Двухрежимная муфта Российский патент 2017 года по МПК F16D47/04 F16D41/04 F16D11/00 F16D15/00 F16D43/04 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к сцепным муфтам кинематических механизмов.

Из авторского свидетельства SU254279, МПК F16D 47/00, публ. 07.10.1969, известна двухрежимная муфта, содержащая в своем составе частотно-зависимое устройство кинематической коммутации, далее ЧЗУ, и предохранитель.

ЧЗУ включает в себя внутреннюю и внешнюю обоймы, сепаратор, два тела качения и, в соответствии с количеством тел качения, два центробежных грузика и два толкателя.

Внешняя обойма выполнена установленной, с возможностью вращения, относительно внутренней обоймы, соединенной, с возможностью передачи вращения, с ведущим звеном коммутируемого механизма. При этом внутренняя обойма муфты выполнена соединенной, с возможностью передачи вращения, с ведомым звеном коммутируемого механизма, а также, посредством ЧЗУ и предохранителя, с ведущим звеном коммутируемого механизма.

Внутренняя обойма муфты выполнена в виде стакана, снабженного цилиндрическим утолщением, а также двумя, расположенными на радиальной поверхности указанного утолщения, оппозитными, параллельными, относительно продольной геометрической оси муфты, пазами. Внешняя обойма муфты выполнена в виде ступицы, снабженной цилиндрической расточкой, внутренние радиальные стенки которой расположены коаксиально радиальным стенкам цилиндрического утолщения внутренней обоймы. Сепаратор выполнен в виде кольца, неподвижно соединенного с внешней обоймой, и коаксиально расположенного между радиальными стенками цилиндрической расточки внешней обоймы и радиальными стенками утолщения внутренней обоймы. Сепаратор выполнен снабженным двумя оппозитными, ортогональными, относительно продольной геометрической оси муфты, цилиндрическими каналами. Центробежные грузики выполнены расположенными в интервале между внешней радиальной поверхностью сепаратора и радиальной поверхностью цилиндрической расточки внешней обоймы. Центробежные грузики выполнены оппозитно расположенными, подвижно соединенными с внешней обоймой и подпружиненными к сепаратору. При этом любой из центробежных грузиков выполнен снабженным ортогональным, относительно продольной геометрической оси муфты, и аксиальным, относительно продольной геометрической оси каналов сепаратора, сквозным каналом, который, в свою очередь, снабжен заплечиками. Любой из толкателей выполнен в виде плунжера, также снабженного заплечиками. Толкатели выполнены установленными в каналах центробежных грузиков с выступанием их обращенных в сторону внутренней обоймы торцов в соответствующие каналы сепаратора. При этом плунжеры выполнены подпружиненными к заплечикам каналов грузиков и в сторону внутренней обоймы. Тела качения выполнены в виде равновеликих шариков или цилиндров, каждый из которых, при нулевой или низкой частоте вращения муфты, расположен в соответствующем канале сепаратора с прилеганием к выступающему в канал сепаратора торцу толкателя и с выступанием в пазы внутренней обоймы. При этом каналы сепаратора выполнены с возможностью приема тел качения в каналы сепаратора при центробежном смещении грузиков, а равно и толкателей, к радиальной поверхности цилиндрической расточки внешней обоймы, обусловленном высокой скоростью вращения муфты.

Предохранитель выполнен содержащим аксиально расположенные кулачковый венец и кулачковую втулку, выполненные с возможностью передачи вращения от кулачкового венца к кулачковой втулке.

Кулачковый венец выполнен неподвижно закрепленным на противолежащем, относительно цилиндрической расточки, торце внешней обоймы, коаксиально расположенным, относительно продольной геометрической оси муфты.

Кулачковая втулка выполнена коаксиально расположенной, относительно внешней радиальной поверхности внутренней обоймы, закрепленной на внутренней обойме с возможностью передачи вращения внутренней обойме, а также с возможностью аксиального перемещения относительно продольной геометрической оси муфты. При этом кулачковая втулка выполнена подпружиненной к кулачковому венцу.

К недостаткам решения по авторскому свидетельству SU 254279 следует отнести конструктивную сложность, невозможность принудительного кинематического разъединения муфты, а также невозможность ее использования в кинематических механизмах с пассивно-активным ведомым звеном, т.е. с ведомым звеном, эпизодически подключаемым к дополнительному источнику энергии. Последнее связано с возможностью возникновения явления циркуляции мощности, которое, в свою очередь, обусловлено невозможностью точной настройки центробежной и кулачковой составляющих цитируемой муфты.

Из авторского свидетельства SU 1434181, МПК F16D 41/07, публ. 30.10.1988, известна двухрежимная муфта, содержащая ЧЗУ и предохранитель, включающие в себя внутреннюю и внешнюю обоймы, сепаратор и тела качения.

Внутренняя обойма муфты выполнена образованной диском, неподвижно соединенным с ведущим звеном коммутируемого механизма, и неподвижно соединенной с диском цилиндрической бобышкой. Внешняя обойма муфты выполнена в виде стакана, снабженного цилиндрической расточкой, неподвижно соединенного с ведомым звеном коммутируемого механизма. Внешняя обойма выполнена установленной с коаксиальным расположением ее цилиндрической расточки относительно бобышки внутренней обоймы. Внешняя обойма выполнена установленной также с возможностью ее вращения, относительно радиальной поверхности бобышки.

Бобышка сформирована снабженной пазами, выполненными равномерно разнесенными вдоль ее образующей, расположенными параллельно к продольной геометрической оси муфты. В решении по цитируемому авторскому свидетельству показана бобышка, содержащая четыре паза, но количество пазов может быть и иным. Любой из пазов бобышки выполнен содержащим радиально и тангенциально расположенные поверхности. В цитируемом решении радиальная поверхность, любого из пазов, выполнена в виде грани, расположенной параллельно относительно продольной геометрической оси муфты и ортогонально относительно геометрической плоскости, касательной к радиальной поверхности бобышки. Тангенциальная же поверхность любого из пазов выполнена в виде грани, расположенной параллельно относительно продольной геометрической оси муфты и, соответственно, тангенциально относительно геометрической плоскости, касательной к радиальной поверхности бобышки. При этом тангенциальные грани пазов бобышки и радиальная поверхность цилиндрической расточки внешней обоймы выполнены расположенными с образованием клиновых полостей муфты.

Каждый из пазов бобышки выполнен также снабженным канавкой, простирающейся от радиальной грани паза в сторону сужения формируемой данным пазом клиновой полости, выполненной с отступом от диска внутренней обоймы и с, преимущественно, равным удалением ее донной части от поверхности цилиндрической расточки внешней обоймы.

Сепаратор выполнен образованным диском внутренней обоймы, сформированными в диске сквозными, параллельными, относительно продольной геометрической оси муфты, каналами, число которых равно числу пазов бобышки, расположенными напротив клиновых полостей муфты, а также толкателями.

Каждый из толкателей муфты выполнен содержащим неподвижно связанные плунжерную, установленную в соответствующем канале диска внутренней обоймы с возможностью продольного перемещения относительно стенок канала, и вилочную, расположенную с возможностью продольного перемещения в соответствующем пазу бобышки, части.

Тела качения выполнены в виде равновеликих шариков, расположенных по одному шарику в каждом из пазов бобышки, в интервале, ограниченном стенками паза, радиальной поверхностью цилиндрической расточки внешней обоймы и вилочной частью толкателя. Таким образом, в решении по авторскому свидетельству SU 1434181 сепаратор выполнен с возможностью аксиального смещения относительно внутренней и внешней обойм муфты, а тела качения, соответственно, с возможностью поперечного и продольного, относительно продольной геометрической оси муфты, перемещения в пазах бобышки.

ЧЗУ образовано клиновыми полостями муфты, телами качения, а также сепаратором, посредством которого тела качения могут быть выполнены размещенными в интервале между тангенциальными гранями пазов и радиальной поверхностью цилиндрической расточки внешней обоймы. При этом ЧЗУ выполнено с возможностью фрикционной фиксации внутренней и внешней обойм муфты, в случае смещения тел качения в зауженную часть клиновых полостей, а также с возможностью взаимного проскальзывания обойм, в случае смещения тел качения в уширенную часть клиновых полостей муфты.

Предохранитель образован канавками пазов бобышки внутренней обоймы и сепаратором, посредством которого тела качения могут быть выполнены размещенными в интервале между стенками канавок пазов и радиальной поверхностью цилиндрической расточки внешней обоймы. При этом внутренняя и внешняя обоймы выполнены с возможностью относительно свободного (с небольшими потерями на вращение тел качения) вращения внешней и внутренней обойм относительно друг друга.

К недостаткам двухрежимной муфты по авторскому свидетельству SU 1434181 следует отнести неприемлемую, в ряде случаев, низкую нагрузочную способность муфты, обусловленную:

- малым количеством пазов, которые могут быть сформированы в бобышке и, соответственно, малым количеством тел качения, посредством которых может быть осуществлена передача вращающего момента от ведущего звена к ведомому звену коммутируемого механизма. Что связано с необходимостью размещения в пазах вилок толкателей, посредством которых образован сепаратор;

- невозможностью реализации трехточечного или линейного контакта тел качения с тангенциальными поверхностями пазов внутренней обоймы и радиальной поверхностью цилиндрической расточки внешней обоймы. Что связано с использованием в составе муфты шарообразных, исключительно, тел качения, и с продольно-поперечной траекторией перемещения тел качения в пазах, в том числе в канавках пазов, бобышки.

Задачей изобретения было создание муфты, обеспечивающей передачу повышенных крутящих моментов вращения, передающей вращающий момент от ведущего звена к ведомому звену только в одном направлении, самовыключаемой, при превышении угловой скорости ведомого звена относительно ведущего, а также выполненной с возможностью принудительного разъединения ведущего и ведомого звеньев.

Задача решается в двухрежимной муфте, содержащей ЧЗУ и предохранитель, включающие в себя внутреннюю и внешнюю обоймы, сепаратор и тела качения.

В первом варианте задача решается тем, что:

Внутренняя обойма сформирована в виде цельной или составной цилиндрической втулки, снабженной пазами, выполненными равномерно разнесенными вдоль ее образующей, расположенными параллельно к продольной геометрической оси муфты.

Любой из пазов внутренней обоймы выполнен содержащим радиально и тангенциально расположенные поверхности. Где радиальная поверхность, любого из пазов, выполнена в виде грани, расположенной параллельно относительно продольной геометрической оси муфты и ортогонально относительно геометрической плоскости, касательной к радиальной поверхности внутренней обоймы. Где тангенциальная поверхность любого из пазов выполнена в виде грани, расположенной параллельно относительно продольной геометрической оси муфты и, соответственно, тангенциально относительно геометрической плоскости, касательной к радиальной поверхности внутренней обоймы, снабженной прямолинейной, с постоянным профилем поперечного сечения, канавкой, продольная геометрическая ось которой ортогональна относительно продольной геометрической оси внутренней обоймы.

Внешняя обойма муфты выполнена в виде фасонной детали, снабженной цилиндрической расточкой и конусообразной заходной фаской. Внешняя обойма выполнена установленной с расположением радиальной поверхности ее цилиндрической расточки напротив канавок тангенциальных граней пазов, а также с возможностью аксиального расположения упомянутой поверхности относительно канавок. При этом канавки тангенциальных граней пазов внутренней обоймы и радиальная поверхность цилиндрической расточки внешней обоймы, в случае ее расположения напротив канавок пазов, выполнены с образованием клиновых полостей муфты.

Тела качения выполнены в виде шариков или, предпочтительно, цилиндрических роликов, расположенных по одному телу качения в каждой из канавок тангенциальных граней пазов. При этом канавки, в их поперечном сечении, выполнены с возможностью образования между донной частью канавки и радиальной поверхностью расположенного в канавке тела качения двухточечного, для шарика, или линейного, для ролика, контакта.

Сепаратор сформирован в виде фасонной цельной или составной детали, подвижно базирующейся на внутренней обойме или, преимущественно, на телах качения. Сепаратор выполнен с выступанием тел качения в сторону радиальной периферии внутренней обоймы, с возможностью качения тел качения вдоль канавок тангенциальных поверхностей пазов, а также с возможностью удержания тел качения при аксиальном, относительно пазов, расположении цилиндрической расточки внешней обоймы.

Во втором варианте задача решается тем, что:

Внутренняя обойма сформирована в виде цельной или составной цилиндрической втулки, снабженной пазами, выполненными равномерно разнесенными вдоль ее образующей, расположенными параллельно к продольной геометрической оси муфты.

Любой из пазов внутренней обоймы выполнен содержащим радиально и тангенциально расположенные поверхности. Где радиальная поверхность, любого из пазов, выполнена, преимущественно, в виде грани, расположенной тангенциально относительно продольной геометрической оси муфты и ортогонально относительно геометрической плоскости, касательной к радиальной поверхности внутренней обоймы. Где тангенциальная поверхность любого из пазов сформирована в виде сегмента фасонной поверхности вращения, снабженного трапецеидальной, в поперечном сечении, канавкой постоянного профиля, продольная геометрическая ось которой ортогональна к продольной геометрической оси внутренней обоймы, донная поверхность которой выполнена в виде сегмента усеченного конуса, совокупность геометрических хорд которого расположена в геометрической плоскости, параллельной относительно продольной геометрической оси муфты и тангенциальной относительно геометрической плоскости, касательной к радиальной поверхности внутренней обоймы.

Внешняя обойма муфты выполнена в виде фасонной детали, снабженной конической расточкой. Внешняя обойма выполнена установленной с расположением радиальной поверхности ее конической расточки напротив канавок тангенциальных граней пазов, а также с возможностью, преимущественно, аксиального расположения упомянутой поверхности относительно канавок. При этом канавки тангенциальных поверхностей пазов внутренней обоймы и радиальная поверхность конической расточки внешней обоймы, в случае ее расположения напротив канавок пазов, выполнены с образованием клиновых полостей муфты.

Тела качения выполнены в виде конических роликов, расположенных по одному телу качения в каждой из канавок тангенциальных граней пазов.

Сепаратор сформирован в виде фасонной цельной или составной детали, подвижно базирующейся на внутренней обойме или, преимущественно, на телах качения. Сепаратор выполнен с выступанием тел качения в сторону радиальной периферии внутренней обоймы, с возможностью качения тел качения вдоль канавок тангенциальных поверхностей пазов, а также с возможностью удержания тел качения при, преимущественно, аксиальном, относительно пазов, расположении конической расточки внешней обоймы.

В первом и втором вариантах решения задачи внутренняя обойма может быть выполнена неподвижно соединенной с ведущим звеном коммутируемого механизма, а внешняя обойма соединенной, с возможностью передачи вращения и аксиального перемещения, с ведомым звеном коммутируемого механизма.

В первом и втором вариантах решения задачи внутренняя обойма может быть выполнена соединенной, с возможностью передачи вращения и аксиального перемещения, с ведущим звеном коммутируемого механизма, а внешняя обойма неподвижно соединенной с ведомым звеном коммутируемого механизма.

Как в первом, так и во втором вариантах решения задачи ЧЗУ образовано клиновыми полостями муфты, телами качения, а также сепаратором, посредством которого тела качения выполнены с размещением их в интервале между тангенциальными поверхностями пазов и радиальной поверхностью расточки внешней обоймы. При этом ЧЗУ выполнено с возможностью фрикционной фиксации внутренней и внешней обойм муфты, в случае смещения тел качения в зауженную часть клиновых полостей, а также с возможностью взаимного проскальзывания обойм, в случае смещения тел качения в уширенную часть клиновых полостей муфты.

Как в первом, так и во втором вариантах решения задачи предохранитель образован выполненной с возможностью аксиального перемещения обоймой муфты.

Изобретение поясняется следующими рисунками:

- Фиг. 1, где показан поперечный разрез муфты.

- Фиг. 2, где показан увеличенный фрагмент поперечного разреза муфты.

- Фиг. 3, где показан продольный разрез муфты

Изобретение может быть реализовано, например, в двухрежимной муфте, содержащей ЧЗУ и предохранитель, включающие в себя внутреннюю 1 и внешнюю 2 обоймы, сепаратор 3 и тела 4 качения, обеспечивающей коммутацию ведущего и ведомого звеньев кинематического механизма. Где ведущее звено выполнено в виде цапфы 5, а ведомое звено выполнено в виде ступицы 6, установленной с возможностью вращения относительно продольной геометрической оси цапфы 5. При этом ступица 6 выполнена содержащей цилиндрическую расточку 7, расположенную коаксиально относительно внешней радиальной поверхности цапфы 5, а также сформированный на радиальной поверхности расточки со стороны ее открытого конца шлицевой пояс 8.

Внешняя обойма 2 выполнена в виде фасонной втулки, снабженной аксиально расположенными цилиндрической проточкой и шлицевым поясом 9, сформированными на ее внешней радиальной поверхности, сквозным каналом, продольная геометрическая ось которого коаксиальна относительно ее внешних радиальных поверхностей, а также выполненными со стороны шлицевого пояса 9 цилиндрической расточкой 10 канала и конусообразной заходной фаской 11, сформированной в устье цилиндрической расточки 10 канала. Внешняя обойма 2 муфты выполнена коаксиально установленной в интервале между радиальными стенками цапфы 5 и цилиндрической расточки 7 ступицы 6 с образованием подвижного соединения между ее шлицевым поясом 9 и шлицевым поясом 8 ведомого звена коммутируемого механизма.

Внутренняя обойма 1 сформирована в виде цельной или составной цилиндрической втулки, неподвижно закрепленной на цапфе 5 ведущего звена коаксиально относительно шлицевого пояса 8, сформированного на радиальных стенках цилиндрической расточки 7 ступицы 6 ведомого звена. Внутренняя обойма 1 выполнена снабженной параллельно расположенными пазами 12, равномерно разнесенными вдоль ее образующей. Любой из пазов 12 внутренней обоймы выполнен содержащим радиально и тангенциально расположенные поверхности. Где радиальная поверхность, любого из пазов, выполнена в виде грани, расположенной параллельно относительно продольной геометрической оси муфты и ортогонально относительно геометрической плоскости, касательной к радиальной поверхности внутренней обоймы.

Где тангенциальная поверхность любого из пазов 12 выполнена в виде грани, расположенной параллельно относительно продольной геометрической оси муфты и, соответственно, тангенциально относительно геометрической плоскости, касательной к радиальной поверхности внутренней обоймы, снабженной прямолинейной, с постоянным профилем поперечного сечения, канавкой 13, продольная геометрическая ось которой ортогональна относительно продольной геометрической оси внутренней обоймы.

Внешняя обойма 2 выполнена подпружиненной посредством цилиндрической пружины 14 сжатия, расположенной в интервале между донной частью цилиндрической расточки 7 ступицы 6 и внешней обоймой 2, в сторону внутренней обоймы 1. Внешняя обойма 2 может быть выполнена установленной, например, с выступанием ее противолежащего к пружине 14 торца из цилиндрической расточки 7 ступицы 6 ведомого звена. При этом заходная фаска 11 расточки канала внешней обоймы 2 выполнена расположенной на оппозитном, относительно пружины 14, торце внешней обоймы 2. В данном положении внешняя обойма 2 выполнена установленной с расположением радиальной поверхности ее цилиндрической расточки 10 напротив канавок 13 тангенциальных граней пазов 12 внутренней обоймы 1. При этом канавки 13 тангенциальных граней пазов внутренней обоймы 1 и радиальная поверхность цилиндрической расточки 10 внешней обоймы 2 расположены с образованием клиновых полостей муфты. Внешняя обойма 2 выполнена установленной с возможностью обусловленного шлицами 8, 9 перемещения в сторону донной части цилиндрической расточки 7 ступицы 6 ведомого звена и с возможностью аксиального расположения ее цилиндрической расточки 10 относительно канавок 13 пазов 12.

Тела 4 качения могут быть выполнены в виде шариков, расположенных по одному телу качения в каждой из канавок 13 тангенциальных граней пазов 12. При этом канавки 13, в их поперечном сечении, выполнены, преимущественно, с возможностью образования между донной частью канавки и радиальной поверхностью шарика двухточечного контакта (углообразными).

Тела 4 качения могут быть выполнены также в виде цилиндрических роликов или в виде цилиндрических витых роликов, расположенных по одному телу качения в каждой из канавок 13 тангенциальных граней пазов 12. При этом канавки 13, в их поперечном сечении, выполнены с возможностью образования между донной частью канавки и радиальной поверхностью ролика линейного контакта (П-образными).

Сепаратор 3 сформирован в виде кольцеобразной детали, подвижно базирующейся на внутренней обойме или, преимущественно, на телах качения, снабженной фасонными, по числу тел качения, окнами 15. При этом окна 15 сепаратора выполнены с выступанием тел 4 качения в сторону радиальной периферии внутренней обоймы 1, с возможностью качения тел 4 качения вдоль канавок 13 тангенциальных поверхностей пазов 12, а также с возможностью удержания тел 4 качения при аксиальном, относительно пазов 12, расположении цилиндрической расточки 10 внешней обоймы 2.

В случае выполнения тел 4 качения в виде роликов, снабженных осевыми каналами (не показано), сепаратор 3 может быть выполнен в виде аксиально расположенных колец (не показаны), соединенных цилиндрическими, по числу тел 4 качения, пальцами (не показаны), а ролики выполнены подвижно установленными на пальцах сепаратора (не показано).

ЧЗУ образовано клиновыми полостями муфты, телами 4 качения, а также сепаратором 3, посредством которого тела 4 качения выполнены с размещением их в интервале между тангенциальными поверхностями пазов 12 и радиальной поверхностью расточки 10 внешней обоймы 2. Предохранитель образован выполненной с возможностью аксиального перемещения внешней обоймой 2 муфты.

Двухрежимная муфта работает следующим образом:

В начальный момент времени ведомое звено неподвижно. Вращение ведущего звена в направлении широкой части клиновой полости, вследствие инерции сепаратора 3 и тел 4 качения, приводит к смещению тел 4 качения в узкую часть клиновых полостей муфты. Силы трения, развиваемые между радиальными поверхностями тел 4 качения, радиальной поверхностью цилиндрической расточки 10 внешней обоймы 2 и обращенными к ней поверхностями канавок 13, приводят к дальнейшему перемещению тел 4 качения в узкую часть клиновых полостей муфты и к фрикционной фиксации внутренней 1 и внешней 2 обойм. Вращающий момент, вследствие наличия шлицевого соединения 8, 9 между внешней обоймой 2 и ступицей 6 ведомого звена, передается ведомому звену. Превышение угловой скорости вращения ведомого звена относительно угловой скорости вращения ведущего звена приводит к перекатыванию тел 4 качения в широкую часть клиновых полостей муфты и, соответственно, к появлению зазоров между радиальными поверхностями тел 4 качения и обращенными к ней поверхностями канавок 13, что, в свою очередь, приводит к разъединению внешней 2 и внутренней 1 обойм муфты и к разрыву механической связи между ведущим и ведомым звеньями коммутируемого механизма. В данном режиме, вследствие влияния центробежных сил, тела 4 качения расположены в пазах 12 внутренней обоймы 1 с возможностью их соприкосновения с радиальной поверхностью цилиндрической расточки 10 внешней обоймы 2.

Под воздействием усилия, направленного в сторону донной части цилиндрической расточки 7 ступицы 6, приложенного к выступающему из цилиндрической расточки 7 ступицы 6 торцу внешней обоймы 2 (механизм формирования данного усилия не показан, например, основанный на использовании центробежных сил), происходит сжатие пружины 14 и смещение внешней обоймы 2 в сторону донной части цилиндрической расточки 7 ступицы 6. При этом цилиндрическая расточка 10 канала внешней обоймы 2 смещается до ее аксиального, а заходная фаска 11 до ее коаксиального расположения относительно канавок 13 тангенциальных поверхностей пазов 12 внутренней обоймы 1. В данном режиме тела 4 качения, вследствие наличия сформированного заданным образом сепаратора 3, а также вследствие дистанцирования цилиндрической расточки 10 канала внешней обоймы 2 удерживаются от соприкосновения с радиальной поверхностью расточки 10 внешней обоймы 2.

Совершенно очевидно, что внутренняя обойма муфты может быть выполнена соединенной с цапфой ведущего звена посредством шлицевого соединения, а внешняя обойма муфты неподвижно соединенной со ступицей ведомого звена. В отличие от предыдущего варианта, заходная фаска цилиндрической расточки канала внешней обоймы выполнена расположенной со стороны донной части цилиндрической расточки ступицы ведомого звена, внутренняя обойма выполнена подпружиненной в противоположную относительно заходной фаски сторону, установленной с возможностью аксиального смещения в сторону донной части цилиндрической расточки ступицы ведомого звена. При этом внутренняя обойма может быть выполнена установленной с выступанием ее противолежащего к пружине торца из цилиндрической расточки ступицы ведомого звена.

В данном варианте предохранитель образован выполненной с возможностью аксиального перемещения внутренней обоймой муфты, установленным на обойме сепаратором и телами качения, расположенными в пазах и в сепараторе.

Также совершенно очевидно, что тела качения могут быть выполнены в виде конических роликов с углом контакта между роликом и контактирующей с роликом поверхностью внешней обоймы величиной, преимущественно, 9…12 градусов. В данном варианте муфты радиальная поверхность, любого из пазов, выполнена, преимущественно, в виде грани, расположенной тангенциально относительно продольной геометрической оси муфты и ортогонально относительно геометрической плоскости, касательной к радиальной поверхности внутренней обоймы, тангенциальная поверхность любого из пазов сформирована в виде сегмента фасонной поверхности вращения, снабженного трапецеидальной, в поперечном сечении, канавкой постоянного профиля, продольная геометрическая ось которой ортогональна к продольной геометрической оси внутренней обоймы, донная поверхность которой выполнена в виде сегмента усеченного конуса, совокупность геометрических хорд которого расположена в геометрической плоскости, параллельной относительно продольной геометрической оси муфты и тангенциальной относительно геометрической плоскости, касательной к радиальной поверхности внутренней обоймы. В данном варианте муфты внешняя обойма выполнена в виде фасонной детали, снабженной конической расточкой, установленной с расположением радиальной поверхности ее конической расточки напротив канавок тангенциальных поверхностей пазов, а также с возможностью, аксиального смещения упомянутой поверхности относительно канавок. При этом канавки тангенциальных граней пазов внутренней обоймы и радиальная поверхность конической расточки внешней обоймы выполнены с образованием клиновых полостей муфты.

В случае выполнения внешней обоймы с возможностью ее аксиального перемещения относительно радиальной поверхности цилиндрической расточки ступицы ведомого звена, а внутренней обоймы, неподвижно закрепленной на цапфе ведомого звена, внешняя обойма выполнена установленной с расположением зауженной части ее конической расточки со стороны донной части цилиндрической расточки ступицы ведомого звена. При этом предохранитель выполнен образованным выполненной с возможностью аксиального перемещения внешней обоймой муфты.

В случае выполнения внешней обоймы неподвижно закрепленной в расточке ступицы ведомого звена, а внутренней обоймы закрепленной с возможностью аксиального перемещения относительно цапфы ведомого звена, внешняя обойма выполнена установленной с расположением расширенной части ее конической расточки со стороны донной части цилиндрической расточки ступицы ведомого звена. При этом предохранитель выполнен образованным выполненной с возможностью аксиального перемещения внутренней обоймой муфты, установленным на обойме сепаратором и телами качения, расположенными в пазах и в сепараторе.

Работа второго, третьего и четвертого вариантов двухрежимной муфты ясна из описания их отличительных признаков и описания, поясняющего работу первого варианта.

Изобретение обеспечивает создание муфты, посредством которой может быть осуществлена передача вращающего момента от ведущего звена к ведомому звену только в одном направлении, обеспечено самовыключение муфты (разъединение ведомого и ведущего звеньев) при превышении угловой скорости ведомого звена относительно угловой скорости ведущего, а также осуществлена возможность предохранительного разъединения ведущего и ведомого звеньев муфты. При этом заявленная муфта обеспечивает передачу повышенных крутящих моментов вращения от ведущего к ведомому звеньям коммутируемого механизма. Последнее достигается возможностью использования увеличенного, относительно прототипа, количества шарообразных тел качения, которые, в свою очередь, могут быть установлены с образованием трехточечного контакта с сопрягаемыми поверхностями, а также возможностью использования роликовых тел качения. При этом выполнение тел качения в виде витых роликов увеличивает компенсаторные качества муфты.

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к сцепным муфтам кинематических механизмов. Двухрежимная муфта содержит частотно-зависимое устройство (ЧЗУ) коммутации и предохранитель, включающие в себя внутреннюю и внешнюю обоймы, сепаратор и тела качения. Внутренняя обойма (1) снабжена пазами (12), каждый из которых содержит тангенциально расположенную поверхность и сформированную на этой поверхности канавку (13). Внешняя обойма (2) содержит расточку (1). Тела качения (4) расположены по одному в каждой из канавок (13). Сепаратор (3) выполнен с выступанием тел качения (4) в сторону радиальной периферии внутренней обоймы (1). Внутренняя обойма (1) может быть выполнена неподвижно соединенной с ведущим звеном коммутируемого механизма, а внешняя обойма (2) соединенной с ведомым звеном коммутируемого механизма. ЧЗУ образовано клиновыми полостями муфты, сепаратором 3, а также телами 4 качения, которые размещены в интервале между канавками 13 пазов 12 и радиальной поверхностью расточки 10 внешней обоймы 2. Предохранитель образован выполненной с возможностью аксиального перемещения обоймой муфты. Достигается возможность передачи повышенных крутящих моментов. 4 н.п. ф-лы, 3 ил.

1. Двухрежимная муфта, содержащая частотно-зависимое устройство кинематической коммутации (ЧЗУ) и предохранитель, включающие в себя внутреннюю и внешнюю обоймы, сепаратор и тела качения, отличающаяся тем, что внутренняя обойма сформирована в виде цельной или составной цилиндрической втулки, снабженной пазами, выполненными равномерно разнесенными вдоль ее образующей, расположенными параллельно к продольной геометрической оси муфты, любой из пазов внутренней обоймы выполнен содержащим радиально и тангенциально расположенные поверхности, радиальная поверхность любого из пазов выполнена в виде грани, расположенной параллельно относительно продольной геометрической оси муфты и ортогонально относительно геометрической плоскости, касательной к радиальной поверхности внутренней обоймы, тангенциальная поверхность любого из пазов выполнена в виде грани, расположенной параллельно относительно продольной геометрической оси муфты и тангенциально относительно геометрической плоскости, касательной к радиальной поверхности внутренней обоймы, тангенциальная грань выполнена снабженной прямолинейной, с постоянным профилем поперечного сечения, канавкой, продольная геометрическая ось которой ортогональна относительно продольной геометрической оси внутренней обоймы, внешняя обойма муфты выполнена в виде фасонной детали, снабженной цилиндрической расточкой и конусообразной заходной фаской, внешняя обойма выполнена установленной с расположением радиальной поверхности ее цилиндрической расточки напротив канавок тангенциальных граней пазов, а также с возможностью аксиального расположения упомянутой поверхности относительно канавок, канавки тангенциальных граней пазов внутренней обоймы и радиальная поверхность цилиндрической расточки внешней обоймы, в случае ее расположения напротив канавок пазов, выполнены с образованием клиновых полостей муфты, тела качения выполнены в виде шариков или, предпочтительно, цилиндрических роликов, расположенных по одному телу качения в каждой из канавок тангенциальных граней пазов, канавки, в их поперечном сечении, выполнены с возможностью образования между донной частью канавки и радиальной поверхностью расположенного в канавке тела качения двухточечного, для шарика, или линейного, для ролика, контакта, сепаратор сформирован в виде фасонной цельной или составной детали, подвижно базирующейся на внутренней обойме или, преимущественно, на телах качения, сепаратор выполнен с выступанием тел качения в сторону радиальной периферии внутренней обоймы, сепаратор выполнен с возможностью качения тел качения вдоль канавок тангенциальных поверхностей пазов, а также с возможностью удержания тел качения при аксиальном, относительно пазов, расположении цилиндрической расточки внешней обоймы, внутренняя обойма выполнена неподвижно соединенной с ведущим звеном коммутируемого механизма, а внешняя обойма соединенной, с возможностью передачи вращения и аксиального перемещения, с ведомым звеном коммутируемого механизма, ЧЗУ образовано клиновыми полостями муфты, телами качения, а также сепаратором, посредством которого тела качения выполнены с размещением их в интервале между тангенциальными поверхностями пазов и радиальной поверхностью расточки внешней обоймы, ЧЗУ выполнено с возможностью фрикционной фиксации внутренней и внешней обойм муфты, в случае смещения тел качения в зауженную часть клиновых полостей, а также с возможностью взаимного проскальзывания обойм, в случае смещения тел качения в уширенную часть клиновых полостей муфты, предохранитель образован выполненной с возможностью аксиального перемещения внешней обоймой муфты.

2. Двухрежимная муфта, содержащая ЧЗУ и предохранитель, включающие в себя внутреннюю и внешнюю обоймы, сепаратор и тела качения, отличающаяся тем, что внутренняя обойма сформирована в виде цельной или составной цилиндрической втулки, снабженной пазами, выполненными равномерно разнесенными вдоль ее образующей, расположенными параллельно к продольной геометрической оси муфты, любой из пазов внутренней обоймы выполнен содержащим радиально и тангенциально расположенные поверхности, радиальная поверхность любого из пазов выполнена в виде грани, расположенной параллельно относительно продольной геометрической оси муфты и ортогонально относительно геометрической плоскости, касательной к радиальной поверхности внутренней обоймы, тангенциальная поверхность любого из пазов выполнена в виде грани, расположенной параллельно относительно продольной геометрической оси муфты и тангенциально относительно геометрической плоскости, касательной к радиальной поверхности внутренней обоймы, тангенциальная грань выполнена снабженной прямолинейной, с постоянным профилем поперечного сечения, канавкой, продольная геометрическая ось которой ортогональна относительно продольной геометрической оси внутренней обоймы, внешняя обойма муфты выполнена в виде фасонной детали, снабженной цилиндрической расточкой и конусообразной заходной фаской, внешняя обойма выполнена установленной с расположением радиальной поверхности ее цилиндрической расточки напротив канавок тангенциальных граней пазов, а также с возможностью аксиального расположения упомянутой поверхности относительно канавок, канавки тангенциальных граней пазов внутренней обоймы и радиальная поверхность цилиндрической расточки внешней обоймы, в случае ее расположения напротив канавок пазов, выполнены с образованием клиновых полостей муфты, тела качения выполнены в виде шариков или, предпочтительно, цилиндрических роликов, расположенных по одному телу качения в каждой из канавок тангенциальных граней пазов, канавки, в их поперечном сечении, выполнены с возможностью образования между донной частью канавки и радиальной поверхностью расположенного в канавке тела качения двухточечного, для шарика, или линейного, для ролика, контакта, сепаратор сформирован в виде фасонной цельной или составной детали, подвижно базирующейся на внутренней обойме или, преимущественно, на телах качения, сепаратор выполнен с выступанием тел качения в сторону радиальной периферии внутренней обоймы, сепаратор выполнен с возможностью качения тел качения вдоль канавок тангенциальных поверхностей пазов, а также с возможностью удержания тел качения при аксиальном, относительно пазов, расположении цилиндрической расточки внешней обоймы, внутренняя обойма выполнена соединенной, с возможностью передачи вращения и аксиального перемещения, с ведущим звеном коммутируемого механизма, а внешняя обойма неподвижно соединенной с ведомым звеном коммутируемого механизма, ЧЗУ образовано клиновыми полостями муфты, телами качения, а также сепаратором, посредством которого тела качения выполнены с размещением их в интервале между тангенциальными поверхностями пазов и радиальной поверхностью расточки внешней обоймы, ЧЗУ выполнено с возможностью фрикционной фиксации внутренней и внешней обойм муфты, в случае смещения тел качения в зауженную часть клиновых полостей, а также с возможностью взаимного проскальзывания обойм, в случае смещения тел качения в уширенную часть клиновых полостей муфты, предохранитель образован выполненными с возможностью аксиального перемещения внутренней обоймой муфты, сепаратором и телами качения.

3. Двухрежимная муфта, содержащая ЧЗУ и предохранитель, включающие в себя внутреннюю и внешнюю обоймы, сепаратор и тела качения, отличающаяся тем, что внутренняя обойма сформирована в виде цельной или составной цилиндрической втулки, снабженной пазами, выполненными равномерно разнесенными вдоль ее образующей, расположенными параллельно к продольной геометрической оси муфты, любой из пазов внутренней обоймы выполнен содержащим радиально и тангенциально расположенные поверхности, радиальная поверхность, любого из пазов, выполнена, преимущественно, в виде грани, расположенной тангенциально относительно продольной геометрической оси муфты и ортогонально относительно геометрической плоскости, касательной к радиальной поверхности внутренней обоймы, тангенциальная поверхность любого из пазов сформирована в виде сегмента фасонной поверхности вращения, снабженного трапецеидальной, в поперечном сечении, канавкой постоянного профиля, продольная геометрическая ось которой ортогональна к продольной геометрической оси внутренней обоймы, донная поверхность которой выполнена в виде сегмента усеченного конуса, совокупность геометрических хорд которого расположена в геометрической плоскости, параллельной относительно продольной геометрической оси муфты и тангенциальной относительно геометрической плоскости, касательной к радиальной поверхности внутренней обоймы, внешняя обойма муфты выполнена в виде фасонной детали, снабженной конической расточкой, внешняя обойма выполнена установленной с расположением радиальной поверхности ее конической расточки напротив канавок тангенциальных граней пазов, а также с возможностью, преимущественно, аксиального расположения упомянутой поверхности относительно канавок, канавки тангенциальных граней пазов внутренней обоймы и радиальная поверхность конической расточки внешней обоймы, в случае ее расположения напротив канавок пазов, выполнены с образованием клиновых полостей муфты, тела качения выполнены в виде конических роликов, расположенных по одному телу качения в каждой из канавок тангенциальных граней пазов, сепаратор сформирован в виде фасонной цельной или составной детали, подвижно базирующейся на внутренней обойме или, преимущественно, на телах качения, сепаратор выполнен с выступанием тел качения в сторону радиальной периферии внутренней обоймы, сепаратор выполнен с возможностью качения тел качения вдоль канавок тангенциальных поверхностей пазов, а также с возможностью удержания тел качения при аксиальном, относительно пазов, расположении конической расточки внешней обоймы, внутренняя обойма выполнена неподвижно соединенной с ведущим звеном коммутируемого механизма, а внешняя обойма соединенной, с возможностью передачи вращения и аксиального перемещения, с ведомым звеном коммутируемого механизма, ЧЗУ образовано клиновыми полостями муфты, телами качения, а также сепаратором, посредством которого тела качения выполнены с размещением их в интервале между тангенциальными поверхностями пазов и радиальной поверхностью расточки внешней обоймы, ЧЗУ выполнено с возможностью фрикционной фиксации внутренней и внешней обойм муфты, в случае смещения тел качения в зауженную часть клиновых полостей, а также с возможностью взаимного проскальзывания обойм, в случае смещения тел качения в уширенную часть клиновых полостей муфты, предохранитель образован выполненной с возможностью аксиального перемещения внешней обоймой муфты.

4. Двухрежимная муфта, содержащая ЧЗУ и предохранитель, включающие в себя внутреннюю и внешнюю обоймы, сепаратор и тела качения, отличающаяся тем, что внутренняя обойма сформирована в виде цельной или составной цилиндрической втулки, снабженной пазами, выполненными равномерно разнесенными вдоль ее образующей, расположенными параллельно к продольной геометрической оси муфты, любой из пазов внутренней обоймы выполнен содержащим радиально и тангенциально расположенные поверхности, радиальная поверхность, любого из пазов, выполнена, преимущественно, в виде грани, расположенной тангенциально относительно продольной геометрической оси муфты и ортогонально относительно геометрической плоскости, касательной к радиальной поверхности внутренней обоймы, тангенциальная поверхность любого из пазов сформирована в виде сегмента фасонной поверхности вращения, снабженного трапецеидальной, в поперечном сечении, канавкой постоянного профиля, продольная геометрическая ось которой ортогональна к продольной геометрической оси внутренней обоймы, донная поверхность которой выполнена в виде сегмента усеченного конуса, совокупность геометрических хорд которого расположена в геометрической плоскости, параллельной относительно продольной геометрической оси муфты и тангенциальной относительно геометрической плоскости, касательной к радиальной поверхности внутренней обоймы, внешняя обойма муфты выполнена в виде фасонной детали, снабженной конической расточкой, внешняя обойма выполнена установленной с расположением радиальной поверхности ее конической расточки напротив канавок тангенциальных граней пазов, а также с возможностью, преимущественно, аксиального расположения упомянутой поверхности относительно канавок, канавки тангенциальных граней пазов внутренней обоймы и радиальная поверхность конической расточки внешней обоймы, в случае ее расположения напротив канавок пазов, выполнены с образованием клиновых полостей муфты, тела качения выполнены в виде конических роликов, расположенных по одному телу качения в каждой из канавок тангенциальных граней пазов, сепаратор сформирован в виде фасонной цельной или составной детали, подвижно базирующейся на внутренней обойме или, преимущественно, на телах качения, сепаратор выполнен с выступанием тел качения в сторону радиальной периферии внутренней обоймы, сепаратор выполнен с возможностью качения тел качения вдоль канавок тангенциальных поверхностей пазов, а также с возможностью удержания тел качения при аксиальном, относительно пазов, расположении конической расточки внешней обоймы, внутренняя обойма выполнена соединенной, с возможностью передачи вращения и аксиального перемещения, с ведущим звеном коммутируемого механизма, а внешняя обойма неподвижно соединенной с ведомым звеном коммутируемого механизма, ЧЗУ образовано клиновыми полостями муфты, телами качения, а также сепаратором, посредством которого тела качения выполнены с размещением их в интервале между тангенциальными поверхностями пазов и радиальной поверхностью расточки внешней обоймы, ЧЗУ выполнено с возможностью фрикционной фиксации внутренней и внешней обойм муфты, в случае смещения тел качения в зауженную часть клиновых полостей, а также с возможностью взаимного проскальзывания обойм, в случае смещения тел качения в уширенную часть клиновых полостей муфты, предохранитель образован выполненными с возможностью аксиального перемещения внутренней обоймой муфты, сепаратором и телами качения.