МУФТА СВОБОДНОГО ХОДА Российский патент 2007 года по МПК F16D41/64 F16D41/69 F16D41/28 

Изобретение относится к конструкциям муфт свободного хода, применяемых в машиностроении, предпочтительно в области двигателестроения для обеспечения передачи вращающего момента от вала стартера к коленчатому валу двигателя во время пуска и автоматического отключения стартера от двигателя после его запуска.

Известны роликовые муфты свободного хода, в которых ролики заклинивают в результате возникновения сил трения в сопряженных деталях. Заклинивание ролика происходит в клиновой части, выполненной в виде отрезка логарифмической кривой, спирали Архимеда или дуги со смещенным радиусом по линии контакта ролика с наружной и внутренней полумуфтами. Величина передаваемого крутящего момента обеспечивается длиной или количеством заклинивающих роликов в муфте. Для обеспечения надежного контакта роликов с рабочими поверхностями полумуфт применяются индивидуальные или групповые прижимные устройства [1].

В процессе эксплуатации на рабочих поверхностях появляется выработка, заклинивающий ролик перекашивается, происходит поломка прижимных устройств и муфта выходит из строя.

Также недостатком роликовых муфт является нетехнологичность изготовления ведущей полумуфты. По технологическому исполнению ведущие полумуфты роликовых муфт могут быть выдавленными или сварными. Каждое исполнение имеет свои недостатки:

- сварная конструкция ненадежна в эксплуатации из-за недостаточной прочности сварных соединений и низкой точности стыковки свариваемых деталей;

- для получения выдавленной обоймы требуется оснастка со сложной конфигурацией пуансона, недолговечного в работе и трудоемкого в изготовлении.

Известна муфта свободного хода для привода колеса велосипеда, выполненная в виде клиньев, подвижно расположенных между звездочкой и втулкой и взаимодействующих с шариками подшипника [2].

Однако большое количество контактирующих с шариком деталей, которые должны быть установлены с зазором для обеспечения свободного вращения колеса велосипеда при обгоне, допускают осевое смещение шариков, что может привести к отказу муфты в работе.

Известны клиновые обгонные муфты (муфты свободного хода), содержащие наружную и внутреннюю полумуфты и расположенные между ними заклинивающие элементы, каждый из которых состоит из двух клиньев, сопряженных между собой по цилиндрической поверхности [3]. Однако эти муфты не допускают высоких скоростей обгона и имеют большие габаритные размеры. Такие муфты не могут быть использованы для пусковых систем двигателей внутреннего сгорания.

В муфте предлагаемой конструкции заклинивающие шарики контактируют только с клиновыми сухариками и одной из полумуфт, клиновые сухарики установлены неподвижно, для чего в одной из полумуфт выполнены упоры, исключающие перемещение клиновых сухариков. Заклинивание шариков происходит в клиновой части, выполненной в виде отрезка логарифмической кривой, спирали Архимеда или дуги со смещенным радиусом. Для ориентировки движения шариков в одной из полумуфт и в клиновых сухариках выполнены беговые дорожки по радиусу шариков. Заглубление шариков в полумуфту и в клиновые сухарики позволило получить контакт шарика по образующей, вместо точечного, получаемого в шарикоподшипниках, и тем самым снизить концентрацию напряжений в шарике, полумуфте и в клиновых сухариках. Заглубление шариков в полумуфту и в клиновые сухарики позволило значительно уменьшить общий габарит муфты по сравнению с роликовой муфтой аналогичного назначения.

На фиг.1 показан общий вид муфты предлагаемой конструкции; на фиг.2 показана муфта в разрезе; фиг.3 и 4 иллюстрируют варианты установки клиновых сухариков; фиг.5-7 иллюстрируют варианты исполнения клиновых сухариков.

Описание конструкции предлагаемой муфты свободного хода.

Ведущая полумуфта 1 имеет простую цилиндрическую форму, а заклинивающая часть муфты (клиновой сухарик) 3 выполнена отдельной деталью. В качестве заклинивающего элемента используется шарик 4. С целью увеличения длины линии заклинивания шарика 4 на контактных поверхностях клинового сухарика 3 и ведомой полумуфты 2 выполнены канавки по радиусу заклинивающих шариков 4. Муфта закрыта кожухом 6, предохраняющим ее от саморазборки. Если наружный диаметр ведомой полумуфты 2 меньше диаметра отверстия кожуха 6, между ведомой полумуфтой 2 и кожухом 6 устанавливаются упорные полукольца 7, предохраняющие ведомую полумуфту 2 от выпадания. Для предохранения муфты от попадания в нее пыли и грязи между кожухом 6 и упорными полукольцами 7 может быть установлена уплотнительная прокладка 8.

В конструкции муфты для исключения контакта прижимной пружины 5 с заклинивающими шариками 4 может быть предусмотрена установка упоров 9. Для исключения радиального смещения клиновых сухариков 3 в ведущей полумуфте 1 предусмотрены выступы 1а (или впадины 1б). Надежная фиксация клиновых сухариков 3 может быть обеспечена одним выступом 1а (или впадиной 1б), остальные клиновые сухарики 3 будут тормозиться, упираясь один в другой. Для обеспечения надежного упора прижимной пружины 5 в заклинивающий шарик 4 в торце клинового сухарика 3 выполнены выступы 3а, закрывающие канавку под установку заклинивающего шарика 4. В случае изготовления ведущей полумуфты 1 со впадинами под фиксацию клиновых сухариков 3 на клиновых сухариках 3 выполнены зацепы 3б.

Работа муфты свободного хода. При включении муфты свободного хода в работу ведущая полумуфта 1 поворачивается относительно неподвижной еще ведомой полумуфты 2, заклинивающие шарики 4 под действием прижимных пружин 5 и возникших между клиновыми сухариками 3 ведущей 1 и ведомой 2 полумуфтами сил трения перемещаются в узкую часть клинового пространства, и муфта заклинивается.

После запуска двигателя частота вращения ведомой полумуфты 2 с шестерней 2а превышает частоту вращения ведущей полумуфты 1; за счет сил трения заклинивающие шарики 4 отжимаются в широкую часть клинового пространства и муфта свободного хода проскальзывает.

Источники информации

1. Описание изобретения к авторскому свидетельству SU 1032247 А1, М кл. F16d 41/06.

2. Описание изобретения к авторскому свидетельству SU 364491 А1, М кл. F16d 41/24.

3. Описание изобретения к авторскому свидетельству SU 333327 А, М кл. F16d 41/07.

Изобретение относится к конструкциям муфт свободного хода. Муфта свободного хода содержит ведущую и ведомую полумуфты и расположенное между ними заклинивающее устройство. Заклинивающее устройство муфты выполнено отдельным элементом и состоит из клиновых сухариков, заклинивающих шариков и прижимных пружин. Для размещения заклинивающих шариков в клиновых сухариках и ведомой полумуфте выполнены канавки по радиусу заклинивающих шариков. При этом клиновые сухарики надежно зафиксированы в ведущей полумуфте посредством выступов и впадин в клиновых сухариках и ведущей полумуфте. Клиновой сухарик и ведомая полумуфта могут иметь две канавки или более для расположения заклинивающих шариков в два ряда или более. Технический результат заключается в упрощении конструкции, уменьшении металлоемкости и повышении надежности в работе. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Муфта свободного хода, закрытая кожухом и содержащая ведущую и ведомую полумуфты и расположенное между ними заклинивающее устройство, состоящее из клиновых сухариков, заклинивающих шариков и прижимных пружин, отличающаяся тем, что заклинивающее устройство муфты выполнено отдельным элементом, а для размещения заклинивающих шариков в клиновых сухариках и ведомой полумуфте выполнены канавки по радиусу заклинивающих шариков, при этом клиновые сухарики надежно зафиксированы в ведущей полумуфте посредством выступов и впадин в клиновых сухариках и ведущей полумуфте.2. Муфта свободного хода по п.1, отличающаяся тем, что клиновой сухарик и ведомая полумуфта имеют две или более канавки для расположения заклинивающих шариков в два или более рядов.