ШАРНИРНАЯ МУФТА Российский патент 2004 года по МПК F16D3/26 

Изобретение относится к транспортным средствам, в частности к элементам устройств для управления трансмиссией, а именно - к муфтам.

Известна шарнирная муфта, устанавливаемая на ряде автомобилей большой грузоподъемности в приводе к ведущим управляемым колесам (КамАЗ-4310, Урал-4320, КАЗ-4540, КрАЗ-260 и др.), состоящая из пяти частей: двух кулаков, двух вилок и диска и называемая поэтому дисковой. Максимальное значение угла между ведомым и ведущим валами, обеспечиваемое данной шарнирной муфтой, составляет 45^o (Осепчук В.В., Фрумкин А.К. Автомобиль. Анализ конструкций, элементы расчета. - М.: Машиностроение, 1989, с.121).

Данная муфта обеспечивает недостаточный угол между валами. Кроме того, трудоемкость ее изготовления достаточно большая.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению, является шарнирная муфта, применяемая на автомобилях большой грузоподъемности, известная под названием "шарнир Тракта" и состоящая из двух вилок в виде полуколец и двух фасонных кулаков, трущиеся поверхности которых подвергаются шлифованию. Благодаря наличию развитых поверхностей взаимодействующих деталей шарнирная муфта способна передавать значительный по величине крутящий момент при обеспечении угла между ведущим и ведомым валами 45-50^o (Осепчук В.В., Фрумкин А.К. Автомобиль. Анализ конструкций, элементы расчета. - М.: Машиностроение, 1989, с.120).

Изготовление указанной шарнирной муфты менее трудоемкое по сравнению с дисковой муфтой, однако все равно имеется сложность в штамповке, шлифовке, обработке. Кроме того, хотя указанная шарнирная муфта может обеспечить несколько больший угол между валами, но все же угол является недостаточным, а следовательно, недостаточна маневренность автомобиля. К тому же, при разных направлениях нагрузки не всегда обеспечивается нормальная работа шарнирной муфты.

В основу изобретения поставлена задача создания шарнирной муфты, которая позволила бы улучшить маневренность автомобиля за счет передачи значительного по величине крутящего момента при обеспечении большего угла между ведомым и ведущим валами, а также способствовала бы нормальной работе при любых направлениях нагрузки.

Поставленная задача решается тем, что в шарнирной муфте, выполненной из пяти частей, содержащих фасонный кулак, две вилки и два полукольца, согласно изобретению кулак выполнен в виде шара с двумя фигурными пазами, форма которых соответствует сечению вилки с полукольцом в сборе и которые выполнены на поверхности кулака во взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через центр кулака и взаимодействующих с двумя вилками, к каждой из которых прикреплено полукольцо с образованием фигуры, выполненной из вилки в виде полукольца с ушками наружного диаметра R₃, соответствующего диаметру кулака R₃, и внутреннего радиуса дуги R₂, равного наружному радиусу R₂ полукольца, в целом образующих окружность с радиусом R₂, при этом внутренний радиус дуги R₁ полукольца равен радиусу внутренней окружности кулака R₁.

Крепление полукольца к ушкам вилки осуществлено при помощи двух штифтов каждой пары.

В кулаке выполнено монтажное окно для возможности осуществления скрепления полукольца и вилки.

Выполнение кулака в виде шара с двумя фигурными пазами, находящегося в круговом кольце, образованном вилкой и полукольцом, расположение вилок и полуколец попарно во взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через центр кулака, позволяет при работе шарнирной муфты увеличить угол между ведомым и ведущими валами, вследствие чего улучшается маневренность автомобиля. Жесткое соединение вилки с полукольцом способствует нормальной работе шарнирной муфты при любых направлениях нагрузки.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена шарнирная муфта перед сборкой; на фиг.2 - кулак, вид А на фиг.1; на фиг.3 - шарнирная муфта в сборке.

Шарнирная муфта содержит кулак 1, выполненный в виде шара, с двумя фигурными пазами 2, форма которых соответствует сечению вилки 3 или 4 с полукольцом 5 или 6. Фигурные пазы 2 расположены на поверхности кулака 1 во взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через центр О кулака 1 и взаимодействующих с двумя вилками 3 и 4. К каждой из вилок 3, 4 прикреплено двумя штифтами 7 полукольцо 6 или 5 соответственно. Получается фигура, выполненная из вилки 3 (4) в виде полукольца с ушками наружного диаметра R₃, соответствующего диаметру кулака R₃, и внутреннего радиуса дуги R₂, равного наружному радиусу R₂ полукольца 6 (5), в целом образующих окружность с радиусом R₂. При этом внутренний радиус дуги R₁ полукольца 3 (4) равен радиусу внутренней окружности кулака R₁.

Между ведомым 9 и ведущим 10 валами имеется угол γ.

Смазку шарнирной муфты производят через масленку 11 по каналам в кулаке 1 или смазкой в кожухе, защищающем шарнирную муфту от загрязнения.

Шарнирная муфта работает следующим образом.

Когда плоскость вилки 4 ведущего вала 10 расположена вертикально, то плоскость вилки 3 ведомого вала 9 расположена под наклоном к горизонтальной плоскости (фиг.3).

При повороте ведущего вала 10 на 90^o плоскость вилки 3 располагается вертикально, а плоскость вилки 4 - горизонтально. При этом происходит поворот кулака 1 на угол, равный углу между ведущим валом 10 и ведомым валом 9. При дальнейшем повороте вала 10 на угол 90^o кулак повернется в обратном направлении или будет колебаться: два раза в одном направлении и два раза в обратном направлении за один поворот вала на указанный угол каждые четверть оборота. Таким образом, при вращении ведущего вала 10 на один оборот происходит поворот кулака 1 в оба направления с углом поворота кулака 1, равным углу между валами 9 и 10.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в различных приводах для соединения валов, расположенных под углом. Шарнирная муфта содержит кулак, взаимодействующий с двумя вилками в виде полуколец. Новым является то, что кулак выполнен в виде шара с двумя взаимно перпендикулярными фигурными пазами, выполненными по окружностям, к каждой из упомянутых вилок жестко прикреплено полукольцо, наружный радиус которого равен внутреннему радиусу вилки, при этом вилки с полукольцами попарно расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях в упомянутых пазах таким образом, что каждая вилка с полукольцом в сборе охватывают кулак. В кулаке выполнено монтажное окно. Крепление полукольца к вилке осуществляется при помощи двух штифтов через монтажное окно. Техническим результатом является увеличение угла между соединяемыми валами и повышение надежности муфты при любых направлениях нагрузки. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Шарнирная муфта, содержащая кулак, взаимодействующий с двумя вилками в виде полуколец, отличающаяся тем, что кулак выполнен в виде шара с двумя взаимно перпендикулярными фигурными пазами, выполненными по окружностям, к каждой из упомянутых вилок жестко прикреплено полукольцо, наружный радиус которого равен внутреннему радиусу вилки, при этом вилки с полукольцами попарно расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях в упомянутых пазах таким образом, что каждая вилка с полукольцом в сборе охватывают кулак.2. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что в кулаке выполнено монтажное окно.3. Муфта по п.2, отличающаяся тем, что крепление полукольца к вилке осуществляется при помощи двух штифтов через монтажное окно.