МУФТА СВОБОДНОГО ХОДА Российский патент 1998 года по МПК F16D41/06 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных областях техники, где требуется осуществлять реверсирование ведомого вала при нереверсивных природных двигателях.

Известна сдвоенная обгонная муфта, содержащая две обоймы, две звездочки, одна из которых жестко соединена с валом, и установленные между ними ролики, вторая звездочка выполнена с торцевыми выступами, взаимосвязанными с роликами, звездочки, жестко смонтированной на валу и установленной свободно на ступице последней (авт. св. СССР N 409027, кл. F 16 D 41/06, 1974, а также авт. св. СССР N 779683, кл. F 16 D 41/10, 1980, авт. св. СССР N 182979, кл. F 16 D 41/10, 1966, авт. св. СССР N 1530868, кл. F 16 D 41/10, 1978).

Общим недостатком указанных выше аналогов является то, что они не позволяют осуществлять дистанционное реверсирование муфты.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является муфта свободного хода, содержащая установленные в корпусе обойму, связанную с валом звездочку, выполненную с шлицевым участком и установленную на валу посредством подшипника качения, размещенные между валом и звездочкой заклинивающие ролики, механизм управления, выполненный в виде управляемой электромагнитной муфты, и подпружиненный якорь, связанный шлицевым соединением со звездочкой (патент РФ N 2011906, кл. F 16 D 41/06, 1994, прототип).

Недостатком данной муфты свободного хода является то, что она не обладает реверсивностью действия.

Задача изобретения - повышение кинематических возможностей муфты свободного хода путем обеспечения реверсивности ее действия и тем самым возможности использования ее для преобразования вращательного движения в возвратно-вращательное с бесступенчатым регулированием в процессе работы амплитуды качания в ту и другую сторону.

Для этого муфта свободного хода, содержащая установленные в корпусе обойму, жестко связанную с ведущим элементом, звездочку, выполненную с шлицевым участком и установленную на валу посредством подшипника качения, заклинивающие элементы, размещенные между обоймой и звездочкой, и механизм управления, выполненный в виде управляемой электромагнитной муфты, якорь которой связан шлицевым соединением с валом и расположен с возможностью соединения со шлицевым участком звездочки, снабжена дополнительной обоймой и дополнительной звездочкой, выполненной с шлицевым участком и установленной на валу посредством дополнительного подшипника качения, при этом якорь управляемой электромагнитной муфты выполнен с возможностью поочередного соединения с шлицевыми участками основной и дополнительной звездочек, основная обойма и звездочка расположены по одну сторону от электромагнита управляемой электромагнитной муфты, а дополнительные обойма и звездочка расположены по другую сторону от электромагнита.

На фиг. 1 схематично изображена предлагаемая муфта свободного хода; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Муфта свободного хода содержит размещенные в корпусе 1 обойму 2, звездочку 3, ролики 4, размещенный между валом 5 и звездочкой 3 подшипник 6 качения, например роликовый, и механизм управления в виде, например, электромагнитной муфты 7. Рабочий профиль обоймы 2 имеет цилиндрическую форму, профиль звездочки фасонный.

Обойма 2 жестко связана шпоночным соединением с промежуточной конической шестерней 8. Звездочка 3 снабжена шлицевым участком 9, взаимодействующим с аналогичным участком якоря 10 электромагнитной муфты 7. Якорь 10 связан в свою очередь шлицевым соединением с ведомым валом 5.

Муфта свободного хода снабжена расположенными с противоположной стороны электромагнитной муфты 7 дополнительными обоймой 11, звездочкой 12 и размещенными между ними заклинивающими роликами 13. Основная 3 и дополнительная 12 звездочки выполнены с одинаковым направлением заклинивания.

Дополнительная звездочка 12 посредством дополнительного подшипника 14 качения, например роликового, установлена на валу 5.

Рабочий профиль дополнительной обоймы 11 имеет цилиндрическую форму, а профиль дополнительной звездочки 12 - фасонный. Дополнительная обойма 11 жестко связана шпоночным соединением с дополнительной промежуточной конической шестерней 15.

Дополнительная звездочка 12 снабжена шлицевым участком 16, взаимодействующим с аналогичным участком якоря 10 электромагнитной муфты 7. Промежуточные конические шестерни 8 и 15 находятся в зацеплении с ведущей шестерней 16, жестко установленной на входном валу 17.

Для изменения скорости вращения вала 5 при реверсе входного вала 17 шестерни 8 и 15 могут быть выполнены с разным числом зубьев (не показано).

В положении, показанном на фиг. 1, электромагнитная муфта 7 отключена и ее якорь 10 находится в зацеплении посредством шлицевого соединения со звездочкой 3. При вращении входного вала 17 (например, по часовой стрелке) движение от ведущей шестерни 16 передается промежуточным коническим шестерням 8 и 15 и далее через шлицевой участок 9 звездочки 3 якорю 10 электромагнитной муфты 7 и от него ведомому валу 5, который начинает вращаться против часовой стрелки. Дополнительная промежуточная шестерня 15 при этом вращается в противоположном направлении (против часовой стрелки). Так как шлицевое соединение дополнительной звездочки 12 с якорем 10 отсутствует, движение по правой ветви кинематической цепи на ведомый вал 5 не передается.

Для реверсирования вала 5 включают электромагнитную муфту 7, при этом ее якорь 10 втягивается внутрь муфты и жесткая связь между звездочкой 3 и валом 5 разрывается, а между дополнительной звездочкой 12 и валом 5 жесткая связь, наоборот, возникает, так как якорь 10 входит в шлицевое соединение с дополнительной звездочкой 12, которая вращается по часовой стрелке. Таким образом, без изменения направления вращения входного вала 17 происходит реверсирование ведомого вала 5, и последний начинает вращаться в противоположную сторону (по часовой стрелке). В это время звездочка 3 по-прежнему вращается против часовой стрелки, не передавая момента, т.е. работает в режиме холостого хода.

При отключении электромагнитной муфты 7 ведомый вал 5 снова реверсируется, т.е. начинает вращаться против часовой стрелки.

Иначе говоря, при невключенной электромагнитной муфте 7 правая часть муфты свободного хода будет находиться в режиме холостого хода, а левая часть - в рабочем режиме. При включении электромагнитной муфты 7, наоборот, левая часть муфты будет находиться в режиме холостого хода, а правая - в рабочем режиме. Поскольку звездочки 3 и 12 имеют одинаковое направление заклинивания, происходит последовательное реверсирование вала 5 при неизменном направлении вращения входного вала 17.

Это свойство муфты свободного хода можно использовать для преобразования вращательного движения в возвратно-вращательное. Задавая по программе время включения и отключения электромагнитной муфты 7, можно регулировать величину амплитуды качания или число оборотов ведомого вала 5 в ту или другую стороны.

Осуществляемый муфтой свободного хода реверс ведомого вала без переключения приводного двигателя особенно важен в трансмиссиях, где несколько механизмов приводятся в движение от одного привода.

Муфта свободного хода содержит две обоймы, две звездочки, размещенные между обоймами и звездочками заклинивающие элементы, например ролики, расположенные между обоймами элемента управления, например в виде электромагнитной муфты, якорь которой выполнен с возможностью поочередного соединения с указанными звездочками, соединенных каждая с ведущим валом посредством подшипников качения, обоймы жестко соединены с промежуточными коническими шестернями, находящимися в зацеплении с ведущей шестерней, жестко установленной на выходном валу. Указанная конструкция позволяет повысить кинематические возможности муфты. 2 ил.

Муфта свободного хода, содержащая установленные в корпусе обойму, жестко связанную с ведущим элементом, звездочку, выполненную с шлицевым участком и установленную на валу посредством подшипника качения, заклинивающие элементы, размещенные между обоймой и звездочкой, и механизм управления, выполненный в виде управляемой электромагнитной муфты, якорь которой связан шлицевым соединением с валом и расположен с возможностью соединения со шлицевым участком звездочки, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительной обоймой и дополнительной звездочкой, выполненной со шлицевым участком и установленной на валу посредством дополнительного подшипника качения, при этом якорь управляемой электромагнитной муфты выполнен с возможностью поочередного соединения с шлицевыми участками основной и дополнительной звездочек, основные обоймы и звездочка расположены по одну сторону от электромагнита управляемой электромагнитной муфты, а дополнительные обойма и звездочка расположены по другую сторону от электромагнита.