Предохранительная кулачковая муфта Советский патент 1987 года по МПК F16D7/04 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в устройствах, разъединяющих валы двигателя и силовой передачи в режиме перегрузок.

Цель изобретения - повышение надежности путем снижения контактных напряжений при срабатывании муфты,

На фиг.1 изображена предохранительная муфта, положение деталей при рабочей нагрузке, общий вид; на фиг.2 - то же, положение деталей в режиме перегрузки, общий вид на фиг.З - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 сечение Б-Б на фиг.З; на фиг.З - сечение В-В на фиг.З; на фиг.6 - сечение Г-Г на фиг.2 (при работе муфты в режиме нагрузки); на фиг.7 - то же, в момент включения полумуфт; на фиг.8 - узел I на фиг.7 (штрих-пунктирными линиями показано положение элементов подвижной полумуфты при расцепленных шлицах).

Предохранительная кулачковая муфта содержит полумуфты: ведомую 1- и ведущую 2 с торцовыми кулачками 3 и 4, имеющими соответственно рабочие поверхности 5 и 6 (фиг.7). Полумуфта 1 подпружинена посредством регулирующего устройства 7 и имеет шлицы 8 (фиг.2) для взаимодействия с шлицами 9 втулки 10 (в представленном варианте втулка 10 выполнена за одно целое с стаканом 11). Полумуфта 1 посажена на внутренний цилиндрический патрубок 12 стакана 11, закрепленного на ведомом валу 13, и имеет возможность поворота относительно патрубка 12 и продольного перемещения по нему. Ширина а впадин между шлицами 9 втулки 10 больше толщины b шлицев 8 на величину л.

Полумуфта 2 закреплена на ведущем валу 14. Рабочие поверхности 6 торцовых кулачков 4 этой полумуфты выполнены с скосами 15 (фиг.7), высота h (фиг.8) которых выбирается из соотношения ,; где h, - величина перемещения полумуфты 1 при пробуксовке муфты. Величина h, определяется по формуле h, ictgp , где р- угол скоса 15.

Высота кулачков полумуфт больше длины шлицев.

Регулирующее устройство предлагаемой муфты содержит пружину 16, гайки 17 и 18, втулку 19, штыри 20 и

5

шайбу 21, выполняющую роль упорного подшипника.

Предлагаемая муфта работает следующим образом.

При нормальном режиме работы полумуфты 1 и 2 находятся между собой в относительном покое,-и крутящий момент передается с вала 14 на вал 13 через кулачки 4 полумуфты 2, кулачки 3 полумуфты 1, шлицы 8 полумуфты 1, шлицы 9 и стакан 11. При этом величина передаваемого крутящего момента определяется величиной окружной силы Р,окр (фиг.5) и находится в

0

5

прямой зависимости от величины усилия Р пружины и угла ы наклона рабочих поверхностей кулачков 4 полумуфты 2.

Если крутящий момент на валу 13 превысит момент, на который отрегулирована муфта, осевая составлякицая сила Р от нормальных сил в зацеплении кулачков 4 и 3 начнет отжимать полумуфту 1 от лолумуфты 2, преодолевая сопротивление пружины 16 и сжимая ее до усилия Р.. Полумуфта 2 перемещается по патрубку 12 и ее шлицы 8 выходят из зацепления с шлицами 9 втулки 10. При этом рабочие поверхности 5 кулачков 3, скользя по поверхностям 6 кулачков 4, выходят на скосы 15. При этом сила уменьшается (фиг.6) и соответственно уменьшается величина крутящего момен5 та. Это происходит вследствие того, что угол Р наклона фасок больше, чем угол сА наклона поверхностей 6 кулач- .ков 4. Полумуфта 1 перемещается по патрубку 12 до тех пор, пока ее шлицы 8 не выйдут полностью из зацепления с шлицами 9 втулки 10. При этом кулачки 3 остаются в зацеплении с кулачками 4 (фиг,2). При дальнейшем вращении ведущего вала 14 полумуфта 1 проворачивается относительно стакана 11. При этом торцовые поверхности шлицев 8 полумуфты 1 скользят по торцовым поверхностям шлицев 9 стакана 11. Как только шлицы 8 окажутся

0 напротив очередных впадин между шлицами 9, полумуфта 1 под действием пружины 16 стремится войти в зацепление с полумуфтой 2. Ее кулачки 3 скользят по скосам 15.

При этом полумуфта 1 проворачивается относительно полумуфты 2 на некоторый угол, выбирая зазор л, и одновременно перемещается по патрубку 12 на величину h, (фиг.8). Б кон0

5

5

fO

це поворота боковые грани шлицев 8 упираются в боковые Грани шлицев 9, и дальнейший относительный поворот полумуфт 1 и 2 при-наличии перегрузок становится невозможным. Под действием осевой силы полумуфта 1 вновь отжимается от полумуфты 2 и ее шлицы 8 выходят из зацепления с шлицами 9 втулки 10. Вал 14 с полумуфтой 2 снова проворачивается относительно вала 13 с стаканом 11 на угол, соответствующий углу между шлицами 9. Шлицы 8 полумуфты 1 вновь частично сцепляются с шлицами 9 втулки и вновь расцепляются под действием осевой -5 силы. Такой процесс частичного включения и выключения муфты происходит до тех пор, пока нагрузка на ведомом валу 13 не будет снижена до допустимой.

Полное включение предлагаемой муфты становится возможным только тогда, когда перегрузка на ведомом валу будет снята. В этом случае осемуфты с дополнительньм скосом исключает торцовое биение кулачков, снижает усилия, в результате чего снижаются контактные напряжения в кулачках, что повьш1ает надежность и снижает шумовое действие муфты в целом.

20

Формула изобретения

Предохранительная кулачковая муфта, содержащая закрепленную на валу ведущую полумуфту, поджатую к ведущей полумуфте и соединенную с ней торцовыми кулачками с скошенными рабочими поверхностями ведомую полумуфту, а также средство связи ведомой полумуфты с ведомым валом в виде соединения типа паз-выступ, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем снижения контактных напряжений при срабатывании муфты, на рабочих поверхностях торцовых кулачков ведущей полумуфты

вая сила, необходимая для зацепления 25 выполнены дополнительные скосы, высокулачков, не будет превьш1ать усилие пружины 16 и под действием последней кулачки 3 полумуфты 1 войдут в зацепление с кулачками А полумуфты 2 полностью на всю рабочую высоту Н, а шлицы 8 полумуфты 1 сцепятся с шлицами 9 втулки 10 стакана 11.

Шлицевое соединение ведомой полумуфты с элементом ведомого вала при соединении полумуфт торцовыми кулач- ками, не выходящими полностью из зацепления при срабатывании муфты, а также выполнение наклонных рабочих поверхностей кулачков ведущей полу

654

муфты с дополнительньм скосом исключает торцовое биение кулачков, снижает усилия, в результате чего снижаются контактные напряжения в кулачках, что повьш1ает надежность и снижает шумовое действие муфты в целом.

Формула изобретения

Предохранительная кулачковая муфта, содержащая закрепленную на валу ведущую полумуфту, поджатую к ведущей полумуфте и соединенную с ней торцовыми кулачками с скошенными рабочими поверхностями ведомую полумуфту, а также средство связи ведомой полумуфты с ведомым валом в виде соединения типа паз-выступ, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем снижения контактных напряжений при срабатывании муфты, на рабочих поверхностях торцовых кулачков ведущей полумуфты

та кулачков больше размера выступов соединения в осевом направлении, а выступы соединения ведомой полумуфты с ведомым валом расположены в соот- ветствукнцих пазах с зазором в окружном направлении.

2. Муфта по п.1, отличающая с я тем, что высота скоса определяется по зависимости

h д-ctg , где h - высота скоса;

л - зазор в соединении паз-выступ; - угол скоса.

11 8 ЮЗ

/J

г L

.Z

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в устройствах, разъединяюаа х валы двигателя и силовой передачи в режиме перегрузок. Цель изобретения- повышение надежности путем снижения контактных напряжений. В муфте ведомая полумуфта (П) 1 подпружинена к ведущей П 2 и соединена с ее торцовыми кулачками 3, П 1 соединена птицами 8 с шлицами 9 ведомого вала. Кулачки по высоте больше длины шлицев, а на рабочих поверхностях кулачков 4 выполнены скосы 15. При срабатывании муфты ведомая П 1 отжимается от П 2 и выходит из шлицевого соединения с ведомьм валом, а кулачки 3 и 4 остаются в постоянном зацеплении. При этом контакт кулачков происходит по скосам 15, что снижает действующие усилия, а следовательно, контактные напряжения на кулачках. 1 з.п. ф-лы, 8 ил. о S фиг. б

.З

f J

фиг.В

Редактор А.Петров

.7

Составитель Т.Орлова

Техред И.Попович Корректор М.Пожо

Фиг4 8 - f лобернито

Заказ 600/39Тираж 812 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,