Предохранительная шариковая муфта Советский патент 1987 года по МПК F16D7/06 

1

Изобретение относится к машиностроению.

Цель изобретения - повышение надежности путем упрощения конструкции и расширение функциональных возможностей муфты.

На фиг. 1 схематически изображена муфта, продольный разрез; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2.

Муфта содержит концентрично расположенные полумуфты 1 и 2. Полумуфта 1 укреплена на ведущем валу 3. Полумуфта

2установлена на шлицах ведо.мого вала 4 с возможностью осевого перемещения относительно него и нолумуфты 1 и связана с последней преобразователем вращательного движения в поступательное, выполненным в виде ходового винтового сочленения 5.

В полумуфте 2 установлены промежуточные элементы в виде щариков 6, радиально подпружиненные пружинами 7. Шарики 6 взаимодействуют с пазами 8 полумуфты 1, и.меющими изменяющиеся в зависимости от положения по отношению к торцу параметры профиля поперечных сечений (фиг.

3и 4). Пазы 8 характеризуются следующими параметрами профиля поперечных сечений: углами наклона профиля -о(лр (угол наклона правой стенки профиля по отношению к направлению радиуса, проходящего через ось полумуфты и через центр паза 8) и оСяе (угол наклона левой стенки), а также глубиной профиля. Величины АП, и ot«s выполнены переменными по длине полумуфты 1 так, что угол лпр в сечении у торца 9 близок к 90° и тем меньще, чем дальше расположено поперечное сечение от торца 9 и при наибольшем отдалении припимает значение (р - угол трения пшрика 6 о полумуфту 1), а о(лев - наоборот уменьшается при приближении сечения к торцу 9 (фиг. 2) и вблизи торца 9 припимает значение а- 1ев р.

Профиль пазов 8 в рассматриваемом примере образован прямыми, расположенными под углом р Ллр4-о1.,еЕ. const, сопря- женными дугой с радиусом г, превышающим радиус шариков 6. Этот профиль соответствует контуру инструмента, которым выполнены пазы 8. т.е. производящему контуру. Все поверхности выполнены движением производящего контура по дуге окружности радиуса R (фиг. 3), расположенной так, что ось этой окружности скрещивается с осью полумуфты под некоторым углом у с межосевым расстоянием е. Выбирая R, в,и у можно получить требуемую в каждом случае зависимость углов апр, алев и h от положения профиля по длине полумуфты 1. В предлагаемой муфте размер h выполнен меньщим примерно на середине длины полумуфты не только в связи с указанными вьппе параметрами, по и потому, что в середине

37569

2

полумуфты 1 ее диаметр d меньше, чем на краях d (фиг. 3). Шайба 10, установленная на полумуфте 2, может взаимодействовать с рычагом 11 выключателя (выключа- с тели не показаны). Положение рычага 11 (расстояние S) может регулироваться (регулировочное устройство не показано). Чем дальще от торца 9 будет выставлен рычаг 11, тем больше будет крутяший момент при выключении электродвигателя (не показан). При рассмотрении работы муфты предположим, что в начале управляющая электродвигателем арматура, находится в положении «Открыто и что вначале полумуфта 2 сдвинута вправо, а шарики 6 занимают

15 положение, изображенное на фиг. 1 штрих- пунктирной линией, т.е. находится в зоне разреза В-В на фиг. 2 (см. также фиг. 1). В этом сечеНии выполнено значение а-1ев р. (у - угол трения шарика 6 о полумуфту 1) и поэтому при вращении в направле НИИ по часовой стрелке, шарик 6 не может быть вытеснен левой стороной профиля из углубления 8 при любой величине крутящего момента и полумуфты 1 и 3 не изменят взаимного расположения, так как зависи25 мость сил, воздействующих на щарик, определяется формулой

P-.

г де Р - радиальная сила, воздействующая 30на шарик 6 со стороны полумуфты

1, равная силе воздействия на щарик 6 пружины 7; М - крутящий момент; R, - расстояние от оси полумуфты 1 до

центра шарика 6; - количество шариков 6;

i. - угол давления, равный углу профиля (. или о.,евВ ЗаВИСИмости от направления врапгения). При вращении полумуфты 1 против ча40 совой стрелки с связи с тем, что угол Хпр. выполнен в этом сечении намного большим угла трения р , близким к 90°, для выталкивания шарика 6 из паза 8 достаточно приложить небольшой крутящий момент. Шарик 6 будет вытеснен из паза 8 и полумуфта 1 провернется относительно полумуфты 2 в направлении против часовой стрелки (фиг. 4). Поворот полумуфты 2 относительно полумуфты 1 благодаря наличию преобразователя вращательного движепия в поступа50 тельное (ходово.му винтовому сочленению 5), будет сопровождаться осевым перемеп1.ением так, что шарики 6 будут перемещаться влево от торца 9 (полумуфта 2 будет навипчивать- ся на полумуфту 1. Проворот и перемещение будут продолжаться до тех пор, пока шари55 ки 6 снова не попадут в пазы 8. При этом шарики 6 будут взаимодействовать с профилем паза 8 в сечении, более удаленном от торца 9, и, следовательно, и.меющим мень45

шее значение , чем в начальном положении. Поэтому для последующего выталкивания шарика 6 требуется приложить несколько больший крутящий момент, чем в

туры. Когда крутящий момент не возрастает, полумуфты 1 и 2 вращаются, не изменяя своего взаимного расположения. При достижении запорным органом арматуры положеначале. При дальнейшем нарастании крутя- 5 ния «Закрыто, его движение, а следоващего момента щарики 6 будут выталкиваться из пазов 8, полумуфта 2 свинчивается с полумуфтой 1, перемещая шарики 6 влево, дальше от торца 9, где угол наклона профиля становится меньшим при каждом срабатывании, а в связи с этим требуемый для срабатывания крутящий момент - все большим.

Нарастание крутящего момента на один оборот ведущего вала 3 зависит от интенсивности изменения угла наклона профиля углубления 8 по длине полумуфты, .хода винтового сочленения 5, а также и от характера изменения глубины профиля. Влияние глубины профиля обусловлено тем, что эта глубина определяет величину деформации пружины 7, а следовательно, и усилие с которым пружина 7 удерживает шарик 6 в пазу 8. Влиять на глубину профиля и на указанное усилие пружины 7 можно и изменением наружного диаметра полумуфты 1. В указанном примере уменьщение диаметра средней части полумуфты 1 позволяет уменьщить нарастание крутящего момента на один оборот полумуфты I на участке от торца 9 до ее середины, т.е. сделать нарастание крутящего момента таким, чтобы разгон электродвигателя при включении осуществлялся при малой и медленно нарастающей нагрузке. При дальнейшей работе крутящий момент будет нарастать до тех пор, пока не окажется достаточны.м для приведения в движение подвижных частей армательно, и вращение полумуфты 2 практически прекращается, крутящий момент нарастает, полумуфта 1 продолжает вращаться. При этом, благодаря винтовому сочленению .Q 5, полумуфта 2 перемещается влево (от торца 9) и когда крутящий момент достигнет предельного значения, шайба 10 нажмет на рычаг выключателя 11.

15

20

25

30

35

Формула изобретения

1.Предохранительная шариковая муфта, содержащая ведущую полу.муфту, ведомую полумуфту, установленную на ведомом валу концентрично ведущей полумуфте с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с концевым выключателем электропривода и соединительными щариками, размещенными между полумуфтами, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, она снабжена преобразователем вращательного движения в поступательное, связанны.м с полумуфтами, на ведущей полумуфте выполнен продольный паз по винтовой линии с боковы.ми стенками, имеющими переменный по длине паза угол наклона по отношению к радиусу, проходящему через ось муфты и центра паза, уменьшающийся в направлении осевого перемещения ведущей полумуфты.

2.Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что преобразователь вращательного движения в поступательное выполнен в виде ходового винтового сочленения.

туры. Когда крутящий момент не возрастает, полумуфты 1 и 2 вращаются, не изменяя своего взаимного расположения. При достижении запорным органом арматуры положе ния «Закрыто, его движение, а следовательно, и вращение полумуфты 2 практически прекращается, крутящий момент нарастает, полумуфта 1 продолжает вращаться. При этом, благодаря винтовому сочленению .Q 5, полумуфта 2 перемещается влево (от торца 9) и когда крутящий момент достигнет предельного значения, шайба 10 нажмет на рычаг выключателя 11.

15

20

25

30

35

Формула изобретения

1.Предохранительная шариковая муфта, содержащая ведущую полу.муфту, ведомую полумуфту, установленную на ведомом валу концентрично ведущей полумуфте с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с концевым выключателем электропривода и соединительными щариками, размещенными между полумуфтами, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, она снабжена преобразователем вращательного движения в поступательное, связанны.м с полумуфтами, на ведущей полумуфте выполнен продольный паз по винтовой линии с боковы.ми стенками, имеющими переменный по длине паза угол наклона по отношению к радиусу, проходящему через ось муфты и центра паза, уменьшающийся в направлении осевого перемещения ведущей полумуфты.

2.Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что преобразователь вращательного движения в поступательное выполнен в виде ходового винтового сочленения.

фиа.2

8

фигЗ

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к нредо.хранитель- ны.м шариковым муфтам. Целью изобретения является повышение надежности путем упрощения конструкции и расширение функциональных возможностей муфты. Для этого нолумуфта ПМ 2 установлена на шлица.х ведомого вала 4 с возможностью осевого перемешения. ПМ 2 связана с ПМ 1 преобразователем вращательного движения в поступательное в виде ходового винтового сочленения 5. В ПА 2 установлены радиаль- но подпружиненные шарики (Ш) 6. Шарики 6 взаимодействуют с пазами 8 ПМ 1 с изменяющимся ВДОЛЬ оси профилем поперечного сечения. Шайба 10 установлена на ПМ 2 с возможностью взаимодействия с регулируемым рычагом 11 выключателя. При вращении ПМ 1 против часовой стрелки Ш 6 вытесняются из паза 8. ПМ 1 проворачивается относительно ПМ 2 против часовой стрелки. ПМ 2 при этом перемещается в осевом направлении до тех пор, пока Ш 6 снова не попадут в пазы 8 в более удаленном от торца 9 сечении с меньшим значением угла давления. Это приводит к увеличению величины крутящего момента, необходимого ДЛЯ выталкивания Ш 6. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. «о (Л оо о:) СП О5 со

j5

сУ

пр

8

фигЛ