Предохранительная муфта С.Г.Нагорняка Советский патент 1985 года по МПК F16D43/02 F16D7/00 

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в различных отраслях техники для защиты узлов и отдельных деталей от воздействия перегрузок. Цель изобретения - обеспечение быстродействия отключения и повышение технологичности изготовления и сборки. На фиг. 1 схематически показана муфта, общий вид, продольный разрез (первый вариант); на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - положение элементов муфты после срабатывания; на фиг. 4 - муфта с изогнутым ступенчатым рычагом, общий вид (второй вариант конструкции). Муфта состоит из ведущей полумуфты, выполненной в виде звездочки 1, установленной с возможностью вращения на валу 2, на торце которой жестко закреплена кулачковая обойма 3, находящаяся во взаимодействии посредством промежуточных элементов сцепления (кулачков) с ведомой полумуфтой, состоящей из кулачковой обоймы 4, жестко закрепленной на торце щлицевой втулки 5, установленной на валу 2 с возможностью осевого перемеп1,ения. Таким образом, ведомая полумуфта представляет собой подвижную в осевом направлении полумуфту. Полумуфты поджаты одна к другой посредством центральной пружины 6 сжатия, расположенной между дном стакана 7, установленного с возможностью осевого перемещения на., ступице упорного фланца 8 (между взаимообращенными торцами упорного фланца и ведомой полумуфты и торцом ведомой (подвижной) полумуфты). Торец, упорного фланца 8 упирается в регулировочную гайку 9, установленную на резьбовом конце вала 2. По периферии упорного фланца диаметрально-противоположно жестко установлены радиальные пальцы 10, с каждым из которых шарнирно соединены рычаги 11, связанные шарнирным соединением посредством пальца 12 с рычагами 13, которые в свою очередь посредством радиальных пальцев 14 шарнирно соединены со стаканом 7. Пальцы 10 и 14 расположены на одинаковом от оси муфты расстоянии, и оси каждой пары этих пальцев размещены в одной плоскости, проходящей через ось вращения муфты. Таким образом, рычаги 11 и 13 представляют собой щарнирно соединенные рычажные звенья, и их шарнирные соединения (пальцы 12) расположены в промежутке между пальцами фланца и стакана. Свободные концы рычагов 13 (ведущих) расположены в промежутке .между упорами. выполненными в виде конических пальцев 15, которые установлены диаметрально-противоположно на торце звездочки 1 (в случае двух пар рычагов). Рычаги 11 и 13 установлены с возможностью поворота в тангенциальном направлении. В ведущих рычагах 13 выполнены сквозные продольные прорези 16 (в направлениик полумуфтам), ширина которых равна диаметру пальцев 14 в месте сопряжения их с рычагом. В отличие от конструкции муфты (фиг. 1 и фиг. 2) в варианте конструкции, показанной на фиг. 4, свободные (консольные) концы ведущих рычагов выполнены изогнутыми (ступенчатыми) в плоскости, перпендикулярной оси поворота каждого из указанных рычагов, соответственно установлены с возможностью взаимодействия с торцом подвижной полумуфты, при этом между торцами рычагов подвижной полумуфты имеется зазор, величина которого составляет 0,3-0,5 от высоты hii кулачков муфты. Работа муфты заключается в следующем. В нормальном режиме работы кулачковые обоймы 4 и 3 находятся между собой в относительном покое, и крутящий момент передается со звездочки 1 на кулачковую обойму 3 и далее посредством элементов сцепления (кулачков) на кулачковую обойму 4, откуда через щлицевую втулку 5 момент передается на вал 2. Силовое замыкание полумуфт в данном режиме работы происходит за счет предварительно сжатой пружины 6. При перегрузке, т. е. при увеличении момента сопротивления на валу 2, звездочка 1 с кулачковой обоймой 3 продолжает врапдаться в прежнем направлении, ведомая полумуфта с.мещается влево, частично сжимая пружину 6, при этом расстояние в окружном направлении .между поверхностями б к а пальцев 15 и рычагов 13 соответственно мпговенно у.меньшается до нуля (см. вариант конструкции на фиг. 1 и 2). В результате дальнейшего силового взаимодействия пальцев 15 с рычага.ми 13 и.меет место поворот последних относительно радиальных пальцев 14, закрепленных на стакане 7. При незначительном повороте рычагов 13 в тангенциальном направлении система теряет устойчивость и рычажные звенья, состоящие из рычагов 11 и 13 «разламываются (фиг. 3). При этом рычаг 11 вместе с пальцем 12 поворачивается относительно радиального пальца 10. Расстояние между пальцами 14 и 10 уменьщается, и под действием сжатой до этого пружины 6 стакан 7 смещается влево, что приводит к резкому ослаблению силы сжатия пружины и к размыканию полумуфт. Для обеспечения звукового сигнала от пробуксовки кулачковых (или щариковых) муфт в ряде случаев необходимо оставлять пружину после срабатывания в деформируемом состоянии. Величина деформации при этом задается конструктивно и определяется разностью .между величиной деформации пружины в рабочем состоянии и расстоянием .между взаи.мообращенными торцами стакана и упорного фланца. В процессе выхода кулачков из зацепления осевая сила в кулачковом зацеплении резко падает, что способствует уменьшению контактных давлений на передающих поверхностях полумуфт, Наличие паза в рычаге 13 способствует повыщению надежности срабатывания конструкции в начальный момент возникновения перегрузки и повышает чувствительность рычажной системы, так как в процессе размыкания полумуфт палец 14 имеет возможность скользить в пазу, за счет чего повышается подвижность системы. При устранеНИИ причины перегрузки стакан 7 перемеш,ают в направлении к полумуфтам (например, с помощью известного эксцентрикового механизма), используя при этом фланец 8 в качестве упора. При этом происходит сжатие пружины 6, а также рычаги 11 и 13 возвращаются в исходное положение, при котором их продольные оси совпадают и параллельны продольной оси муфты (фиг. 2). В дальнейшем весь выше указанный процесс работы муфты повторяется. При работе муфты согласно второму варианту конструкции (фиг. 4) «разламывание рычажной системы происходит при перегрузке за счет осевого смещения ведомой полумуфты и взаимодействия торца ее шлицевой втулки 5 с концами изогнутых рычагов. В процессе смещения втулки 5 влево выбирается зазор Д, и имеет место ее силовое ззаимодействие с изогнутыми рычагами. Под действием осевой силы Р (на фиг. 4 показана условно пунктиром, поскольку в нормальном режиме работы она отсутствует) возникает действующий на изогнутые (ступенчатые) рычаги крутящий момент М, который проворачивает их и приводит к «разламыванию рычажной системы. В дальнейшем имеет место процесс, описанный для первого варианта конструкции (см. фиг. 1 и 2) и идентичен показанному на фиг. 3. Для использования муфты при другом направлении вращения вала (т. е. в качестве условно реверсивной) необходимо предварительно свободные (консольные) концы рычагов 13 сместить в окружном направлении относительно конического пальца 15 таким образом, чтобы вблизи к этим пальцам оказались вторые (противоположные) скосы концов рычагов. На торце звездочки 1 пальцы 15 установлены диаметрально противоположно (см. фиг. 1), поэтому в случае перегрузки при другом направлении вращения привода (при реверсе) взаимодействие пальцев с консольными концами рычагов происходит при провороте звездочки 1 относительно ведомой полумуфты на угол, меньше 180°. Это вполне приемлемо для фрикционных предохранительных муфт, а также является допустимым и для кулачковых предохранительных муфт с неравномерным шагом кулачков, либо с числом кулачков, равны.м шести. Во всех других случаях каждый свободный конец рычагов должен охватываться двумя коническими пальцами, образующие которых должны быть выполнены по эвольвенте либо прямолинейными, а концы рычагов должны иметь (в окружном направлении) форму зуба зубчатого колеса. В этом случае исключается заклинивание рычага между поводковыми пальцами и муфта четко размы-, кается при перегрузках вне зависимости от направления вращения в начальный момент возникновения перегрузки. Для того, чтобы не устанавливать для свободного конца каждого из рычагов два конических пальца на торце звездочки, целесообразно на концах рычагов делать выемки (не показана) по форме впадины известного зубчатого колеса, которые должны охватывать конические поводковые пальцы. Передача крутящего момента от ведущего звена к ведомому в предлагаемом устройстве может обеспечиваться как посредством кулачковых и шариковых полумуфт, так и посредством фрикционных элементов сцепления (посредством шариковых и кулачковых - оба варианта конструкции, а посредством фрикционных - первый вариант конструкции) при этом обеспечивается быстродействие отключения, повышение технологичности, высокая надежность и минимальная динамичность конструкции.

1. Предохранительная муфта, содержащая соосно установленные ведущую и аксиально подвижную ведомую полумуфты, взаимодействующие между собой посредством промежуточных элементов, сцепления в виде кулачков и предохранительный механизм, содержащий упорный фланец, установленные равномерно по окружности параллельно оси вращения и с возможностью поворота в тангенциальном направлении рычажные звенья, выполненные в виде пар 10 118 12 7 f ;J If 6 s ,s ...LA рычагов, щарнирно соединенных между собой и с упорным фланцем, конические упоры, аксиально установленные на торце ведущей полумуфты с возможностью взаимодействия с концами рычагов, и упругий элемент в виде цилиндрической пружины, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения быстродействия отключения и повыщения технологичности изготовления и сборки, предохранительный механизм снабжен стаканом, установленным с возможностью осевого перемещения между взаимообращенными торцами упорного фланца и ведомой полумуфты, цилиндрическая пружина расположена аксиально с возможностью взаимодействия с дном стакана и торцом ведомой полумуфты, а один из рычагов каждой пары шарнирно g s соединен со стаканом. 2. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, (Л что один из рычагов каждой пары выполнен изогнутым в плоскости, перпендикулярной оси поворота данного рычага, и установлен с возможностью взаимодействия с торцом ведомой полумуфты. i;-г со О5 4 о: