуфты с равномерно размещенными по окружности выступами на взаимно обращенных торцах в виде осей с направляющими роликами, связанных между собой гибким звеном замкнутого контура, отличающаяся тем, что полумуфты выполнены в виде концентрично размещенных один в другом стаканов с равномерно расположенными по окружности и совмещенными в окружном направлении окнами на боковых поверхностях, оси закреплены в окнах полумуфт, причем в каждом окне наружной полумуфты со смещением в окружном направлении закреплены две оси с одним направляющим роликом на каждой из них с расстоянием между осями, большим диаметра ролика, а в окнах внутренней полумуфты закреплено по одной оси с двумя направляющими роликами. 2. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что направляющие ролики каждого окна наружной полумуфты охвачены гибким звеном петлеобразно с переходом в виде восьмерки на ролик внутренней полумуфты и с дальнейшим огибанием смежных роликов внутренней полумуфты со стороны центра муфты.