Упруго-предохранительная муфта конструкции С.Г.Нагорняка Советский патент 1985 года по МПК F16D43/02 F16D7/00 

Изобретение относится к машиностроению и применяется для защиты механизмов от воздействия перетру зок. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предложенной является предохранительная муфта, содержащая две кулач ковые полумуфты, одна из.которых подвижна в соевом направлении и под , жата к другой посредством нажимного элемента, выполненного в виде тонко стенной упругой гильзы со сквозными продольными пазами 0 . Известная муфта не обладает упру гими свойствами, в результате чего снижается ее надежность, кроме того, она сложна в изготовлении и сбо ке из-за вьшолнения р-яда соединени сопряжений и продольных пазов в пру жинной гильзе. Цель изобретения - повьпиение надежности и точности срабатывания. Указанная цель .достигается тем, что в упруго-предохранительной муфте, содержащей установленные на валах ведущую и ведомую полумуфты с торцовыми кула.чками, поджатые одна к другой посредством замыкающе го устройства, ведущая полумуфта выполнена составной из двух соосно установленных и подпружиненных оди относительно другох-о в окружном направлении элементов, один из которых выполнен в виде диска с рабочим торцовыми кулачками, а другой - в в де шестерни, замыкающее устройство вьшолнено в виде упорного фланца, жестко закрепленного на валу со стороны нерабочего торца ведомой полумуфты, рычажных звеньев, равномерно расположенных по окружности параллельно оси вращения и выполнен ных в виде пар рычагов, шарнирно соединенных между собой, а также с упорным фланцем и ведомой полумуфтой посредством пальцев с возможностью поворота в тангенциальном направлении, и упоров, установленных на торце шестерни с возможность взаимодействия с расположенными между ними концами рычагов, упоры также могут быть установлены с возможностью регулировочного перемещения в окружном направлении, а в рвгчагах, соединенных с ведомой полумуфтой, отверстия под палыу 1 могут быть выполнены в виде продоль 22 ных пазов, ширина которых равна диамет{)у пальца. На фиг.1 показана муфта, продольный разрез; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - положение элементов муфты после срабатывания. Муфта состоит из ведущей шестерни 1 (либо звездочки, шкива, диска), свободно установленной на валу 2. На торце шестерни 1 имеются равномерно расположенные по окружности гнезда 3, в которых расположены пружины 4 сжатия, одновременно находящиеся в зеркально расположенных по отношению к гнездам 3 гнездах 5 кулачковой полумуфты 6. Таким образом, ведущая полумуфта выполнена из двух элементов, а продольные оси пружин 4 расположены в плоскости разъема элементов 1 и 6. Ведомая кулачковая полумуфта 7 соединена с валом 2, например, посредством подвижного шлицевого соединения. Замыкающее устройство выполнено в виде рычажных звеньев, каждое из которых состоит из двух рычагов 8 и 9 Рычаги 8 и 9 шарнирно соединены между собой, а также с упорным фланцем 10, жестко закрепленным на валу 2 посредством гаек 11 и ведомой полумуфтой посредством радиал15но установленных пальцев 12-14 соответственно, с возможностью поворота в тангенциальном направлении. Пальцы 13 и 14 установлены на одинаковом от оси муфты расстоянии. Рычаги 9, связанные с ведомой полумуфтой 7, выполнены двуплечими и их консольные конщл расположены в промежутке между упорами 15 и 16, установленными на торце ведущей шестерни 1. Попарно расположенные кулачки 15 и 16 могут быть выполнена как за одно целое с шестерней 1, так и могут быть установлены на торце шестерни с возможностью регулировочного перемещения в окружном направлении. Механизм изготовлен, например, в виде Т-образных кольцевых пазов., выполненных на торце шестерни, либо другого известного механизма крепления, (механизм условно не показан). В рычагах 9, соединенных с ведомой полумуфтой, отверстия под пальцы 14 выполнены в виде продольных пазов 17, ширина которых равна диаметру пальцев, за счет чего повышается чувствительность устройства в начальный момент срабатьюания. Максимальное расстояние меязду пальцами 13 и 14 выбрано из условия полного замыкания полумуфт. Муфта работает следующим образом В нормальном режиме кулачковые п лумуфты 6 и 7 находятся меяоду собой в относительном покое, и крутящий момент.передается с шестерни через пружины 4 на кулачковую полумуфту 6 и далее посредством кулачков - на ведомую полумуфту 7. Смеще ние ведомой полумуфты 7 влево жестк ограничивается рычажными звеньями, продольные оси рычагов 8 и 9 которы совпадают и параллельны оси муфты (фиг.2). Расстояние между упорами 15 и 16 выбирается таким, чтобы в нормально режиме работы (при котором момент от сил сжатия пружин 4 относительно оси муфты меньше предельного момента муфты) скос b упора 16 не касался бы скоса d консольного конца рычага 9-, при другом же напра лекии врг.щения муфты, чтобы, соотве ственно, скос d упора 15 не касал ся скоса с на конце рычага 9. Поскольку смещение ведомой полумуфты влево ограничивается прямым (в данном режиме работы) рычажным звеном, то в нормальном режиме, поскольку момент передается через пру жины 4, муфта работает как чисто упругая, чем обеспечивается демпфир вание колебаний системы и сглаживан динамических нагрузок. При увеличении момента сопротивления момент муфты увеличивается, пружины 4 сжимаются сильнее и шестерня 1 больше смещается в окружном направлении относительно пол муфты 6, а следовательно, расстояние между скосами b упоров 16 и скосами а консольных частей рычагов 9 уменьшается (рычажных звеньев может быть два и более, а следовательно, пар упоров 15 и 16 может быть также несколько). При перегрузке, т.е. когда момен от сил сжатия пружины 4 равен предельному моменту муфты, скос b упо ра 16 входит в контакт со скосом Q рычага 9, что приводит к повороту п следнего относительно пальца 14, установленного на педомой пол муфте. При малейшем повороте рычага 9 в тангенциальном направлении система теряет устойчивость и рычажное звено как бы разламывается (фиг.З). При этом рычаг 8 вместе с пальцем 12 поворачивается относительно радиального пальца 13, расстояние между пальцами 12 и 13 уменьшается и жесткая связь между передающими кулачками полумуфт разрывается. Ведомая полумуфта 7 без дальнейшего препятствия вькодит из зацепления с кулачковой полумуфтой 6. В процессе выхода кулачков из зацепления осевая Составляющая сипы в кулачковом зацеплении резко уменьшается, что способствует уменьшению контактных давлений на поверхностях передающих элементов полумуфт. Это также способствует уменьшению износа полумуфт и улучшению эксплуатационных свойств муфты в целом. После выхода кулачков ведомой полумуфты 7 из зацепления с кулачками полумуфты 6 шестерня 1 вместе с кулачковой полумуфтой 6 вращается свободно относительно вала 2 и крутящий момент на ведомый вал не передается. При установке муфты на вал с другим направлением вращения либо при работе на одном и том же валу, но при другом направлении вращения в процессе увеличения момента сопротивления уменьшается расстояние между упорами 15 и концами рычагов 9, что также приводит при перегрузке к разламыванию рычажных звеньев. Таким образом, муфта является упругопредохранительной самоотключающейся вне зависимости от направления вращения. Для регулирования величины передаваемого предельного момента необходимо перемещать упоры на тор- це шестерни 1 (с практической точки зрения упоры 15 и 16 целесообразно выполнить на торце отдельного диска, установленного на торце шестерни с возможностью поворота и последующей фиксацией. . . Наличие пазов 17 в рычагах 9 способствует повьшгению чувствительности рычажной системы в начальный момент срабатывания. В процессе размыкания полумуфт палец имеет возможность скользить в пазу 17, за счет чего улучшается подвижность системы. При устранении причины перегрузки полумуфту 7 перемещают в направлении к ведущей полумуфте, кулачки $1 полумуфт вводят меаду собой в зацепление, а рьгааги 8 и 9 легко (посколь ку они связаны шарнирно между собой и с пальцами 13 и 14) возвращают в исходное положение, при котором их продольные оси совпадают и параллельны продольной оси муфты (фиг.2). При этом в начальный момент восстановления yфты в нормальное положени следует правильно выставить упоры 15 и 16 вместе с шестерней 1 относительно оси палБца 14. В дальнейшем описанный процесс повторяется. С целью повьшения надежности устройства между головкой пальца 13 и рычагом 8 могут быть установлены средства фиксации, увеличивающие мо2менты трения в шарнире, выполненные например, в виде пружин, подпружиненных шариков или других средств фиксации. Поскольку в передаче момента принимают участие пружины сжатия, расположенные в окружном направлении, а при перегрузке система мгновенно теряет устойчивость и полумуфты выходят из зацепления беспрепятственно, то предлагаемая конструкция самоотключающейся муфты имеет высокую надежность и точность срабатывания. Удобство муфты в эксплуатации связано с легкостью ее восстановления в нормальное состояние после устранения причины перегрузки.

1. Упруго-предохранительная муфта, содержащая установленные на валах ведущую и ведомую полумуфты с торцовыми кулачками, поджатые одна к другой посредством замыкающего устройства, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и точности срабатывания, ведущая полумуфта в птолнена составной из двух соосно установленных и подпружиненных один относительно другого в окружном направлении элементов, один из которых вьшолнен в виде диска с рабочими торцовыми кулачками, а другой - в виде шестерни, замыкающее устройство выполнено в виде упорного фланца, жёстко закрепленного на валу со стороны .нерабочего торца ведомой полумуфты, рычажных звеньев, равномерно расположенных по окружности параллельно оси вращения и выполненных в виде пар рычагов, шарнирно соединенных между собой, а также с упорным фланцем и ведомой полумуфтой посредством пальцев с возможностью поворота в тангенциальном направлении и упоров, установленных на торце шестерни с возможностью взаимодействия с расположенными между ними концами рычагов. 2.Муфта ПОП.1, о тличаю(Л щ а я с я тем, что упоры установлены с возможностью регулировочного перемещения в окружном направлении. 3.Муфта по ПП.1 и 2, отличающаяся тем, что в рычагах, соединенных с ведомой полукуфтой, j:: У1 отверстия под пальцы выполнены в виде продольных пазов, ширина которых равна диаметру пальца. 30 д

Вид А

п

13

fut.3 Фиг.2