ЦЕНТРОБЕЖНАЯ МУФТА Российский патент 1996 года по МПК F16D43/14 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для передачи крутящего момента.

Известна центробежная муфта, содержащая концентричные одна другой ведущую и ведомую полумуфты, центробежные грузы в виде колодок с фрикционными накладками, связанных с ведущей полумуфтой посредством пластинчатых пружин, расположенных под углом к плоскости, содержащей ось муфты и ось симметрии колодки, и имеющих прямолинейный участок, примыкающий к ведущей полумуфте под прямым углом.

Недостатками известной муфты являются невысокая плавность включения и низкая нагрузочная способность.

Повышение нагрузочной способности и плавности включения и выключения обеспечивается тем, что в центробежной муфте, содержащей концентричные одна другой ведущую и ведомую полумуфты, установленные с возможностью взаимодействия между собой посредством центробежных грузов выполненных в виде колодок с фрикционными накладками, связанных с ведущей полумуфтой посредством закрепленных на ней пластинчатых пружин, расположенных под углом к плоскости, содержащей ось муфты и поперечную ось симметрии колодки, и имеющих прямолинейный участок, центр масс колодок смещен относительно продольной оси симметрии пластинчатых пружин, а продольная ось симметрии колодок расположена под углом к плоскости вращения.

На фиг. 1 изображена центробежная муфта, вид с торца; на фиг. 2 вид А на фиг. 1.

Центробежная муфта содержит ведущую полумуфту 1 и концентричную ей ведомую полумуфту 2. Центробежные грузы выполнены в виде колодок 3 с прикрепленными к ним фрикционными накладками 4. Связь колодок 3 с ведущей полумуфтой 1 осуществляется посредством пластинчатых пружин 5. Пружины 5 имеют прямолинейный участок, расположенный под углом к плоскости, содержащей ось муфты и поперечную ось симметрии колодок 3, прикреплены к ведущей полумуфте 1 и несут каждая по две колодки. Возможен вариант исполнения, при котором каждая пружина 5 несет одну колодку 3.

Прямолинейные участки пружин 5 могут быть расположены по отношению к криволинейным участкам, прикрепленным к полумуфте 1, под острым углом (для верхней и нижней колодок 3 показано сплошными линиями, для левой и правой колодок штриховыми линиями) либо под тупым углом (для левой и правой колодок показано сплошными линиями, для верхней и нижней колодок штриховыми линиями). Предпочтительным является первый вариант, так как это обеспечивает дополнительное повышение плавности включения муфты.

Прямолинейные и криволинейные участки пружин 5 могут быть сопряжены посредством радиусных переходов.

Центр масс колодок 3 с накладками 4 смещен относительно продольной оси симметрии пружин 5 на величину Н (фиг. 2, элемент 2 условно не показан).

Продольная ось симметрии колодок 3 расположена под углом (фиг. 2) к плоскости вращения колодок. Направление наклона колодки 3 к плоскости ее вращения выбирается таким образом, чтобы продольная ось симметрии колодки, образующая угол α с вектором линейной скорости колодки при ее вращении, располагалась (по фиг. 2) ниже упомянутого вектора. Данному условию, в частности, удовлетворяет вращение против часовой стрелки (по фиг. 1), когда вектор линейной скорости колодки 3 направлен влево (фиг. 2).

Возможно также конструктивное исполнение пружин 5, при котором прямолинейные участки последних имеют комбинированное расположение, как показано сплошными линиями на фиг. 1.

Муфта работает следующим образом.

В процессе пуска при вращении ведущей полумуфты 1 в направлении против часовой стрелки (фиг. 1) на колодки 3 действует касательная сила инерции F_t (фиг. 2). Вследствие этого на прямолинейные участки пружин 5 действует момент М_кр=F_t•H, приводящий к закручиванию пружин. При этом колодки 3 с накладками 4 поворачиваются в соответствующем направлении (направление поворота верхней по фиг. 1 колодки 3 в плане показано на фиг. 2 стрелкой), что обеспечивает совпадение продольной оси симметрии колодки с плоскостью вращения.

В результате закручивания прямолинейных участков пружин 5 возрастает их жесткость при продольном изгибе, что приводит к уменьшению скорости движения колодок 3 в направлении внутренней поверхности полумуфты 2 под действием центробежных сил в процессе пуска. Это обеспечивает плавность включения муфты.

Величина момента закручивания пружин 5 зависит от размера Н и силы F_t, которая, в свою очередь, зависит от массы колодки 3 и фрикционной накладки 4 и величины углового ускорения при пуске. Указанные параметры подбираются таким образом, чтобы при заданном законе разгона ведущих частей, т. е. при заданной величине углового ускорения закручивание пружин 5 на величину угла приводило к установлению равновесия колодки 3 под действием активных моментов в плоскости фиг. 2.

После полного включения муфты, т. е. по достижении номинальной частоты вращения, касательная сила инерции F_t исчезает и на колодку 3 в плоскости фиг. 2 начинает действовать момент от закручивания пружин 5, стремящийся возвратить колодку в первоначальное положение (фиг. 2). Этому препятствует внутренняя цилиндрическая поверхность полумуфты 2, способствуя заклиниванию колодок 3. Кроме того, при закручивании пружин 5 уменьшается длина их прямолинейных участков, следовательно, при попытке раскручивания пружин на колодки 3 действует радиальная сила, прижимающая колодки 4 полумуфте 2. Это повышает момент сил трения между полумуфтой 2 и фрикционными накладками 4, следовательно, увеличивает нагрузочную способность муфты.

Для обеспечения во время работы равномерного контакта между ведомой полумуфтой 2 и фрикционными накладками 4 крепление колодок 3 к пружинам 5 может быть выполнено шарнирным.

При выключении вращения ведущей полумуфты 1 и ее торможении направление действия касательной силы инерции F_t изменяется на противоположное и указанная сила стремится возвратить колодку 3 в первоначальное (фиг. 2) положение, т. е. раскрутить пружину 5. Одновременно в этом же направлении действует упругий момент закручивания пружин 5. Это приводит к дополнительному заклиниванию колодки на внутренней цилиндрической поверхности ведомой полумуфты 2 и способствует удержанию колодки во включенном положении до тех пор, пока соответствующее уменьшение действующей на колодку центробежной силы не приведет к расцеплению колодки и полумуфты. Благодаря этому повышается плавность включения муфты.

Использование: для повышения нагрузочной способности, а также плавности включения и выключения муфты. Сущность изобретения: ведущая 1 и ведомая 2 полумуфты установлены с возможностью взаимодействия одна с другой посредством центробежных колодок 3 с фрикционными накладками 4. Колодки 3 прикреплены под углом к пластинчатым пружинам 5, закрепленным на полумуфте 1. Пружины 5 имеют прямолинейный участок, расположенный под углом к криволинейному участку. Центр масс колодок 3 смещен относительно продольной оси симметрии пружин 5. В процессе разгона полумуфты 1 на колодки 3 действуют центробежные силы, в результате действия которых колодки 3, перемещаясь в радиальном направлении, совершают сложное винтовое движение. Это позволяет повысить плавность включения муфты, а расклинивающая сила упругости пружин Р 5, действующая на колодки 3 после окончания разгона полумуфты 1, дополнительно прижимает колодки 3 к полумуфте 2 и позволяет повысить нагрузочную способность муфты. 2 ил.

Центробежная муфта, содержащая концентричные одна другой ведущую и ведомую полумуфты, установленные с возможностью взаимодействия между собой посредством центробежных грузов, выполненных в виде колодок с фрикционными накладками, связанных с ведущей полумуфтой посредством закрепленных на ней пластинчатых пружин, расположенных под углом к плоскости, содержащей ось муфты и поперечную ось симметрии колодки, и имеющих прямолинейный участок, отличающаяся тем, что центр масс колодок с фрикционными накладками смещен относительно продольной оси симметрии пластинчатых пружин, а продольная ось симметрии колодок расположена под углом к плоскости вращения.