Упругая муфта Советский патент 1985 года по МПК F16D43/30 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для передачи крутящего момента при повышенных динамических нагрузках.

По основному авт. св. № 566041 известна упругая муфта, содержащая ведущий и ведомый валы, взаимодействующие через солнечную шестерню, сателлиты и эпициклическую шестерню, а также упругий элемент, шарнирно соединенный одним концом с неподвижной рамой, при этом эпициклическая шестерня установлена с возможностью поворота и снабжена закрепленным на ней рычагом, шарнирно соединенным с другим концом упругого элемента 1.

Недостаток данной муфты заключается в том, что в ней не обеспечивается регулирование упругой характеристики в зависимости от изменяемой величины передаваемого крутящего момента. Линейность характеристики такой муфты значительно снижает надежность работы муфты при изменении крутящего момента, так как при этом возможно резкое повышение динамических нагрузок в приводе.

Цель изобретения - повышение надежности путем обеспечения автоматического регулирования упругой характеристики муфты...

Поставленная цель достигается тем, что упругая муфта снабжена регулятором, выполненным в виде тяги и шарнирно установленного на неподвижной раме двуплечего рычага, шарнирно соединенного одним концом с упругим элементом, а другим - с рычагом эпициклической шестерни посредством тяги, длина которой определяется соотношением

(к-г), где -длина тяги;

С(. -расстояние между осями эпициклической шестерни и двуплечего рычага; R - расстояние от оси эпициклической

шестерни до оси рычага; Г -длина плеча двуплечего рычага.

На фиг. 1 изображена упругая муфта, общий вид; на фиг. 2 - схема работы регулятора муфты при изменении передаваемого крутящего момента; на фиг. 3 - графики зависимости М(0 - упругой характеристики муфты, Рувр(р) - изменения упругого усилия упругого элемента от угла щ H(ip) - изменения плеча приложения упругого усилия от угла «f (f - угол поворота эпициклической шестерни, MH- номинальный крутящий момент).

Упругая муфта содержит ведущую солнечную, шестерню 1, сцепленную через сателлиты 2 с эпициклической шестерней 3, снабженной рычагом 4, и водило 5, сочлененное с ведомьш валом 6, а также упругий элемент 7 и регулятор, который имеет шарнирно закрепленный на неподвижной раме 8 двуплечий рычаг 9 и тягу 10 (фиг. 1). Тяга 10 и

упругий элемент 7 образуют совместно с двуплечим рычагом 9 треугольник, вершины которого обозначены буквами А, В, С, причем в вершине А шарнирно соединены тяга 10

и упругий элемент 7 с рычагом 4, в вершине В - тяга 10 с одним плечом двуплечего рычага 9, а в вершине С - упругий элемент 3 с другим плечом Двуплечего рычага 9. Направление перемещения эпициклической шестерни 3 обозначено стрелкой К, а траектория

перемещения точек А, В и С - соответственно кривыми LI и Lj.

Назначение регулятора заключается в реакции его на переменную составляющую крутяшего момента путем деформации треугольника ABC, в результате чего осуществляется автоматический переход на более податливый участок упругой характеристики муфты.

Работа предлагаемой муфты осуществляется следующим образом.

Крутящий момент передается через ведущую солнечную шестерню 1, сателлиты 2 водилу 5, связанному с ведомым валом 6. Эпициклическая шестерня 3 установлена с возможностью поворота и при вращении солнечной шестерни 1 по часовой стрелке нагружена реактивным моментом от передаваемого крутящего момента в направлении стрелки К. Под действием окружного усилия от реактивного момента эпициклическая шестерня 3 с рычагом 4 поворачивается на некоторый угол «f относительно исходного положения (фиг. 2), соответствующий на упругой характеристике номинальному крутящему моменту MH (фиг. 3).

,При увеличении крутящего момента М

-Мя (пусковой режим работы, крутильные колебания, и т. д.) реактивный момент на эпициклической щестерне 3 также возрастает и посредством рычага 4 воздействует на упругий элемент 7 и жесткую тягу 10. Треугольник ABC, реагируя на возмущение, деформируется, в результате чего верщина А перемещается по траектории LI по часовой стрелке, а вершины В и С - по траектории Li против часовой стрелки. В результате этого происходит поворот упругого элемента 7, который влечет уменьшение плеча приложения упругого усилия Руцр (фиг. 2 и фиг. 3). Поворот эпициклической щестерни 3 происходит до тех пор, пока момент сопротивления треуголь-ника ABC, пропорциональный

произведению упругого усилия F, элемента 7 иа плечо его приложения Н, не изменится настолько, чтобы уравновесить реактивный от передаваемого крутящего момент. Таким образом, М F ((ip) - упругая характеристика предлагаемой муфты.

В силу того, что она определяется как произведение функции монотонно возрастающей FaHp(4)) иа функцию монотонно убывающую Н(ф), она существенно нелинейна и имеет

точку максимума (фиг. 3), которой соответствует |.

Участок упругой характеристики от точки If до точки | служит для защиты привода от динамических нагрузок, где значительное приращение относительного угла поворота эпициклической шестерни 3 происходит с малым приращением крутящего момента, а следовательно, жесткость с dM/dif стремится к минимальному значению. Переход муфты на участок упругой характеристики с минимальной жесткостью осуществляется благодаря регулятору.

В окрестности точки (фиг. 3) регулятор работает неустойчиво, в результате чего может произойти переход в новое положение устойчивого равновесия (фиг. 3, обозначено штриховой линией); из которого его можно вывести при только приложением усилий извне, что нерационально.

Для обеспечения устойчивой работы регулятора, а следовательно, и всей муфты длина жесткой тяги АВ должна быть больще отрезка NP, лежащего на линии OiOa, соединяющей оси вращения эпициклической шестерни 3 и двуплечего рычага 9, отсекаемого траекториями LI и Lg. В этом случае точка А тяги 10 не может переместиться по траектории Lt за точку N, которая определяет границу зоны устойчивой работы регулятора. Переход точки А тяги 10 за точку N может произойти только в случае схода точки В тяги 10 с траектории Lj, что исключено.

. 3 приведена упругая характеристика муфты, в которой для регулятора выполняется приведенное условие.

Условие устойчивой работы регулятора , через параметры муфты следующее. Учитывая, что

-0,N,(1)

OiP OiOz + ОгР a + г, где OiOz 3-расстояние между осями эпициклической щестерни 3 и двуплечего рычага 9;

-плечо двуплечего рычага 9; -расстояние до оси эпицикличес кой шестерни 3 до рычага 4. Подставляя в (1), получаем

NP a + r-R a-(R- г) Если длину тяги АВ обозначить через I, то условие устойчивой работы регулятора выражается через параметры муфты и регулятора следующим образом: (R- г)

Если условие устойчивой работы регулятора выполняется, то при уменьшении крутящего момента в цепи привода происходит обратный переход под действием упругого усилия звена 3 на участок упругой 5 характеристики О-у.

Таким образом, в предлагаемой муфте регулятор обеспечивает автоматическое регулирование упругой характеристики в зависимости от изменения крутящего момента, что позволяет эффективно защищать привод 0 от динамических нагрузок и приводит к повыщению надежности его работы.

УПРУГАЯ МУФТА по авт. св. № 566041, отличающаяся тем, что, с целью повышения , надежности путем обеспечения автоматического регулирования упругой характеристики муфты в зависимости от величины передаваемого крутящего момента и снижения динамических нагрузок в приводе, она снабжена регулятором, выполненным в виде тяги и шарнирно установленного на неподвижной раме двуплечего рычага, шарнирно соединенного одним концом с упругим элементом, а другим - с рычагом эпициклической шестерни посредством тяги, длина которой определяется соотношением .-(R-f), где -t -длина тяги; а - расстояние между осями эпициклической шестерни и двуплечего рычага; R - расстояние от оси эпициклической шестерни до оси рычага; Г -- длина -плеча двуплечего рычага. (Л 00 со ;о ю 00