МУФТА-ОГРАНИЧИТЕЛЬ ВРАЩАЮЩЕГО МОМЕНТА Российский патент 1997 года по МПК F16D7/04 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к средствам, ограничения момента в приводе сельскохозяйственных орудий или машин.

Известна муфта-ограничитель вращающего момента, в частности, в приводе сельскохозяйственных орудий или машин, содержащая ступицу с расположенными в окружном направлении на ее наружной поверхности пазами, охватывающую ступицу с возможностью относительного вращения втулку с выемками на ее внутренней поверхности, поводки с рабочим участком на их головках и двумя переключающими поверхностями на их ножках и переключающие кулачки с двумя переключающими поверхностями, поводки установлены в пазах ступицы с возможностью взаимодействия их рабочих участков с опорной поверхностью выемки втулки, а переключающие кулачки установлены в выполненных в ступице отверстиях с возможностью перемещения перпендикулярно соответствующему поводку и подпружинены к нему относительно ступиц с возможностью взаимодействия их переключающих поверхностей с переключающими поверхностями поводков, при этом переключающие поверхности поводка и кулачка, контактирующие одна с другой при передаче вращающего момента, расположены под углом к оси поводка, большим угла пары переключающих поверхностей, контактирующих при отключении муфты, при этом переключающие поверхности выполнены попарно одинаковыми [1]
Переключающие кулачки нагружены соответственно пружиной в сторону друг к другу в направлении переключающих поверхностей поводковых элементов. В отключенном положении переключающие кулачки опираются проходящими параллельно цилиндрической поверхности поверхностями на цилиндрическую поверхность. В известной муфте является возможным повторное включение для этого служит переключающее кольцо, которое воздействует на поводковые элементы и перемещает их назад в положение передачи вращающего момента. Поводковые элементы подвергаются движению опрокидывания, а именно, вокруг оси через центральную ось поводковых элементов, проходящую параллельно оси вращения муфты-ограничителя вращающего момента. В связи с тем, что усилия, создаваемые переключающими кулачками, взаимно уничтожают друг друга, эти усилия не могут обеспечивать стабилизирующего воздействия.

Движение опрокидывания приводит к кромочным давлениям на кромки выемок. Это приводит к выбиванию выемки, соответственно износу поводковых элементов.

Помимо этого, имеется участок, увеличивающий трение между наружной поверхностью ступицы муфты и внутренней поверхностью втулки муфты. В целом результатом является то, что точность срабатывания уменьшается и помимо этого при увеличивающемся износе может возникать перегрузка.

В основе изобретения лежит задача создания муфты-ограничителя вращающего момента, в которой при передаче вращающего момента в самой значительной степени могут предупреждаться воздействующие на поводковые элементы опрокидывающие моменты.

Эта задача решается согласно изобретению за счет того, что в известной муфте переключающие поверхности и рабочие участки расположены на одноименных в окружном направлении сторонах поводков.

Кроме того, рабочий участок и переключающие поверхности расположены на стороне поводка, обращенной к пружине, поджимающей переключающие кулачки.

Поводки в их поперечном сечении имеют форму прямоугольника. Муфта снабжена, по крайней мере, одной дополнительной поджимающей кулачки пружиной, установленной рядом с основной пружиной.

Переключающие поверхности поводков, контактирующие с переключающими поверхностями кулачков при передаче вращающего момента, расположены под углом от 40^o до 70^o, преимущественно, 60^o, к центральной оси поводка.

Переключающие поверхности поводков, контактирующие с переключающими поверхностями кулачков при отключении муфты, расположены под углом от 14^o до 20^o, преимущественно 17^o, к центральной оси поводка.

Центральная ось поводков и их рабочий участок расположены по разные стороны от плоскости проходящей через ось муфты.

В зоне перехода рабочего участка выемки во внутреннюю поверхность втулки выполнена фаска.

На поверхности головок поводков, противолежащей рабочему участку, выполнена фаска.

Изобретение иллюстрируется чертежами фиг. 1-3, где на фиг. 1- общий вид приводной конструкции с трактором и приводимым им орудием; на фиг. 2-поперечный разрез (сечение А-А фиг.3) муфты-ограничителя вращающего момента; на фиг. 3 продольный разрез муфты согласно линии разреза В-В Фиг.2.

На фиг. 1 можно видеть трактор 1, к которому прицеплено орудие 2. Это орудие 2 приводится в действие от вала отбора мощности через карданный вал 3. В линию привода включена муфта-ограничитель вращающего момента 5.

Муфта-ограничитель вращающего момента 5 установлена на приводную цапфу 6 орудия 2.

Муфта-ограничитель вращающего момента 5 в подробностях описана на чертежах фиг. 2 и 3.

Муфта-ограничитель вращающего момента 5 имеет втулку муфты 7, состоящую из фланца 8 и цилиндрического корпуса 9. Фланец 8 и корпус 9 соединены друг с другом без возможности проворота, например, сваркой. Фланец 8 служит, например, для присоединения к карданному валу 3, приводящему орудие 2 согласно фиг. 1. Он представляет собой, следовательно, ведущий элемент муфты. Ступица 10 установлена с возможностью вращения по отношению к втулке 1 в ее отверстии 11 наружной поверхностью 12. Осевая фиксация ступицы 10 во втулке 7 осуществляется за счет упора во внутреннюю поверхность фланца 8 и за счет установленной в корпусе 9 упорной шайбы 13, зафиксированной через стопорное кольцо 14. Уплотнение между втулкой 7, с одной стороны, и ступицей 10, с другой стороны, осуществляется уплотнением 15. Ступица 10 выполнена с посадочным отверстием 16, имеющим шлицевой профиль. Далее, ступица 10 выступает в осевом направлении из втулки 7. На выступающем конце расположен замок 17, служащий для фиксации муфты-ограничителя вращающего момента 5, например, на приводной цапфе 6 орудия 2 согласно фиг. 1.

На наружной поверхности 12 ступицы 10 выполнены открытые пазы 18, которые могут быть в виде прорезей, проходящих параллельно оси вращения Х муфты-ограничителя вращающего момента 5. Центральная ось, соответственно, центральная плоскость пазов 18 обозначена позицией 20 и параллельно смещена по отношению к плоскости 21, содержащей ось вращения 1. В распределенных по окружности пазах 18 расположены с возможностью радиального перемещения плоские поводки 19, выполненные в виде ползунов. В изображенном примере на окружности ступицы 10 расположено 4 таких поводка 19. Поводки 19 имеют на их обращенном к внутренней поверхности отверстия 11 втулки 7 участке головки поверхность 25 передачи вращающего момента, находящуюся позади в направлении передачи вращающего момента N втулки 7, и эта поверхность находится под углом к содержащей центральную ось 20 плоскости. Противоположной этой поверхности поводков 19 является поверхность 27. Поводки 19 входят обеими этими поверхностями при передачи вращающего момента в выемки 22 во внутренней поверхности 11 втулки 7. Выемки 22 имеют соответственно опорную поверхность 23, проходящую одинаково направленным образом по отношению к поверхности 25 передачи вращающего момента. Опорная поверхность 23 посредством фаски 24 сопряжена с внутренней поверхностью 11 втулки 7. Опорной поверхности 23 противолежит боковая поверхность 26. Выемка 22 служит для удержания поводков 19 от обратного вращения. Поверхность головки 28 поводковых элементов 19, сопряжена с обратной поверхностью 27 фаской 29. Обе фаски 24,29 и также смещение поводков 19 в сторону от радиальной плоскости 21 обеспечивают замедленное включение поводков 19 и перевод в положение передачи вращающего момента, так как расстояние, которое должны пройти поводки 19 для вхождения в выемку 22, по сравнению с конструкцией, при которой центральная ось 20 совпадает с радиальной плоскостью 21, удлиняется.

Поводки 19 за счет нагруженных пружиной переключающих кулачков 32 перемещаются в положение передачи вращающего момента. Ось 42 переключающих кулачков 32 расположена приблизительно под прямым углом к центральной оси 20 поводков 19. Каждый переключающий кулачок 32 также выполнен в виде бруска и имеет опорную поверхность 35, на которую опирается одним их концом две расположенные одна в другой пружины сжатия 38, 39. Пружины сжатия 38, 39 установлены в окне 37 ступицы 10. Они опираются другим их концом на одну из торцевых поверхностей запорного винта 40, ввинченного в резьбовое отверстие 41 ступицы 10. Как поверхности передачи вращающего момента 25 поводков 19, так и их расположенные в зоне ножки переключающие поверхности 30, 31 сориентированы в направлении пружинной конструкции. Переключающая поверхность 30 поводков 19 служит для удержания поводков 19 в положении передачи вращающего момента, то есть положении, в котором поверхность передачи вращающего момента 25 прилегает к опорной поверхности 23 выемки 22 втулки 7. В этом положении поводки 19 выступают за наружную поверхность 12 ступицы 10. Переключающая поверхность 30 для поддержания в положении передачи вращающего момента расположена с наклоном по отношению к центральной оси 20 под углом α. Этот угол составляет преимущественно 60^o. Угол является зависимым от передаточного отношения между прикладываемыми пружинами 38, 39 усилием и наклоном поверхности передачи вращающего момента 25 и желаемого вращающего момента отключения. Переключающая поверхность 30 нагружается переключающей поверхность 38 переключающего кулачка 32. Для этой цели данная поверхность расположена под углом наклона, что и переключающая поверхность 30.

При превышении предварительно заданного вращающего момента поводки 19 перемещаются радиально внутрь, причем одновременно переключающие кулачки 32 перемещаются преодолевая усилия пружин 38,39. Перемещение осуществляется до тех пор, пока переключающие поверхности 31 поводков 19, служащие для поддержания в положении отключения, не приходят в контакт с соответствующими переключающими поверхностями 34 переключающего кулачка 32. Переключающие поверхности 31 и 34 расположены по отношению к центральной оси 20 под углом, обозначенным позицией b и составляющим приблизительно от 14^o до 20^o. Преимущественно угол b составляет 17^o. Угол является определяющим для повторного включения. Для этого должно обеспечиваться то, чтобы под воздействием усилия пружин 38,39 проходил перевод поводков 19 вновь в выемке 22. Угол b, следовательно, должен быть больше, чем угол трения.

В положении отключения, поводкам 19 препятствует в дальнейшем продвижении внутрь выступ 36 на переключающих кулачках 32.

На фиг. 3 можно видеть, что для нагружения каждого поводка 19 друг рядом с другом расположены две пружинные конструкции. Из фиг. 3 можно видеть оба расположенных друг рядом с другом окна 37, служащих для размещения пружин 38,39. Для передачи вращающего момента при приводе втулки 7 в направлении приводного вращения N через поверхность передачи вращающего момента 25 вокруг кромки 43 на переходе между наружной поверхностью 12 ступицы и относящейся сюда выемкой 18 возникает опрокидывающие момент.

В данной конструкции усилие пружин сжатия 38, 39 через переключающие кулачки 32 противодействует движению опрокидывания. Кромка 43 нагружается лишь в малой степени, так что не могут возникать деформации.

Использование: в приводе сельскохозяйственных орудий или машин для передачи крутящего момента. Муфта содержит ступицу 10 с расположенными на ее наружной поверхности пазами 18, втулку 7 с выемками 22 на внутренней ее поверхности. Элементы сцепления выполнены в виде поводков 19, установленных в пазах ступицы с возможностью зацепления с выемками втулки. Поводки подпружинены пружинами 38, 39 через переключающие кулачки 32. На одноименных в окружном направлении сторонах поводков расположены переключающие и рабочие участки. Пружины оказывают на поводки воздействие, противоположное опрокидывающему моменту, возникающему при передаче вращающего момента. Такое решение обеспечивает уменьшенный износ и улучшает характеристику переключения. 8 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Муфта-ограничитель вращающего момента, в частности в приводе сельскохозяйственных орудий или машин, содержащая ступицу с расположенными в окружном направлении на ее наружной поверхности пазами, охватывающую ступицу с возможностью относительного вращения втулку с выемками на ее внутренней поверхности, поводки с рабочим участком на их головках и двумя переключающими поверхностями на их ножках и переключающие кулачки с двумя переключающими поверхностями, поводки установлены в пазах ступицы с возможностью взаимодействия их рабочих участков с опорной поверхностью выемки втулки, а переключающие кулачки установлены в выполненных в ступице отверстиях с возможностью перемещения перпендикулярно соответствующему поводку и подпружинены к нему относительно ступицы с возможностью взаимодействия их переключающих поверхностей с переключающими поверхностями поводков, при этом переключающие поверхности поводка и кулачка, контактирующие одна с другой при передаче вращающего момента, расположены под углом к оси поводка, большим угла пары переключающих поверхностей, контактирующих при отключении муфты, при этом переключающие поверхности выполнены попарно одинаковыми, отличающаяся тем, что переключающие поверхности и рабочие участки расположены на одноименных в окружном направлении сторонах поводков. 2. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что рабочий участок и переключающие поверхности расположены на стороне поводка, обращенной к пружине, поджимающей переключающие кулачки. 3. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что поводки в их поперечном сечении имеют форму прямоугольника. 4. Муфта по пп.1 3, отличающаяся тем, что она снабжена по крайней мере одной дополнительной поджимающей кулачки пружиной, установленной рядом с основной пружиной. 5. Муфта по пп.1 4, отличающаяся тем, что переключающие поверхности поводков, контактирующие с переключающими поверхностями кулачков при передаче вращающего момента, расположены под углом от 40 до 70^o, преимущественно 60^o, к центральной оси поводка. 6. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что переключающие поверхности поводков, контактирующие с переключающими поверхностями кулачков при отключении муфты, расположены под углом от 14 до 20^o, преимущественно 17^o, к центральной оси поводка. 7. Муфта по пп.1 6, отличающаяся тем, что центральная ось поводков и их рабочий участок расположены по разные стороны от плоскости, проходящей через ось муфты. 8. Муфта по пп.1 6, отличающаяся тем, что в зоне перехода рабочего участка выемки во внутреннюю поверхность втулки выполнена фаска. 9. Муфта по пп. 1 8, отличающаяся тем, что на поверхности головок поводков, противолежащей рабочему участку, выполнена фаска.