ВЫКЛЮЧАЕМАЯ МУФТА Российский патент 2000 года по МПК F16D13/22 

Изобретение относится к узлам машин и может быть применено в механизмах для передачи вращения и торможения ведомого вала. Известна фрикционная реверсивная муфта, содержащая установленные в корпусе две полумуфты с торообразными упругими кольцами и расположенную между ними и установленную на валу через винтовую пару с возможностью осевого перемещения промежуточную полумуфту, выполненную в виде двух, обращенных один к другому основаниями конусов (а.с. СССР N 742645, М. кл. F 16 D 13/22).

Такая муфта имеет небольшой срок службы, что объясняется старением упругих элементов. Кроме того, упругий элемент, накапливая энергию при реверсе, вызывает колебания ведомого вала, приводящие к неравномерности его вращения и, как следствие, - быстрому износу муфты.

Известна другая выключаемая муфта, содержащая установленные в корпусе тормозную и ведущую полумуфты и ведомую, расположенную между ними и установленную на валу с возможностью осевого перемещения с фиксацией в крайних положениях посредством механизма с нажимным элементом (см. чертеж КРАГ 777242 102 СБ ЦНИИТОЧМАШ г. Климовск, Московская обл.).

Эта муфта имеет больший срок службы за счет использования в зонах контакта ведомой полумуфты с ведущей и с тормозной более долговечного материала, например текстолита, и за счет обеспечения более плавной работы муфты, так как при ее переключении не возникают колебания ведомого вала.

Однако, при использовании такой муфты для передачи движения и торможения ведомого вала, имеющего большую инерционную массу, снижается надежность ее работы. Это объясняется тем, что усилие пружины, обеспечивающее поджим ведомой полумуфты к ведущей или к тормозной, передается к ведомой полумуфте через систему рычагов, уменьшающих это усилие и снижающих надежность контакта между ведущей полумуфтой и ведомой и между тормозной и ведомой полумуфтами.

Задачей изобретения является создание выключаемой муфты, обеспечивающей надежную передачу крутящего момента и надежное торможение ведомого вала.

Поставленная задача решается усовершенствованием выключаемой муфты, содержащей установленные в корпусе тормозную и ведущую полумуфты и ведомую, расположенную между ними и установленную на валу с возможностью осевого перемещения с фиксацией в крайних положениях посредством механизма с нажимным элементом.

Это усовершенствование заключается в том, что ведомая полумуфта выполнена в виде расположенных последовательно вдоль вала и соединенных между собой упругим элементом двух частей, одна из которых установлена с возможностью взаимодействия с ведущей полумуфтой, а вторая - с тормозной, при этом нажимной элемент имеет поверхности контакта с обеими частями ведомой полумуфты, а расстояние между этими поверхностями больше расстояния между контактирующими с ними поверхностями на частях ведомой полумуфты в ее крайнем положении.

В выключаемой муфте между поверхностями контакта нажимного элемента и второй части ведомой полумуфты может быть установлен подшипник.

Механизм осевого перемещения ведомой полумуфты может быть выполнен в виде винтовой пары, образованной корпусом с внутренней резьбой и нажимным элементом с наружной резьбой, снабженным рукояткой, размещенной в винтовом пазу корпуса.

Выполнение ведомой полумуфты в виде двух частей, расположенных последовательно вдоль вала и соединенных между собой упругим элементом, и установка одной из них с возможностью взаимодействия с ведущей полумуфтой, а второй - с тормозной обеспечивает непосредственную передачу усилия от упругого элемента к частям ведомой полумуфты, необходимое для контакта одной ее части с ведущей полумуфтой в одном крайнем положении и второй ее части с тормозной в другом.

Снабжение нажимного элемента поверхностями контакта с обеими частями ведомой полумуфты и выполнение этих поверхностей на расстоянии друг от друга, большем расстояния между контактирующими с ними поверхностями на частях ведомой полумуфты в ее крайнем положении, позволяет посредством одного нажимного элемента перемещать обе части полумуфты.

При этом за счет вышеуказанной разности расстояний образуется зазор между частью полумуфты и нажимным элементом, обеспечивающий возможность перемещения этой части ведомой полумуфты под действием упругого элемента, что необходимо для надежного контакта ведомой полумуфты с ведущей или с тормозной.

Установка подшипника между контактирующими поверхностями нажимного элемента и второй части ведомой полумуфты позволяет уменьшить трение между нажимным элементом и частью полумуфты при их относительном перемещении.

Выполнение механизма осевого перемещения ведомой полумуфты в виде винтовой пары, образованной корпусом с внутренней резьбой и нажимным элементом с наружной резьбой, снабженным рукояткой, размещенной в винтовом пазу корпуса, позволяет обеспечить необходимое перемещение нажимного элемента с помощью простого, точного и надежного механизма.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена предлагаемая выключаемая муфта (продольный разрез), для ясности чтения чертежа зазор "е" показан увеличенным, на фиг. 2 - вид А фиг. 1
Выключаемая муфта содержит корпус 1, в котором установлены тормозная 2 и ведущая 3 полумуфты, и расположенную между ними ведомую полумуфту 4, установленную на валу 5 с возможностью осевого перемещения с фиксацией в крайних положениях посредством механизма с нажимным элементом 6. В приведенном варианте этот механизм выполнен в виде винтовой пары, образованной корпусом 1 с внутренней резьбой и нажимным элементом 6 с наружной резьбой. Нажимной элемент 6 снабжен рукояткой 7, установленной в выполненном в корпусе 1 винтовом пазу 8, который имеет углубления 9 для фиксации рукоятки 7 в крайних положениях нажимного элемента 6. Ведомая полумуфта 4 выполнена в виде двух частей 10 и 11, имеющих в приведенном варианте форму усеченных конусов, обращенных один к другому большими основаниями, расположенных вдоль вала 5 и соединенных между собой упругим элементом 12. В крайнем левом (на фиг. 1) положении ведомой полумуфты 4 ее часть 10 взаимодействует с тормозной полумуфтой 2, установленной на корпусе 1. В крайнем правом (на фиг. 1) положении полумуфты 4 ее часть 11 взаимодействует с ведущей полумуфтой 3. Нажимной элемент 6 имеет поверхности 13 и 14, контактирующие при работе с соответствующими частями 10 и 11 полумуфты 4. Расстояние "L" между этими поверхностями больше расстояния "l" между контактирующими с ними поверхностями 15 и 16 частей 10 и 11 в крайнем положении ведомой полумуфты 4.

В муфтах, передающих большие крутящие моменты, разница расстояний L-l не должна превышать осевого зазора "е" между контактирующими поверхностями 17 и 18 соответственно ведущей 3 и ведомой 4 полумуфт в одном крайнем положении и поверхностями 19 и 20 соответственно тормозной 2 и ведомой 4 полумуфт в другом крайнем положении. Это необходимо для исключения одновременного контакта ведомой полумуфты 4 с ведущей 3 и с тормозной 2.

В муфтах, передающих небольшие крутящие моменты, например от ручного привода, и установленных в схемах, где требуется обеспечение определенного положения ведомого вала в момент переключения муфты, разница расстояний L-l должна превышать осевой зазор "е" для обеспечения контакта ведомой полумуфты 4 с ведущей 3 или тормозной полумуфтой 2 в момент ее переключения.

В приведенном варианте на части 10 полумуфты 4 установлен упорный подшипник 21, обеспечивающий возможность свободного вращения полумуфты 4 относительно нажимного элемента 6.

Выключаемая муфта работает следующим образом. Для передачи движения от ведущей полумуфты 3 к валу 5 ведомая полумуфта 4 переводится в крайнее правое (на фиг. 1) положение посредством нажимного элемента 6, обеспечивая под действием упругого элемента 12 перемещение части 10 вправо до контакта ее поверхности 20 с поверхностью 19 ведущей полумуфты 3. Вращение от ведущей полумуфты 3 посредством части 10 ведомой полумуфты 4 передается валу 5. Для переключении муфты в пазу 8 корпуса 1 поворачивается рукоятка 7, перемещая по резьбе влево нажимной элемент 6, поверхность 13 которого отходит от поверхности 18, образуя зазор и не препятствуя перемещению под действием упругого элемента 12 влево части 10 до контакта ее поверхности 18 с поверхностью 17 тормозной полумуфты, выбирая зазор "е". При этом нажимной элемент 6 поверхности 14 воздействует на поверхность 15 части 10, перемещая последнюю влево и разрывая ее контакт с ведущей полумуфтой 3. Часть 11 поверхностью 18 контактирует с поверхностью 17 тормозной полумуфты 2 и тормозит вал 5.

Таким образом, в процессе работы муфты в одном крайнем положении часть 10 ведомой полумуфты 4 под действием упругого элемента 12 надежно контактирует с ведущей полумуфтой 3, а в другом крайнем положении часть 11 под действием упругого элемента 12 контактирует с тормозной полумуфтой 2.

Использование: в механизмах для передачи вращения и торможения ведомого вала. Сущность: выключаемая муфта содержит установленные в корпусе (1) тормозной элемент (2), ведущую полумуфту (3) и ведомую (4), расположенную между ними и установленную на валу (5) с возможностью осевого перемещения с фиксацией в крайних положениях посредством механизма с нажимным элементом (6). Для обеспечения надежной передачи крутящего момента и надежного торможения ведомого вала (5) ведомая полумуфта (4) выполнена в виде расположенных последовательно вдоль вала (5) и соединенных между собой упругим элементом (12) двух частей (10, 11). В процессе работы муфты в одном крайнем положении часть (10) ведомой полумуфты (4) под действием упругого элемента (12) надежно контактирует с ведущей полумуфтой (3), передавая вращение валу (5), а в другом крайнем положении часть (10) под действием упругого элемента (12) контактирует с тормозной полумуфтой (2), тормозя вал (5). Технический результат: обеспечение надежной передачи крутящего момента и надежного торможения ведомого вала. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Выключаемая муфта, содержащая установленные в корпусе тормозную, ведущую полумуфты и ведомую, расположенную между ними и установленную на валу с возможностью осевого перемещения с фиксацией в крайнем положении посредством механизма с нажимным элементом, отличающаяся тем, что ведомая полумуфта выполнена в виде расположенных последовательно вдоль вала и соединенных между собой упругим элементом двух частей, одна из которых установлена с возможностью взаимодействия с ведущей полумуфтой, а вторая - с тормозной, при этом нажимной элемент имеет поверхности контакта с обеими частями ведомой полумуфты, а расстояние между этими поверхностями больше расстояния между контактирующими с ними поверхностями на частях ведомой полумуфты в ее крайних положениях. 2. Выключаемая муфта по п.1, отличающаяся тем, что между нажимным элементом и второй частью ведомой полумуфты установлен подшипник. 3. Выключаемая муфта по п.1, отличающаяся тем, что механизм осевого перемещения ведомой полумуфты выполнен в виде винтовой пары, образованной корпусом с внутренней резьбой и нажимным элементом с наружной резьбой, снабженным рукояткой, размещенной в винтовом пазу корпуса.