Центробежная двухскоростная муфта Советский патент 1985 года по МПК F16D43/14 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для передачи вращения от двухскоростного двигателя.

Известна центробежная двухскоростная муфта, состоящая из ведущей и двух ведомых полумуфт, а также механизмов включения малой и больщой скорости 1.

Однако включение данной муфты происходит с ударом вследствие зубчатого зацепления между ведущей и ведомыми полумуфтами, что, снижает надежность и долговечность муфты и соединяемых ею механизмов. Кроме того, для переключения полумуфт необходима остановка ведущего вала, что вызывает неудобства в эксплуатации.

Наиболее близкой к предлагаемой является центробежная двухскоростная муфта, состоящая из ведущей и двух ведомых полумуфт, соединенных пакетами фрикционных дисков. На ведущей полумуфте смонтированы центробежные механизмы включения малой и большой скоростей. Механизм включения малой скорости выполнен в виде шариков, помещенных в сепараторе со спиралевидными окнами между неподвижным и подвижным в осевом направлении подпружиненным нажимным дисками, а механизм включения большой скорости - в виде шариков, помещенных в сепараторе между подвижными в осевом направлении подпружиненными упорным и нажимным дисками. При этом упорный диск установлен с возможностью взаимодействия с шариками механизма включения малой скорости. На нажимных дисках обеих механизмов выполнены конусные поверхности, взаимодействующие с шариками 2.

Указанная муфта имеет большие осевые габариты вследствие того, что центробежные механизмы включения малой и большой скоростей, смещены один относительно другого в осевом направлении. Кроме того, существенным недостатком известной конструкции является невысокая нагрузочная способность муфты при включенном механизме большой скорости, что является следствием воздействия на подвижный упорный диск механизма включения большой скорости центробежной силы со стороны шариков механизма включения малой скорости.

Цель изобретения - повышение нагрузочной способности и уменьшение осевых габаритов.

Указанная цель достигается тем, что в центробежной двухскоростной муфте, содержащей ведущую полумуфту и две ведомые, установленные на ведущей полумуфте с возможностью вращения и связанные с ней посредством фрикционных дисков, а также механизмы включения малой и большой скоростей, установленные на ведущей полумуфте, выполненные в виде центробежных грузов, размещенных в гнездах сепараторов, зафиксированных в окружном направлении, упорных дисков и подпружиненных в осевом направлении посредством возвратных пружин нажимных дисков, упорный диск механизма включения больщой скорости жестко закреплен на горце сепаратора и выполнен с конической рабочей поверхностью, обращенной в сторону центробежных грузов механизма включения малой скорости, центробежные грузы механизмов включения установлены в одной плоскости в концентрично располо0женных сепараторах, зафиксированных в осевом направлении относительно ведущей полумуфты, центробежные грузы механизма включения малой скорости установлены с возможностью взаимодействия с нажимными дисками обоих механизмов включения и

5 с конической поверхностью упорного диска механизма включения большой скорости, а возвратная пружина механизма включения большой скорости выполнена большей жесткости, чем возвратная пружина механизма

0 включения малой скорости.

На фиг. 1 изображена центробежная двухскоростная муфта, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Муфта состоит из вала 1, выполняющего 5в данном примере роль ведущей полумуфты, на котором смонтированы ведомые полумуфты 2 и 3, выполненные, например, в виде шкивов плоскоременных передач, и сепаратор 4, а также втулки 5 и б со шлицевыми пазами и нажимные диски 7 и 8 центробежных меха0низмов включения соответственно малой и больщой скоростей. Сепаратор 4, втулки 5 и 6, а также нажимные диски 7 и 8 установлены на валу 1 на шпонках 9, 10 и 11, причем втулки и сепаратор зафиксированы от осевого смещения стопорными кольцами 12,

5 13 и 14, а нажимные диски 7 и 8 установлены подвижно и подпружинены в направлении сепаратора 4 соответственно пружинами 15 и 16. При этом жесткость пружины 16 больше жесткости пружины 15. Полумуфты 2

0 и 3 установлены на валу 1 с возможностью вращения соответственно на втулках-подшипниках 17 и 18 и зафиксированы от осевого смещения гайками 19 и 20, навинченными на резьбовые участки вала 1. Полумуфты 2 и 3 соединены с втулками 5 и 6 фрик5ционными дисками: полумуфта 2 соединена с втулкой 5 дисками 21 и 22, полумуфта 3 соединена с втулкой 6 дисками 23 и 24. Диски-21, 22, 23 и 24 входят своими шлицами в пазы соответственно полумуфты 2, втул0ки 5, полумуфты 3 и втулки 6. В гнездах сепаратора 4 помещены шарики 25 механизма включения малой скорости и щарики 26 механизма включения больщой скорости. Гнезда под шарики 25 выполнены спиралевидными. Шарики одного механизма включения

5 установлены концентрично щарикам другого механизма включения в одной плоскости. Шарики 25 установлены с возможностью взаимодействия с нажимными дисками 7 и 8, на обращенных один к другому торцах которых выполнены рабочие поверхности, образующие расщиряющиеся к осн муфты полости. Шарики 26 установлены с возможностью взаимодействия с нажимным диском 8 и закрепленным на сепараторе 4 при помощи винтов 27 упорным диском 28, в последнем выполнены радиальные пазы под шарики 26. Упорный диск 28 выполнен с конической рабочей поверхностью, обращенной в сторону центробежных грузов механизма включения малой скорости, образующей расщиряющуюся к оси муфты полость. При выключенной муфте осевые нагрузки от пружин 15 и 16 посредством соответственно нажимных дисков 7 и 8 воспринимаются сепаратором 4 и стопорными кольцами 12 и 14. Зазоры между, фрикционными нажимными дисками в выключенной муфте условно не показаны.

Центробежная двухскоростная муфта работает следующим образом.

При разгоне ведущего вала 1 и достижении им скорости вращения, соответствующей скорости включения полумуфты 2, щарики 25 механизма включения малой скорости воздействуют на нажимные диски 7 и 8, перемещая их на соответствующие расстояния соответственно влево и вправо, пружины 15 и 16 при этом сжимаются. Нажимной диск 7 сжимает пакет фрикционных дисков 21 и 22, обеспечивая передачу нагрузки полумуфте 2. Массы щариков 25 и 26 подобраны таким образом, что их усилий под действием центробежных сил при данной скорости недостаточно для требуемого сжатия пружины 16 и пакета фрикционных дисков 23 и 24, поэтому при данной скорости нагрузка с вала 1 на полумуфту 3 не передается.

При увеличении скорости центробежные силы щариков 25 и 26 растут. Нажимной диск 8 при этом сжимает пакет фрикционных дисков 23 и 24, преодолевая усилие пружины 16 и обеспечивая передачу нагрузки на полумуфту 3. Ход нажимного диска 8 при включении превыщает ход нажимного диска 7, поэтому при включении полумуфты 3 нажимной диск 7 перемещается вправо до упора в упорный диск 28 (полумуфта 3 в этот момент

еще не включена), а щарики 25 вступают в контакт с упорным диском 28 и принимают участие, наравне с щариками 26, в создании осевого усилия на нажимной диск 8. Передача нагрузки на полумуфту 2 при этом

5 прекращается.

В случае необходимости включения сразу полумуфты 3 (которая, включается при более высокой скорости) включения полумуфты 2 в момент достижения соответствующей скорости не происходит, так как шарики 25 под

действием касательных сил инерции смещаются на охватывающие их поверхности спиралевидных гнезд и удерживаются там.

В зависимости от скорости вращения, ведущего вала 1 передача нагрузки осуществляется либо на полумуфту 2 (при меньщей скорости), либо на полумуфту 3 (при больщей скорости). За счет концентричной установки механизмов включения уменьшаются осевые габариты муфты.

0 Величина передаваемой нагрузки при включении центробежного механизма больщой скорости повышается за счет активного воздействия на нажимной диск 8 шариков 25 механизма включения малой скорости. , Таким образом, использование изобретения позволяет уменьшить осевые габариты муфты и повысить нагрузочную способность.

Фиг. 2

ЦЕНТРОБЕЖНАЯ ДВУХСКОРОСТНАЯ МУФТА, содержащая ведущую полумуфту и две ведомые, установленные на ведущей полумуфте с возможностью вращения и связанные с ней посредством фрикционных дисков, а также механизмы включения малой и большой скоростей, установленные на ведущей полумуфте, выполненные в виде цeнtpoбeжныx грузов, размещенных в гнездах сепараторов, зафиксированных в окружном направлении, упорных дисков и подпружиненных в осевом направлении посредством возвратных пружин нажимных дисков, отличающаяся тем, что, с целью повышения нагрузочной способности, уменьшения осевых габаритов, упорный диск механизма включения большой скорости жестко закреплен на торце сепаратора и выполнен с конической рабочей поверхностью, обращенной в сторону центробежных грузов механизма включения малой скорости, центробежные грузы механизмов включения установлены в одной плоскости в концентрично расположенных сепараторах, зафиксированных в осевом направлении относительно ведущей полумуфты, центробежные грузы механизма включения малой скорости установлены с возможностью взаимодействия с нажимными дисками обоих механизмов вклюS чения и с конической поверхностью упорного диска механизма включения большой скорости, а возвратная пружина механизма включения большой скорости выполнена большей жесткости, чем возвратная пружина механизма включения малой скорости.