ЗУБЧАТАЯ МУФТА СВОБОДНОГО ХОДА Э.К.КОРОТКОВА Советский патент 1995 года по МПК F16D41/16 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при соединении валов.

Известна зубчатая муфта свободного хода, содержащая ведущий и ведомый элементы, соединенные зубчатой передачей, и сцепной узел в виде установленных на водиле сателлитов.

Однако в известной муфте соединение валов сцепным узлом происходит с ударом, что снижает долговечность и надежность муфты.

Целью изобретения является повышение долговечности и надежности муфты.

Поставленная цель достигается за счет того, что в зубчатой муфте, содержащей ведущий и ведомый элементы, соединенные зубчатой передачей, и сцепной узел в виде водила и установленных в водиле сателлитов, зубчатая передача выполнена планетарной, солнечная шестерня которой закреплена на ведущем элементе, водило с сателлитами на ведомом, а коронное колесо установлено шарнирно на ведущем и ведомом злементах, сцепной узел снабжен шестерней, жестко связанной с сателлитом двумя зубчатыми колесами, одно из которых закреплено на ведомом элементе и входит в зацепление с шестерней, а другое на коронном колесе и входит в зацепление с сателлитом, 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, определяют из выражения
i где r₁ радиус начальной окружности солнечной шестерни, закрепленной на ведущем элементе;
r₂ радиус начальной окружности сателлита, кинематически связанного с солнечной шестерней.

На чертеже изображена кинематическая схема зубчатой муфты.

Зубчатая муфта содержит зубчатую передачу, включающую два эпициклических ряда, первый из которых состоит из солнечной шестерни 1, сателлитов 2 и 3, а второй из солнечной шестерни 4 и сателлитов 5, 6. Сателлиты 2, 3, 5 и 6 имеют зацепление с внутренней поверхностью коронного колеса 7. Ведомый элемент устройства связан с одной стороны с жестко закрепленным на нем зубчатым колесом 8, связанным с шестерней 9. Сателлит 10, связанный с зубчатым колесом 11, находящимся на наружной поверхности коронного колеса 7, закреплен на той же оси 12, что и шестерня 9. С другой стороны на ведомом элементе закреплено водило 13 второго эпициклического ряда. Солнечная шестерня 4 этого ряда связана с водилом 14 первого эпициклического ряда.

Ось 12 установлена подвижно в водиле 15, подвижном относительно наружной поверхности 16 коронного колеса 7.

Зубчатая передача из двух эпициклических рядов соединяет ведущий 17 и ведомый 18 элементы в виде валов. Зубчатые колеса 8 и 11, шестерня 9, сателлит 10 и водило 15 образуют сцепной узел, при этом передаточное отношение сцепного узла с коронного колеса на зубчатое колесо, закрепленное на ведомом элементе, определяют из выражения
i где r₁ радиус начальной окружности солнечной шестерни, закрепленной на ведущем элементе;
r₂ радиус начальной окружности сателлита, кинематически связанного с солнечной шестерней.

В режиме заклинивания муфта работает следующим образом.

Пусть ведомый элемент 18, а следовательно, и водило 13 остановлены за счет приложенного к нему момента сопротивления М_с, а люфты в звеньях муфты не выбраны. При вращении ведущего элемента 17 движение передается через солнечную шестерню 1 и сателлиты 2, 3 на водило 14, которое при этом вращается в ту же сторону, что и ведущий элемент, выбирая муфты. После выборки люфтов на коронное колесо 7 действует два момента, реактивный момент М_р, вызванный воздействием на коронное колесо 7 сателлитов 2, 3, 5 6, и момент М, создаваемый сцепным узлом, т.е. зубчатым колесом 8, шестерней 9 и сателлитом 10, зацепляющимся с зубчатым колесом 11 на коронном колесе 7.

Моменты М_р и М_с равны и противоположны и замыкаются через шестерню 9 и сателлит 10, жестко сидящие на оси 12. Коронное колесо 7 относительно ведомого элемента 18 в этом случае вращаться не может, следовательно, не могут вращаться относительно своих осей и остальные звенья муфты. Происходит передача вращения.

Аналогичное взаимодействие звеньев происходит при другом направлении вращения. Моменты на всех звеньях муфты меняют свои знаки на противоположные, и муфта выполняет свои функции при другом направлении вращения без каких-либо дополнительных переключений.

Разъединение муфты обеспечивается поворотом водила 15 по ходу вращения относительно ведущего элемента 17 на некоторый угол. Водило 15 вместе с ведущим валом 17 получает возможность свободно обкатываться относительно стальных звеньев муфты при любом направлении и вращении, т.е. ведомый и ведущий элементы разъединяются, что позволяет использовать муфту и в качестве обратимого механического предохранительного устройства в случае отказа (заклинивания и т.п.) приводимого во вращение агрегата.

Описанная муфта работоспособна в двух направлениях вращения без каких-либо дополнительных переключений.

Зубчатая муфта свободного хода, содержащая ведущий и ведомый элементы, соединенные зубчатой передачей, и сцепной узел в виде водила и установленных в водиле сателлитов, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, зубчатая передача выполнена планетарной, солнечная шестерня которой закреплена на ведущем элементе, водило с сателлитами 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 входит в зацепление с шестерней, а другое на коронном колесе и входит в зацепление с сателлитом, водило сцепного узла расположено с возможностью поворота относительно коронного колеса, а передаточное отношение сцепного узла с коронного колеса на зубчатое колесо, закрепленное на ведомом элементе, определяется из выражения

где r₁ радиус начальной окружности солнечной шестерни, закрепленной на ведущем элементе;
r₂ радиус начальной окружности сателлита, кинематически связанного с солнечной шестерней.