Кулачковая предохранительная муфта Советский патент 1987 года по МПК F16D43/20 

ти от передаваемого крутящего момента. Муфта содержит ведущую П 1, уста новленную на винтовых шлицах с возможностью осевого перемещения на втулке 2, и ведомую П 3, установленную на втулке 2 посредством подшипника скольжения 4, П соединены меж- ду собой кулачками 5. Угол наклона шлицев к оси -муфты выполнен меньшим угла профиля кулачков П 1 и3. На внутренней поверхности П 1 вьшолнена кольцевая канавка 6, а на наружной поверхности втулки 2 выполнены на1

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для предохранения высокоскоростных машин и механизмов от перегрузок

Целью изобретения является повы- шен ие долговечности путем автоматического регулирования силы прижатия полумуфт в зависимости от передаваемого крутящего момента.

На фиг 1 изображена предлагаемая муфта, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. Ij на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1| на фиг.4 - взаимное положение грузов и ведущей полумуфты на промежуточном этапе размыкания; на фиг. 5 - относительное положение кулачков полумуфт на промежуточном этапе размыкания; .на фиг. 6 - взаимное положение грузов и ведущей полумуфты при полно размыкании муфты; на фиг. 7 - отно- сител-ьное положение кулачков полумуфт при полном размыкании муфты; на фиг. 8 - схема сил, действуюш.их на ведущук полумуфту при передаче крутящего момента.

Предохранительная кулачковая муфта содержит ведущую полумуфту 1, установленную на винтовых шлицах с возможностью осевого перемещения на втулке 2, и ведомую полум фту 3, установленную на втулке 2 посредством подшипника 4 скольжения. Втулка 2 может быть выполнена как цельной, та и сборной. На торцовых-поверхностях полумуфт 1 и 3, обращенных одна к другой, выполнены кулачки 5. Шлихты,

44986

правл51юище пазы 13, в которых установлены центробежные грузы 14 скобо- образной формы с возможностью взаимодействия с кольцевой канавкой 6. Крутящий момент от втулки 2 через шли- и;ы передается на П 1 и через кулачки 5 - на П 3, При этом центробежные грузы 14 прижимаются к внутренней поверхности П- 1. При изменении крутящего момента изменяется осевая сила, действ тощая в шлицевом соединении П 1 и втулки 2 и прижимающая П 1 к П 3. 8 ил.

5

5

0

5

2

выполненные на ведущей полумуфте 1 и втулке 2, в нормальном к винтовой линии сечении могут иметь прямоугольный, трапецеидальный или эвольвент- ный профили, а направление винтовой линии шлиц выбирают так, чтобы возникающая в шлицевом соединении осевая сила прижимала ведущую полумуфту 1 к ведомой полумуфте 3. Угол наклона шлицев к оси муфты выполнен меньше угла профиля кулачков полумуфт 1 и 3. На внутренней поверхности ведущей полумуфты 1 выполнена кольцевая канавка 6 трапецеидальной в поперечном сечении формы. Ведомая полумуфта 3 жестко соединена с звездочкой 7 цепной муфты цепной передачи или дру- ним элементом, связьшающим муфту с рабочими органами,, и зафиксирована от осевого перемеш.ения по втулке 2 стопорным кольцом 8. Полумуфты 1 и 3 подпрз жинены одна относительно другой центральной пружиной 9 или комплектом пружин, расположенных между шайбами 10 и 11. Сила прижатия полумуфт, а сшедовательно, и величина передаваемого крутящего момента регулируется гайками 12. В направляющих пазах 13,, выполненных на наружг- ной поверхности втулки 2, установлены два скобообразных центробежных груза 14 (фиг. 1,3), имеющих на торцовой поверхности со стороны, противоположной кулачкам ведущей полумуфты 1, конусную поверхность.. Грузы 14 могут быть подпрулсинены к внутренней поверхности ведущей полумуфты 1 пру- зкинами 15. Грузы 14 расположены на

втулке 2 так, что при замкну- ой муфте расстояние между вершинами конусных поверхностей грузов 14 и кольцевой канавки 6 на внутренней поверхности ведущей полумуфты 1 меньше высоты кулачка. Грузы зафиксированы от проворачивания на втулке 2 при помощи лысок, выполненных на ней. Муфта закрыта кожухом 16, соединенным с ведомой полумуфтой 3 накидной гайкой 17. Уплотнение муфты осуществляется кольцом 18 и манжетами 19 и 20.

Предохранительная кулачковая муфта работает следующим образом.

Муфту предварительно настраивают на передачу требуемого крутящего момента, для чего изменяют усилие прижатия ведущей полумуфты 1 к ведомой полумуфте 3, сжимая при помощи гаек 12 пружину 9. Требуемое усилие пружны 9 определяется из зависимости

tg(-f)- j-tg-(7+F,)- 25

D

-(F,+p np)-f ,

20

D

(/ f

d

P.

-np

f H;

14

где Т - передаваемый муфтой крутящий момент, Нм; наружный диаметр кулачков,м; угол профиля кулачков, град; угол трения на поверхностях кулачков, гр ад; средний диаметр шлицев, м; угол наклона шлицев к оси муфты, град;

угол трения в шлицевом соединении, град;

центробежная сила грузов, суммарная сила пружин 15, разжимающих грузы 14, Н; коэффициент трения грузов о ведущую полумуфту 1. Крутящий момент от втулки 2 через шлицы передается ведущей полумуфте 1, а от нее через кулачки 5 на ведомую полумуфту 3, жестко соединенную с звездочкой 7 или иным другим элементом, связьтающим муфту с рабочими органами. При этом центробежные грузы 14 прижимаются к внутренней поверхности ведущей полумуфты 1.

При изменении момента сопротивления изменяется осевая сила, действующая в шлицевом соединении ведущей полумуфты 1 и втулки 2 и приткимаюЩая ведущую полумуфту 1 к ведомой полумуфте 3. Так, при увеличении момента

сопротивления на ведомой полумуфте 3 данная сила также увеличивается, но поскольку угол профиля кулачков боль- ше угла наклона винтовой линии шлиц, то сила отталкивания полумуфт 1 и.3 при возрастании момента сопротивле- ния увеличивается быстрее. В момент, когда сила отталкивания полумуфт 1 и 3 уравновесит осевую силу, действующую в шлицевом соединении ведущей полумуфты 1 и втулки 2, и силу пружин 9, произойдет размыкание муфты, т.е. ведущая полумуфта 1, перемещаясь

по шлицам втулки 2, выйдет из зацепления с ведомой полумуфтой 3.

На конечной стадии выхода кулачков из зацепления в контакт с конусной поверхностью кольцевой канавки

на внутренней поверхности ведущей полумуфты 1 входит конусная поверхность грузов 14 (фиг. 4 и 5), расходящихся под действием центробежных сил и скл пружин 15 по лыскам на втулке 2 в радиальном направлении. Возникающие при этом осевые силы, сжимая пружину 9, выводят кулачки полумуфт из зацепления и отводят ведущую полумуфту 1 от ведомой полумуфты 3 на заданное расстояние. Передача крутящего момента на ведомую полумуфту 3 прекращается. Ведущая полумуфта 1 удерживается в разомкнутом положении грузами 14 до тех пор, пока передается вращение на втулку 2 (фиг. 6,7). При этом необходимо выполнение условия

Рц+Р пр 7 РПР (tgB+fnpHB ),

40

45

50

55

где В - угол наклона образующих конусов грузов 14 и кольцевой канавки 6 на ведущей полумуфте 1 к основанию, град;

f - приведенный коэффициент треПриб- .„

ния грузов 14 о втулку 2. и ведущую полумуфту 1. При выключении вращения втулки 2 центробежные силы грузов 14 уменьшаются от максимального значения до нуля. При определении значения скорости вращения ведущая полумуфта 1, воздействуя конусной поверхностью кольцевой канавки на конусную поверхность грузов 14, начинает перемещать их в исходное положение. При выходе грузов 14 из кольцевой канавки происходит замыкание муфты. Для

замыкания муфты необходимо выполнение условия

пр P,p(tgB-f,p,3 ).

Подпружинивая грузы 14 к внутренней поверхности ведущей полумуфты 1, можно добиться начала замыкания муфты при минимальной скорости вращения втулки 2.

В момент пуска, когда действуют большие ускорения в шлицевом соединении, дополнительно возникает сила инерции, прижимающая ведущую полумуфту 1 к ведомой полумуфте 3, что позволяет муфте при ее настройке на передачу номинального крутящего момента передавать, не размыкаясь, пусковые нагрузки.

При затормаживании ведущей полу- муфты 1, когда действуют отрицательные ускорения, данная сила инерции способствует размыканию муфты.

Установка ведущей полумуфты на винтовых шлицах позволяет уменьшить осевые габариты муфты благодаря уменьшению габаритов пружины, сжимающей полумуфты, и ее радиальные габариты, так как уменьшается требуемая для удержания ведущей полумуфты в разомкнутом положении центробежная сила грузов, зависящая от их разме

ров. Кроме того, это обеспечивает автоматическое регулирование усилия прижатия полумуфт, зависящего от передаваемого муфтой момента. Вследствие снижения требуемого-усилия пружины, сжимающей полумуфты, снижаются удары полумуфт при замыкании, что приводит к повышению долговечности муфты.

Формула изобретения

Кулачковая предохранительная муфта, содержащая подпруткиненные одна к другой ведущую и ведомую полумуфты, соединенные торцовыми кулачками, втулку с направляющими пазами на наружной поверхности и механизм фиксации ведущей полумуфты в разомкнутом положении в виде скобообразных грузов, установленных в направляющих пазах втулки с возможностью взаимодействия с кольцевой канавкой на веДУщей полумуфте, которая связана с втулкой посредством шлицев, отличающаяся тем, что, с целью повьш1ения долговечности за счет автоматического регулирования

силы прижатия полумуфт в зависимости от передаваемого крутящего момента, шлицы выполнены винтовыми с углом наклона к оси муфты меньшим угла про- филя кулачков,

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для предохранения высокоскоростных машин и механизмов от перегрузок. Целью изобретения является повышение долговечности за счет автоматического регулирования силы прижатия полумуфт (П) в зависимоеfff (Л 8 00 4 4 со 00 USf

Фиг 2

/4

фиг. 4

дзие.5

фи&.б

фив.7

Составитель Т. Янова Редактор А. Маковская Техред М.Дидык Ко рректор И. Муска

Заказ 4904/37 Тираж 804Подписное

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, 4

фч9-8