Муфта свободного хода Советский патент 1985 года по МПК F16D41/00 

Изобретение относится к машиностроению и модет быть использовано в устройствах для передачи вращательного движения в одном направлении.

Цель изобретения - снижение динамических нагрузок и повышение КПД путем использования кинетической энергии червяков при переходе к режиму обгона.

На фиг. 1 показан механизм свободного хода, обш,ий вид; на фиг. 2 - вариант выполнения одной из контактных поверхностей червяка; на фиг. 3 - схема взаимодействия элементов механизма.

Муфта свободного хода содержит червячное колесо 1, расположенное на ведомом валу 2 и червяк 3, шарнирно установленный в корпусе 4 и имеющий с двух сторон антифрикционные опорные элементы 5 в виде подшипниковых опор. Зубья 6 червячного колеса 1 выполнены из стали и на поверхности 7 имеют антифрикционное покрытие, например, из бабита. Угол наклона контактных поверхностей 8 и 9 червячного колеса 1 и витков червяка 3 при рабочем ходе выполнен в пределах угла, обеспечивающего самоторможение сопряженных элементов. Такое выполнение контактных поверхностей кинематической пары обеспечивает в одном направлении самотормозящую, а в противоположном несамотормозящую червячную передачу. Вместо антифрикционного покрытия для уменьшения сил трения между контактными поверхностями кинематической пары можно установить тела качения 10.

Муфта свободного хода работает следующим образом.

Корпус 4 имеет возможность качательного движения в плоскости вращения червячного колеса 1. При рабочем ходе муфты поверхности 9 витки червяков 3 контактируют с поверхностями 8 зубьев червячного колеса 1 с коэффициентом трения, обеспечивающим самоторможение передачи. Червячное колесо 1 поворачивается вместе с корпусом 4.

При свободном ходе муфты витки червяков 3 контактируют с поверхностями 7 зубьев червя ного колеса 1, на которых нанесен антифрикционный слой. Самоторможение в этом случае отсутствует, червяки 3 приводятся во вращение и свободно обкатываются по червячному колесу 1.

Работу муфты свободного хода можно разделить на несколько циклов: рабочий ход переход от рабочего хода к свободному ходу, свободный ход, переход от свободного хода

к рабочему. При цикле свободного хода муфта работает как все известные механизмы такого типа, а работа муфты свободного хода при переходе от свободного хода к рабочему ходу имеет особенности. Ведущим звеном считается корпус 4, ведомым - червячное колесо 1. Корпус 4 получает качательное движение от кривошипно-шатунного, эксцентрикового или другого механизма (не показан) в плоскости вращения червячного колеса 1. Червяки 3 также вместе с корпусом 4 соверщают качателыюо движение вокруг червячного колеса 1. Движение корпуса 4 вместе с червяками 3 имеет периодический характер В середине свободного хода корпус 4 имеет максимальную скорость движения вокруг червячного колеса 1 и червяки 3 набирают максимальную кинетическую энергию. Далее корпус 4 замедляет свое движение, приближаясь к значению 0. Предположим, что корпус 4 остановился, а червяки 3 из-за инерционности продолжают вращаться. В этот момент энергия вращательного движения червяков 3 вокруг своей оси, накопленная червяками 3 при свободном ходе муфты, передается непосредственно червячному колесу 1, как у обыкновенной червячной передачи, передавая ему дополнительный положительный импульс, повышая КПД муфты свободного хода и обеспечивая более мягкую характеристику работы, т. е. происходит рекуперация.

На фиг. 3 показана работа муфты при переходе от свободного хода на рабочий. Червяк 3 под действием силы Рч действует на опору 5 (в данном случае опора качения) и имеет минимальное значение Умян, следовательно, энергия вращательного движения червяков 3 вокруг своей оси, накопления ими при свободном ходе муфты, корпусу 4 не передается, происходит непосредственное взаимодействие между червячным колесо.м 1 и червяком 3, вследствие чего червячное колесо 1 получает дополнительный полол ительный импульс.

Предлагаемая муфта свободного хода в результате использования кинетической энергии вращательного движения червяка вокруг своей оси во время свободного хода муфты значительно повышает КПД и обеспечивает более мягкие характеристики работы. Возможность применения более прочных материалов, например стали, для изготовления червячного колеса повышает несущую способность муфты.

1. МУФТА СВОБОДНОГО ХОДА, содержащая корпус, размещенные в нем червячное колесо и червяки, связанные с корпусом с возможностью вращения,, а также антифрикционные элементы, установленные между корпусом и каждым червяком, отличающаяся тем, что, с целью повыщения КПД и снижения динамических нагрузок, она снабжена дополнительными антифрикционными элементами, размещенными на одной из боковых поверхностей зубьев одного из элементов кинематической пары, а смежные с ними поверхности зубьев элементов кинематической пары выполнены самотормозящими. 2.Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительные антифрикционные элементы выполнены в виде покрытия на одной из сторон зубьев червячного колеса. 3.Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительные антифрикционные элементы выполнены в виде тел качения, смонтированных на одной из поверхностей зубь- о $S ев червяка. (Л О) | CfC

/ / т