КОМПЕНСИРУЮЩАЯ МУФТА Российский патент 1996 года по МПК F16D3/52 

Изобретение относится к муфтам, компенсирующим перекос и осевое смещение ведущего и ведомого валов при передаче крутящего момента между ними, и может быть использовано в общем машиностроении, приборостроении, автомобиле- и станкостроении и точной механике.

Известна муфта, компенсирующая перекос и смещение ведущего и ведомого валов при передаче крутящего момента между ними, включающая пакет кольцеобразных, дисков, попарно соединенных друг с другом и с фланцами через соединительные узлы, расположенные на обоих торцах кольца (1).

Соединительные узлы выполнены за одно целое с кольцами в виде двух трапецеидальных выступов на одном торце кольца и в виде четырех попарно расположенных выступов, размещенных на другом торце, при этом трапецеидальные выступы одного кольца расположены с натягом между выступами (в трапецеидальных впадинах) другого и зафиксированы винтами по два с каждой стороны кольца.

Однако жесткая беззазорная связь выступов одного и впадин другого колец пакета с помощью винтов по всей его длине ведет к снижению эластичности и долговечности муфты. При значительном осевом растяжении пакета взаимное перемещение упругих колец, конструктивно ничем не ограниченное, при максимуме усилия ведет к потере работоспособности муфты, ибо кольца превращаются в звенья цепи, не способные выполнять своего назначения.

При отсутствии ограничения перемещения колец при максимальном осевом смещении соединяемых валов происходит эксплуатация колец в условиях, превышающих предел упругости из материала, что влечет за собой разрушение муфты.

Кроме того, для получения впадин и выступов трапецеидальной формы необходима операция объемной штамповки с последующей дополнительной механической обработкой определенной точности, либо в противном случае сборку муфты производить невозможно.

Также при соединении упругих колец винтами возникает значительный дисбаланс, требующий дорогостоящей технологической операции и наличия спецоборудования.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и повышение надежности и долговечности упругой муфты за счет увеличения ее эластичности при работе в условиях значительных перекосов (до 24^o) и осевых усилий между соединяемыми валами, упрощение конструкции и удешевление изготовления.

Указанная задача достигается тем, что компенсирующая муфта, содержащая две фланцевые полумуфты, расположенный между ними пакет кольцеобразных дисков, последовательно попарно соединенных между собой и с фланцами полумуфт соединительными узлами в виде контактных элементов и резьбовых элементов с головкой, снабжена промежуточными кольцами, установленными между парой смежных дисков, контактные элементы выполнены в виде двух втулок с буртиками, в дисках выполнены как минимум три отверстия, втулки расположены в отверстиях диска и внутри колец и жестко соединены между собой резьбовым соединением, на взаимообращенных торцах втулок выполнены соосные проточки, резьбовые элементы связаны одним концом со втулкой одной пары, их головки размещены в проточках втулок другой пары с возможностью перемещения до упора в торцы проточек, каждая пара втулок расположена с осевым зазором относительно смежной соосной ей пары втулок, в каждом последующем в осевом направлении соединительном узле втулки смещены на один диск в направлении продольной оси.

Величина зазора между смежными парами втулок составляет от 0,5 до 10 мм.

Конструкция муфты позволяет обеспечить ее надежную работоспособность и долговечность упругого элемента в условиях значительного перекоса (до 24^o) и осевого смещения соединяемых валов за счет наличия эффекта устойчивой упругости пакета дисков в пределах упругости металла, из которого они изготовлены. В результате того, что втулки жестко связывают через промежуточное кольцо каждую пару смежных дисков как максимум в трех местах.

По всей длине пакета образованы непрерывные цепочки взаимодействия, а также за счет того, что цепочки размещены равномерно по торцевой поверхности дисков (таких цепочек шесть) и в результате смещения втулок в соседних цепочках в направлении продольной оси на один диск осуществляется чередование подвижных и неподвижных опор не только между каждой парой смежных дисков по их торцевой поверхности, но и в цепочках пакета в направлении продольной оси муфты. Итак, между каждой парой смежных дисков образуется шесть опор: три из них неподвижные, жесткие, образованы тремя парами втулок, жестко связывающих за счет резьбы пару дисков в трех местах через промежуточные кольца и снабженных проточкой и фиксирующим пальцем с головкой; три другие опоры - подвижные, нежесткие, образованы головкой фиксирующего пальца втулок предыдущей пары смежных дисков и проточкой втулок последующей пары. На торцевой поверхности внутри каждой пары дисков, а также между парами эти опоры чередуются (жесткая подвижная жесткая подвижная жесткая подвижная). В направлении продольной оси в цепочках также осуществляется чередование опор (жесткая подвижная жесткая подвижная и т.д.).

В результате такого чередования опор в пакете диски пакета, упруго демпфируя за счет зазора "а" на трех жестких опорах каждой пары смежных дисков, работают в пределах устойчивой упругости; в это время другие три подвижные опоры каждой пары смежных дисков основной нагрузки не несут, но не дают муфте увеличиваться до разрушения в направлении продольной оси, ограничивая (фиксируя) увеличение муфты до определенных размеров за счет подвижного взаимодействия в этих опорах, головки фиксирующего пальца втулок предыдущей пары смежных дисков с проточкой втулок последующей пары. При этом величина перемещения головки фиксирующего пальца внутри проточки в обе стороны ограничена торцами проточки, так что работоспособность дисков сохраняется в пределах упругости и при максимальных нагрузках, что в свою очередь позволяет увеличить срок службы муфты в несколько раз.

Муфта имеет низкую трудоемкость изготовления ее деталей за счет того, что диски можно изготавливать штамповкой, а втулки, фиксирующие пальцы и промежуточные кольца, можно качественно и дешево производить на токарных автоматах с последующей термообработкой отдельно всех деталей и с последующей сборкой, что дешево и экономично.

Исключена необходимость дорогостоящей операции балансировки пакета.

Отсутствие необходимости смазки деталей муфты нефтепродуктами дает экологически чистую конструкцию муфты.

Изобретение иллюстрируется чертежами, фиг. 1 4,
где:
на фиг. 1 представлен вид муфты в продольном разрезе;
на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1;
на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1;
на фиг. 4 сечение С-С на фиг. 1.

Муфта содержит две полумуфты и пакет кольцеобразных дисков.

Каждая полумуфта состоит из трубчатого элемента 1 (фиг. 1), на одном конце которого приварен фланец (не показан) полумуфты, а на другом фланец 2 пакета. Оба фланца 2 представляют собой кольцеобразные диски, на торцах которых выполнено шесть отверстий, равномерно расположенных по окружности. Точно такие же отверстия выполнены на всех дисках 3 пакета.

По всей длине пакета в направлении продольной оси в три из шести этих отверстий между фланцами 2 и смежными с ними дисками 3, а также между каждой парой смежных дисков 3 установлены с противоположных сторон резьбовыми концами навстречу через промежуточное кольцо 4 контактные элементы двух втулок 5 и 6. За счет резьбы эти втулки жестко связывают в трех местах каждую пару смежных дисков 3 и оба фланца 2 со смежными с ними дисками 3.

Во втулках 5 и 6 выполнена общая проточка и соосное с ней резьбовое отверстие меньшего диаметра, в которое ввернут резьбовой элемент в виде фиксирующего пальца 7 с головкой 8, причем головки 8 фиксирующих пальцев 7, ввернутых во втулках 5, 6 предыдущей пары смежных дисков 3, подвижно зацеплены с проточками втулок 5, 6 последующей пары смежных дисков 3. Так что в направлении продольной оси по всей длине пакета образованы непрерывные цепочки, состоящие из двух втулок 5, 6, жестко связывающих 1 пару дисков через промежуточное кольцо 4, снабженных соосными проточкой и фиксирующим пальцем 7 с головкой 8 и взаимодействующих между собой за счет подвижного зацепления - головка 8 фиксирующих пальцев 7 втулок 5, 6 предыдущей пары смежных дисков - проточка втулок 5, 6 последующей пары. Таких цепочек всего 6. При этом перемещение головок 8 фиксирующих пальцев 7 внутри проточек втулок 5, 6 ограничено в обе стороны упором соответствующих торцов головок 8 в соответствующие торцы проточек. Между торцами втулок 5, 6 предыдущей и последующей пар смежных дисков 3 образованы осевые зазоры, величина которых может быть от 0,5 до 10 мм. Таким образом, в цепочках в направлении продольной оси происходит чередование между парами смежных дисков 3, жестких опор (две втулки 5, 6 с проточкой и фиксирующим пальцем 7 и промежуточное кольцо 4) и нежестких, подвижных (это головка 8 фиксирующего пальца 7 втулок 5, 6 предыдущей пары смежных дисков 3 проточка втулок 5, 6 последующей пары дисков 3).

Чередование жестких и подвижных опор также происходит по окружности торцевой поверхности внутри каждой пары смежных дисков 3, а также между парами смежных дисков 3 (фиг. 2, 3, 4), за счет чего и происходит смещение втулок 5, 6 в направлении продольной оси на один диск в смежных цепочках.

Муфта работает следующим образом.

При вращении ведущей полумуфты крутящий момент передается через один из фланцев 2 дискам 3 пакета и от другого фланца 2 ведомой полумуфте по цепочке взаимодействия втулки 5, 6, фиксирующие пальцы 7 с головками 8, проточки втулок 5, 6. В результате чего смежные пары дисков 3 соединены в осевом направлении и по окружности торцов то жестко, то подвижно.

При этом каждая пара смежных дисков 3 упруго демпфирует за счет зазора между втулками 5, 6 цепочки в трех подвижных опорах (головка 8 фиксирующего пальца 7 втулок 5, 6 предыдущей пары проточка втулок 5, 6 последующей), опираясь на три жесткие опоры и за счет подвижного взаимодействия головки с проточкой внутри этих подвижных опор ограничивает свое осевое перемещение в пакета как при растяжении, так и при сжатии за счет упора соответствующего торца головки в соответствующий торец проточки, сохраняя работоспособность дисков пары и всего пакета в пределах устойчивости упругости. ЫЫЫ2

Использование: в общем машиностроении, приборостроении, автомобиле, станкостроении и точной механике. Сущность изобретения: муфта состоит из полумуфт, связанных пакетом кольцеобразных дисков, последовательно соединенных друг с другом через контактные элементы, расположенные на торцах каждой пары смежных дисков. Контактные элементы выполнены в виде двух втулок, установленных как максимум в трех местах в отверстия пары смежных дисков через промежуточное кольцо и жестко связывающих эту пару посредством резьбы на концах втулок. На своих противоположных сторонах втулки снабжены соосными проточкой и фиксирующим пальцем с головкой, которые подвижно взаимодействуют соответственно с головкой фиксирующего пальца и проточкой. В результате такого соединения по всей длине пакета образованы непрерывные цепочки взаимодействия, расположенные равномерно по торцевой поверхности дисков и в соседних цепочках втулки смещены на один диск в направлении продольной оси. Перемещение головки фиксирующего пальца в обе стороны внутри проточки ограничено ее торцами. Величина зазора между втулками смежных пар дисков в направлении продольной оси составляет 0,5-10 мм. Фиксирующий палец ввернут в резьбовое отверстие одной из втулок, соосное с проточкой. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Компенсирующая муфта, содержащая две фланцевые полумуфты, расположенный между ними пакет кольцеобразных дисков, последовательно попарно соединенных между собой и с фланцами полумуфт соединительными узлами в виде контактных элементов и резьбовых элементов с головкой, отличающаяся тем, что она снабжена промежуточными кольцами, установленными между парой смежных дисков, контактные элементы выполнены в виде двух втулок с буртиками, в дисках выполнены как минимум три отверстия, втулки расположены в отверстиях диска и внутри колец и жестко связаны между собой резьбовым соединением, на взаимообращенных торцах втулок выполнены соосные проточки, резьбовые элементы связаны одним концом со втулкой одном пары, их головки размещены в проточках втулок другой пары с возможностью перемещения до упора в торцы проточек, каждая пара втулок расположена с осевым зазором относительно смежной соосной с ней пары втулок, в каждом последующем в осевом направлении соединительном узле втулки смещены на один диск в направлении продольной оси. 2. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что величина зазора между смежными парами втулок составляет от 0,5 до 10 мм.