Муфта с дополнительной степенью свободы Российский патент 2025 года по МПК F16D5/00 F16H25/20 G05D13/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к муфтам для передачи вращательного движения.

Известна управляемая зубчатая муфта, содержащая силовой гидроцилиндр включения передач, в корпусе которого расположен поршень со штоком, на котором закреплена вилка перемещения зубчатой муфты (патент РФ № 2706557).

Недостатком известного устройства является ограниченность функциональных возможностей и невозможность регулирования скорости выходного вала.

Известно также приводное устройство, содержащее станину с монтажным фланцем для крепления двигателя и две связанные между собой полумуфты, ступицы которых размещены на соединяемых валах, отличающееся тем, что, с целью увеличения надежности устройства в работе и упрощения его конструкции, на ступице одной из полумуфт установлен подшипник, закрепленный в монтажном фланце, причем отношение диаметров вала и упомянутой ступицы меньше, чем 0,85 (патент РФ № 560084, М. Кл.² F 16D 23/00).

Недостатком известного устройства является ограниченность функциональных возможностей и невозможность регулирования скорости выходного вала.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является устройство для передачи вращательного движения, содержащее ведущий и ведомый валы, соосно установленные в опорах корпуса без возможности смещения в осевом направлении, снабженное установленной между валами с возможностью смещения в осевом направлении втулкой с винтовой нарезкой, выполненной по внутренней поверхности, взаимодействующей посредством шариков с винтовой нарезкой ведущего вала, при этом на наружной поверхности втулки выполнены продольные канавки, взаимодействующие посредством шариков с ведомым валом (патент РФ на ПМ № 144550, F16H 3/04).

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, образуемой прецизионным шарико-винтовым механизмом, и необходимость обеспечения соосности трех коаксиальных валов.

Задача, на решение которой направлено изобретение - упрощение конструкции муфты с изменяемым углом поворота ведомого вала относительно ведущего вала при продольном смещении управляемого элемента.

Технический результат - повышение надежности работы муфты, и расширение диапазона изменения угла поворота ведомого вала относительно ведущего вала.

Указанный технический результат достигается муфтой с дополнительной степенью свободы, содержащей ведущий и ведомый валы, соосно установленные в опорах корпуса без возможности смещения в осевом направлении, и установленной между валами с возможностью смещения в осевом направлении втулку, отличающуюся тем, что на внутренней поверхности втулки жестко закреплены шестерни с внутренними зубьями, а на ведомом валу установлена ведомая косозубая шестерня, угол наклона зубьев которой выполнен противоположным шестерне ведущего вала, при этом на втулке закреплен управляющий подшипник с возможностью смещения втулки в осевом направлении, а дополнительный угол поворота ведомого вала относительно ведущего определяется по формуле

где ϕ₄ - дополнительный угол поворота ведомого вала 4, град;

Δ - осевое перемещения втулки, мм;

α3 и α4 - углы наклона косых зубьев шестерен 2 и 3 к оси соответственно, град;

D₃ и D₄ - радиусы делительных окружностей шестерен 2 и 3 соответственно, мм.

Изобретение поясняется чертежом, где изображен продольный разрез муфты.

На ведущем валу 1 заявляемой муфты жестко установлена ведущая косозубая шестерня 2. На ведомом валу 4 жестко установлена ведомая косозубая шестерня 3 с углом наклоном зубьев, противоположным зубьям шестерни 2. С шестернями 2 и 3 входят в зацепление шестерни с внутренними зубьями 4 и 6, жестко соединенными с втулкой 8. На втулке 8 закреплен управляющий подшипник 5, имеющий возможность смещать втулку 8 вместе с шестернями 4 и 6 в осевом направлении (влево или вправо).

При работе устройства в режиме отсутствия осевого перемещения втулки 8, вращение от ведущего вала 1 через ведущую шестерню 2, втулку 8 и ведомую шестерню 3 передается на ведомый вал 4 без изменения относительной скорости его вращения по отношению к ведущему валу 1.

В случае осевого перемещения втулки 8, вращение от ведущей шестерни 2 ведущего вала 1 через косозубую шестерню 3, втулку 8, смещенную на величину А, и ведомую косозубую шестерню 3 передается на ведомый вал 4 с изменением относительной скорости его вращения по отношению к ведущему валу 1. Преобразование осевого смещения втулки 8 в дополнительный угол поворота ведомого вала 4 обеспечивается за счет косозубого сопряжения зубьев шестерен 2, 3, 4, 6.

Угол дополнительного поворота ведомого вала 4 относительно ведущего 1 при смещении втулки 8 определится по зависимости

где ϕ₄ - дополнительный угол дополнительного поворота ведомого вала 4, град;

Δ - осевое перемещение втулки 8, мм;

α₃ и α₄ - углы наклона косых зубьев соответственно шестерен 2 и 3 к продольной оси,град;

D₃ и D₄ - радиусы делительных окружностей соответственно шестерен 2 и 3, мм.

Таким образом, за счет косозубого сопряжения зубьев шестерен 2, 3, 4, 6 и их взаимного расположения относительно втулки 8, выполненной с возможностью управляемого смещения в осевом направлении, достигается заявленный технический результат.

Изобретение относится к машиностроению. Муфта с дополнительной степенью свободы содержит ведущий и ведомый валы, соосно установленные в опорах корпуса без возможности смещения в осевом направлении, и установленную между валами с возможностью смещения в осевом направлении втулку. На внутренней поверхности втулки жестко закреплены шестерни с внутренними зубьями, а на ведомом валу установлена ведомая косозубая шестерня, угол наклона зубьев которой выполнен противоположным шестерне ведущего вала. На втулке закреплен управляющий подшипник с возможностью смещения втулки в осевом направлении. Достигается повышение надежности работы муфты и расширение диапазона изменения угла поворота ведомого вала относительно ведущего вала. 1 ил.

Муфта, соединяющая ведущий и ведомый валы, соосно установленные в опорах корпуса без возможности смещения в осевом направлении, имеющая установленную между валами с возможностью смещения в осевом направлении втулку, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности втулки жестко закреплены шестерни с внутренними зубьями, а на ведомом валу установлена ведомая косозубая шестерня, угол наклона зубьев которой выполнен противоположным шестерне ведущего вала, при этом на втулке закреплен управляющий подшипник с возможностью смещения втулки в осевом направлении.