ЗУБЧАТАЯ МУФТА СВОБОДНОГО ХОДА Советский патент 1995 года по МПК F16D41/02 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для соединения и рассоединения валов в различных областях техники.

Известна зубчатая муфта свободного хода, содержащая ведущий и ведомый элементы, соединенные зубчатой передачей, сцепной узел в виде водила и установленных в водиле сателлитов, зубчатая передача выполнена планетарной, солнечная шестерня которой закреплена на ведущем элементе, водило- с сателлитом на ведомом элементе, а коронное колесо установлено шарнирно на ведущем и ведомом элементах, сцепной узел снабжен шестерней, жестко связанной с сателлитом двумя зубчатыми колесами, одно из которых закреплено на ведомом элементе и взаимодействует с шестерней, а другое на коронном колесе и входит в зацепление с сателлитом, а водило сцепного узла расположено с возможностью поворота относительно коронного колеса, при этом передаточное отношение сцепного узла с коронного колеса на зубчатое колесо, закрепленное на ведомом элементе, определяется из выражения
i где r₁ радиус начальной окружности солнечной шестерни, закрепленной на ведущем элементе;
r₂ радиус начальной окружности сателлита, кинематически связанного с солнечной шестерней.

Однако в известной муфте не обеспечивается принудительное рассоединение ведущего и ведомого элементов в случае аварийной ситуации в машине, в которую встроена муфта.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей муфты.

Поставленная цель достигается тем, что зубчатая муфта свободного хода, содержащая ведущий и ведомый элементы, соединенные зубчатой передачей, и сцепной узел в виде водила и установленных в водиле сателлитов, снабжена устройством разъединения валов, выполненным в виде шайбы, закрепленной на ведущем элементе, двух взаимно перпендикулярных пластин, смонтированных на шайбе с возможностью поворота относительно оси, перпен- дикулярной оси муфты и подвижного упора, установленного между шайбой и осью поворота, пластин, при этом одна из пластин установлена с возможностью взаимодействия с упором, а другая с водилом сцепного узла и шайбой.

На фиг.1 изображена кинематическая схема описываемой муфты; на фиг.2 вид А на фиг.1 (с закрытым планетарным механизмом).

Муфта содержит ведущий элемент 1 и ведомый элемент 2, между которыми установлен замкнутый планетарный механизм с двумя эпициклическими рядами. При этом ведущий элемент 1 жестко связан с солнечным колесом 3 первого циклического ряда, входящим в зацепление с сателлитом 4,5. Водило 6 первого эпициклического ряда жестко связано с солнечным колесом 7 второго эпициклического ряда, входящим в зацепление с сателлитами 8, 9. Сателлиты 4, 5, 8, 9 обкатываются по коронному колесу 10. Водило 11 второго эпициклического ряда жестко связано с ведомым элементом 2, на котором жестко закреплена шестерня 12 сцепного узла, связанная с шестерней 13, жестко установленной на оси 14. На другом конце оси 14 жестко закреплен сателлит 15, входящий в зацепление с зубчатым колесом 16, закрепленным на коронном колесе 10. Ось 14 установлена подвижно в водиле 17 сцепного узла, которое установлено с возможностью поворота относительно коронного колеса 10. На ведущем элементе 1 жестко закреплена шайба 18, на которой закреплен параллельно валу кронштейн 19, во втулке 20 которого установлена перпендикулярно оси муфты с возможностью вращения ось 21. На концах оси 21 перпендикулярно ей жестко закреплены две взаимно перпендикулярные пластины 22 и 23. Подвижный упор 24 предназначен для взаимодействия с пластиной 22 и расположены между шайбой 18 и втулкой 20.

Передаточное отношение сцепного узла определяют из формулы
i где r₁ радиус начальной окружности солнечной шестерни, закрепленной на ведущем элементе;
r₂ радиус начальной окружности сателлита, кинематически связанного с солнечной шестерней.

Или из соотношения, записанного в обобщенном виде для определения передаточного отношения сцепного узла при остановленном водиле
i 1- , где i_n передаточное отношение планетарного механизма при остановленном коронном колесе.

Рассмотрим работу муфты.

Пусть ведомый элемент 2, а следовательно, и водило 11, остановлен за счет приложенного к нему момента сопротивления, а муфта находится в таком состоянии, когда люфты в звеньях не выбраны. При вращении ведущего элемента 1 движение передается через солнечное колесо 3 и сателлиты 4, 5 на водило 6, которое при этом вращается в ту же сторону, что и ведущий элемент 1, выбирая люфты. Водило 6 вращает солнечное колесо 7, и движение через сателлиты 8, 9 передается на ведомый элемент 2. Коронное колесо 10 за счет сателлитов 4, 5, 8, 9 вращается против направления вращения ведущего элемента 1 и выбирает люфты в сцепном узле. После выборки люфтов на коронное колесо 10 действуют два момента: реактивный момент, вызванный воздействием на коронное колесо 10 сателлитов 4, 5, 8, 9, и момент, подведенный от сцепного узла через колеса 12, 13, 15 к зубчатому колесу 16. Оба момента равны и противоположны по знаку. Коронное колесо 10 относительно ведомого элемента 2 в этом случае вращаться не может, следовательно, не могут вращаться относительно своих осей и остальные звенья муфты, которая превращается в сплошной вал.

При заклинивании агрегата, приводимого во вращение муфтой, выдвигают подвижный упор 24 для обеспечения удара о пластину 23, которая поворачивается, увлекая за собой через ось 21 пластину 23. При своем движении пластина 23, соприкасаясь с шайбой 18 и водилом 17 сцепного узла, поворачивает последнее относительно шайбы 18 по ходу вращения на угол, достаточный для рассоединения ведомого 2 и ведущего 1 элементов и затем стопорит водило 17 относительно шайбы 18. Водило 17 после этого вместе с ведущим элементом 1 получает возможность свободно обкатываться относительно остальных звеньев муфты при любом направлении вращения, т.е. ведущий и ведомый элементы рассоединяются.

После устранения неисправности в приводимом во вращение агрегате муфта возвращается в исходное состояние за счет поворота пластин 22 и 23 во втулке 20 на угол 90^о.

В режиме свободного хода, когда угловая скорость ведомого элемента 2 больше угловой скорости ведущего элемента 1, происходит свободная обкатка всех звеньев муфты относительно ведущего элемента 1 на холостом ходу.

Данная муфта имеет более широкие функциональные возможности, так как может работать и в режиме предохранительном.

ЗУБЧАТАЯ МУФТА СВОБОДНОГО ХОДА, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, она снабжена устройством для разъединения валов, выполненным в виде шайбы, закрепленной на ведущем элементе, двух взаимно перпендикулярных пластин, смонтированных на шайбе с возможностью поворота относительно оси, перпендикулярной оси муфты, и подвижного упора, установленную между шайбой и осью поворота пластин, при этом одна из пластин установлена с возможностью взаимодействия с упором, а другая с водилом сцепного узла и шайбой.