УПРУГОКОМПЕНСАЦИОННАЯ МУФТА Российский патент 1996 года по МПК F16D3/50 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано во всех отраслях хозяйства для соединения валов машин и механизмов в условиях угловых и осевых смещений валов и при наличии динамических нагрузок.

Известны компенсирующие муфты, предназначенные для соединения валов машин и механизмов в условиях угловых и осевых смещений валов, содержащие две фланцевые полумуфты с пальцами, установленными в отверстиях фланцев полумуфт, и пакеты пластин, соединяющих полумуфты [1] Недостатком известной муфты является отсутствие упругих свойств при нагружении вращающим моментом.

Наиболее близкой по техническим свойствам (прототипом) является упругая муфта, предназначенная для соединения валов машин и механизмов в условиях угловых и осевых смещений валов и при наличии динамических нагрузок, содержащая две фланцевые полумуфты с пальцами, установленными в отверстиях фланцев, и пакеты изогнутых пластин, соединяющих полумуфты [2] Недостаток известной муфты заключается в том, что одна половина всего числа пластин работает на растяжение, а вторая на сжатие. При возрастании вращающего момента прогиб растянутых пружин уменьшается, а сжатых увеличивается. При этом нагрузочная способность сжатых пластин, а следовательно и муфты снижается. При полном распрямлении растянутых пластин сжатые пластины практически исключаются из работы и нагрузочная способность муфты определяется прочностью растянутых пластин. Кроме того, пальцы полумуфт от действия окружной силы нагружены консольно.

Целью изобретения является повышение нагрузочной способности муфты.

Поставленная цель достигается тем, что при нагружении муфты вращающим моментом все пластины работают на растяжение, пальцы опираются на две опоры, а пакеты пружин закреплены в пальцах посредине между опорами. Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемая муфта отличается тем, что полумуфты установлены концентрично, из которых внутренняя полумуфта выполнена в виде ступицы с двумя одинаковыми фланцами, а наружная в виде ступицы с фланцем, на котором закреплен обод, имеющий фланец и дно, при этом в ободе выполнены окна, на фланцах внутренней и наружной полумуфт и в дне обода выполнены окружные пазы с закругленной поверхностью контура, в которых установлены пальцы, на фланцах внутренней и наружной полумуфт и в дне обода выполнены попарно параллельные прорези с равными расстояниями между осями параллельных прорезей, оси симметрии прорезей проходят через середины окружных пазов, причем ширина окружных пазов на наружной полумуфте превышает ширину пазов на внутренней полумуфте, а пакеты изогнутых пластин установлены на пальцах с предварительным растяжением посредине между фланцами внутренней полумуфты. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует требованию новизны. Анализ известных технических решений (аналогов) позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемой муфте, и признать заявляемое решение соответствующим требованию изобретательский уровень.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен вид на муфту с торца; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1, на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 1, на фиг. 5 вид Г на фиг. 1, на фиг. 6 сечение Б-Б на фиг. 1 (вариант исполнения), на фиг. 7 схема одного пакета пружин, закрепленного на пальцах, в ненагруженном состоянии, на фиг. 8 схема одного пакета пружин, закрепленного на пальцах, в нагруженном состоянии.

Муфта содержит концентричные полумуфты 1 и 2. К фланцу 3 полумуфты 1 болтами 4 и гайками 5 крепится обод 6, имеющий фланец 7 и дно 8. Полумуфта 2 выполнена в виде ступицы с двумя одинаковыми фланцами 9. На фланцах 3 и 9, а также в дне 8 выполнены окружные пазы 10. На фланцах 3, 9 и в дне 8 выполнены также попарно параллельные прорези 11 с одинаковыми расстояниями l между осями параллельных прорезей. Оси симметрии прорезей 11 проходят через середины длины пазов 10. В пазах 10 установлены пальцы 12, на которых посредством шайб 13 и гаек 14 закреплены пакеты предварительно растянутых изогнутых пластин 15. Пакеты пластин установлены посредине между фланцами 9 полумуфты 2. На фланце 7 и цилиндрической поверхности обода 6 выполнены технологические сборочные окна 16.

Расстояние l между осями параллельных прорезей 11 превышает расстояние между осями отверстий в изогнутых пластинах 15 при их недеформированном состоянии. Для обеспечения возможности сборки муфты максимальное значение расстояния l не должно превышать расстояние между осями отверстий в изогнутых пластинах при их полном распрямлении.

Осевое смещение полумуфт возможно в пределах осевого зазора Δ₀ между полумуфтами. При этом должно быть выполнено условие

где d наружный диаметр внутренней полумуфты 2;
В₂ ширина внутренней полумуфты 2;
γ максимальный угол перекоса соединяемых муфтой валов.

Для придания муфте компенсирующих свойств при перекосах полумуфт пазы 10 по всему периметру скруглены радиусом r, а ширина b₁ пазов на фланце 3 и в дне 8 больше ширины b пазов на фланцах 9, и определяется по формуле

где d_п диаметр окружности расположения осей пальцев 12,
B₁ ширина наружной полумуфты 1.

Компенсирующая способность муфты при перекосах полумуфт может быть обеспечена и другими конструктивными решениями, например установкой на пальцах в местах их контактов с пазами одной или обеих полумуфт резино-металлических шарниров 17. При этом бурты 18, выполненные на металлических втулках 19 шарниров обеспечивает осевое фиксирование шарниров в пазах 10.

Сборка муфты.

1. На пальцах 12 устанавливают пакеты пластин 15 и закрепляют пластины шайбами 13 и гайками 14.

2. Сжимая пластины, например, струбцинами (сжимающее усилие F показано на фиг. 3), устанавливают расстояние l между осями пальцев, равным расстоянию l между серединами прорезей 11. Пластины при этом растягиваются.

3. Устанавливают пальцы 12 через прорези 11 в пазы 10.

4. Устанавливают обод 6 и крепят его болтами 4 и гайками 5. При этом струбцины размещают в окнах 16, выполненных на ободе.

5. Снимают сжимающее усилие с пакетов пластин, удаляя струбцины через окна 16. Сжимаясь, платины 15 прижимают пальцы 12 к полумуфтам. При этом пластины 15 остаются немного растянутыми.

Муфта реверсивная, при этом ведущей может быть любая полумуфта. На фиг. 7 и 8 представлены схемы одного пакета пружин, установленного на пальцах, поясняющие работу муфты. Для упрощения изображения опущен ряд элементов конструкции, а пакеты пластин 16 заменены пружиной растяжения 20. При вращении ведущей полумуфты 2 в направлении стрелки (фиг. 8) под действием окружной силы пружины 20 растягивается на величину Δl. Между ведущим пальцем 21 и пазами 22 ведомой полумуфты 1, а также между ведомым пальцев 23 и пазами 24 ведущей полумуфты 2 образуются зазоры Δl. Ведомый палец упирается в края пазов 25 ведомой полумуфты 1 и передает окружную силу на ведомую полумуфту.

Преимущества предлагаемой муфты заключается в том, что все пакеты пластин работают на растяжение, а пальцы опираются на две опоры и нагружены посредине между опорами, благодаря чему повышается нагрузочная способность муфты.

Источники информации
1. Патент ФРГ N 2100052, F 16 D 3/62.

2. Авт. свид. СССР N 769137, F 16 D 3/50 (прототип). ЫЫЫ2 ЫЫЫ4 ЫЫЫ6

Использование: конструкции упруго-компенсационных муфт. Сущность изобретения: упруго-компенсационная муфта содержит две фланцевые полумуфты, соединенные между собой посредством пальцев с закрепленными на них пакетами изогнутых гибких пластин. Полумуфты установлены концентрично, наружная полумуфта выполнена составной в виде ступицы с фланцем и стаканообразного обода, фланец которой жестко связан с фланцем ступицы. Внутренняя полумуфта выполнена с центральным кольцевым пазом и двумя кольцевыми выступами на наружной кольцевой поверхности ее фланца, в цилиндрическом участке обода выполнены окна, на фланце ступицы наружной полумуфты, в дне обода и в кольцевых выступах фланца внутренней полумуфты выполнены окружные пазы с закругленным контуром и попарно-параллельные открытые со стороны периферии прорези с равными расстояниями между их осями симметрии в каждой паре. Каждая прорезь сопряжена с соответствующим окружным пазом в его срединном участке, пакеты изогнутых пластин размещены на пальцах с предварительным растяжением симметрично между выступами фланца внутренней полумуфты, а окружные пазы на фланце ступицы наружной полумуфты и в дне обода выполнены с шириной, большей ширины окружных пазов в кольцевых выступах внутренней полумуфты. 8 ил.

1. Упругокомпенсационная муфта, содержащая две фланцевые полумуфты, соединенные между собой посредством пальцев с закрепленными на них пакетами изогнутых гибких пластин, отличающаяся тем, что полумуфты установлены концентрично, наружная полумуфта выполнена составной в виде ступицы с фланцем и стаканообразного обода, фланец которого жестко связан с фланцем ступицы, внутренняя полумуфта выполнена с центральным кольцевым пазом и двумя кольцевыми выступами на наружной кольцевой поверхности ее фланца, в цилиндрическом участке обода выполнены окна, на фланце ступицы наружной полумуфты, в дне обода и в кольцевых выступах фланца внутренней полумуфты выполнены окружные пазы с закругленным контуром и попарно параллельные открытые со стороны периферии прорези с равными расстояниями между их осями симметрии в каждой паре, причем каждая прорезь сопряжена с соответствующим окружным пазом в его срединном участке, а пакеты изогнутых пластин размещены на пальцах с предварительным растяжением симметрично между выступами фланца внутренней полумуфты. 2. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что окружные пазы на фланце ступицы наружной полумуфты и в дне обода выполнены шириной, большей ширины окружных пазов в кольцевых выступах внутренней полумуфты.