Упругая муфта Советский патент 1988 года по МПК F16D3/66 

IZ

4 ГО

СХ)

оо

СП

Фиг

Изобретение относится к области машиностроения,- а именно к упругим муфтам приводных механизмов.

Целью изобретения является повы- , шение виброизолирующих свойств в диа ; пазоне промежуточных оборотов,

На фиг.1 изображён общий вид муф- ты, поперечный разрез; на фиг.2 - за- I висимости жесткости упругих элементов I от частоты вращения.

Упругая муфта (фиг,1) состоит из i установленных концентрично двух полу- I муфт 1 и 2 с радиальными кулачками 3, 4 и содержит основные упругие элемен- ты 5, передающие крутящие моменты с полумуфты 1 на полумуфту 2 во всем диапазоне оборотов привода (включая максимальный крутящий момент приво- I да).

Для повышения виброизолирующих свойств муфты при промежуточных значениях крутящего момента привода она снабжена дополнительными упругими I элементами 6, 7, скрепленными после- I довательно между собой и с элемента- I ми 5. Упругие элементы 5 закреплены I на кулачках 4 ведомой полумуфты 2, а упругие, элементы 6 присоединены к I кулачкам 3 ведущей полумуфты 1. На i торцах упругих элементов 5-7 уста-. { новлены проставки 8, 9с регулируемы ; ,ми ограничителями 10 и 11 сжатия уп- i гих элементов. Регулируемые ограни- ; чители 10 и 11 установлены так, что между кулачками 3 и ограничителями

10 на проставке 8 выполнен зазор сГ , : равный рабочему ходу упругих элемен- : тов 6, а между проставкой 8 и огра- I ничителями 11 на проставке 9 - зазор : dlj, равный рабочему ходу упругих эле .ментов 7, Кроме того, регулируемые ограничители 12 выполнены на кулачках 3. Упругие элементы 5-7 установлены симметрично относительно кулачков 3 ведущей полумуфты для обеспечения упругой деформации муфты в двух вытравлениях: на переднем ходу и на заднем. Для регулирования длины ограничителей последние вьшолнены с наружной резьбой, а на простаэках и кулачках - резьбовые отверстия (не показаны).

Упругая муфта работает следующим образом,

Крутящий момент приводного меха-, Husfta возрастает с увеличением оборотов, например, пропорционально ква

0

Q

5

5Q

0

5

драгу частоты вращения п (, кривая 1). На фиг.2 по.осям отложены

значения: М -, п , С

( м«кс

- т; где М, п, Сл - текущие знаL. л

ллакс

чения крутящего момента, оборотов ва- лопровода и крутильной жесткости муфты, , , С,- то же, при максимальных оборотах. При М М„д, п п„«,,, С-г Qj величины М 1, п 1, С 1.

В упругой муфте-прототипе число и размеры упругих элемент ов выбраны из условия передачи через них максимального крутящего момента привода М 1, поэтому Myd)T а-прототип имеет постоянную жесткость С 1 во всем диапазоне рабочих оборотов валопро- вода (прямая 2).

Оптимальную характеристику жесткости имеет муфта, в которой деформации и напряжения в упругих элементах постоянны во всем диапазоне частот вращения (оборотов). При этом крутильная жесткость должна быть пропорциональна крутящему моменту, т.е. изменяется в зависимости от оборотов так же, как крутящий момен,т в соответствии с кривой 1. Сравнение зависимостей 1 и 2 на фиг.З показывает, что в области малых и средних оборотов жесткость муфты может быть существенно снижена, а виброизолирующие свойства повьпиены.

В связи с тем, что жесткость муфт- ты во всем диапазоне оборотов механизма может изменяться практически в десятки и сотни раз и реализовать это изменение в одной ступени упругих элементов практически невозможно, предлагается многоступенчатая упругая фта с характеристикой жесткости, изменяющейся по ступенчатому закону. Ступенчатая кривая жесткости 3 (фиг.2) приближается к оптимальной . кривой (1) и позволяет получить существенный выигрыш в жесткости, в особенности в области малых и средних оборотов - до 10 раз и более по сравнению с муфтой-гфототипом (кривая 2). Чем больше число ступеней, тем более близко можно приблизиться к оптимальной кривой жесткости 1, На фиг.1 показан пример вьшолнения муфты с тремя последовательно ycтaнoвлeнньnvIЙ ступенями упругих элементов, имеющей характеристику жесткости, аналогичную

кривой 3 (пунктирная кривая) на фиг.2. В диапазоне величин М. М, (первый участок нагрузочной кривой) в работу включены все упругие элементы 5-7 (фиг.2). При э гом жесткость муфты минимальна, а податливость максимальна, так как при последовательном соединении податливости упругих

элементов суммируются:

f.

1

1 ±, L

где Су, С,, С - жесткости ступеней упругих элементов 5-7. Крутильная жесткость муфты С CR, где R - радиус установки упругих элементов в муфте. На первом участке С C-R (участок АВ, ступенчатой кривой 3). Упругие элементы 6, имеющие наименьшую жесткость, установлены с зазор ом сГ по отношению к ограничителю 10. Так как деформация упругих элементов обратно пропорциональна их жесткости, то на первом участке нагрузочной характеристики (фиг.2) деформируются в основном упругие элементы 6. Ограничители 10 установлены параллельно упругим элементам 6 с зазором С, , который полностью выбирается при достижении максимального для первой сту- пени крутящего момента М,-„ц, так как зазор cf, выбран из условия

л М1 макс i

На третьем участке нагружения (М М р : М/««кс) деформируются только упругие элементы 5, рассчитанные на передачу всех крутящих моментов, включая максимальный момент привода. При этом жесткость муфты (участок EF кривой-3) максимальна: Cjf - Cj-R . Например, если жесткость первой ступени упругих элементов 6 С 0,125 С , второй ступени упругих элементов 7 С, 0,4 С

третьей основной

ступени упругих элементов

5 С,

,,.

С

Mel КС

ТО податливость 15 вом участке нагрузочной

07Т25

l), 0,

MCTItC

а жесткость С -rf- « 0,09 С„«кс . I 1, J

Следовательно, при оборотах О п :0,3 жесткость муфты снижена более чем в 10 раз и соответственно более чем в 10 раз повышены ее виброизолирующие свойства.

На втором участке нагружения податливости муфты

3i5

П 4 г Г глам. .

а жесткость С

ffi 0 -ir

о с - метко

следовательно, при оборотах 0,3 ,55 жесткость муфты снижена в 3,5 раза

Изобретение относится к машиностроению, а именно к упругим муфтам приводных механизмов. Цель - повьш1е- ние виброизолирукнцих свойств в диапазоне промежуточных оборотов. Му фта содержит две установленные концент- рично полумуфты (П) 1 и 2 с радиальными кулачками (К) 3 и 4 и упругие элементы (УЭ) 5, расположенные между П. Между двумя смежныьш К 3 и 4 установлен основной УЭ 5 и дополнительные УЭ 6 и 7 различной жесткости. УЭ 5-7 последовательно соединены между собой проставками 8 и 9. На каждой простав- ке 8 и 9 расположен регулируемый ограничитель 10, 11 и 12 сжатия соот- . ветствующего УЭ. Крутящий момент передается от П 1 через К 3 на УЭ 6, 7 и 5, а затем через К 4 на П 2. При этом сначала деформируются УЭ 6 до упора их ограничителей 10 в К 3. УЭ6 выключаются из работы. Затем при увеличении числа оборотов деформируются УЭ 7, жесткость которых больше жесткости УЭ 6 и меньше жес1кости УЭ 5. При дальнейшем увеличении оборотов выключаются УЭ 7 и крутящий момент передается через УЭ 5. 2 ил.. и

При этом проставка 8 ограничителями 10 35 (фиг.2, кривая 3) .

прижимается к кулачкам 3 и упругие элементы 6 выключаются из работы. В результате жесткость муфты возрастает ступенчато (участок ВС кривой 3, фиг.2), при дальнейшем нагружении жесткость муфты С, , где величина С (участок CD пунктирной кривой 3) зависит от податливости уп7. -L - ± + ± г г г

1 Cj С

ругих элементов 5,

На втором участке нагружения (М , М ,р М ) деформируются в основном упругие элементы 7, жесткость которых меньше, чему элементов 5. Зазор « между проставкой 8 и ограничителями 11 на проставке 9 выбран из условия:

А

на проставке

М R2 c7

поэтому после достижения

максимального крутящего момента для упругих элементов 7 последние также выключаются из работы. Жесткость муфты снова возрастает ступенчато (участок DE пунктирной кривой 3, фиг.2).

0

При последовательном соединении четырех ступеней упругих элементов возможно получение значений жесткости

0,06 С. при О п iO,25;

0,25,,ксПриО, 0,5;

0,5 С„е,«при 0,5 п 0,7; с

CMHKC при 0,7 .i п -r.l, т.е. можно получить большую степень

5 приближения к кривой 1 и более плавное изменение жесткости при переходе с одной ступени на другую при больших величинах крутящего момента. Таким образом, предлагаемая упругая

0 муфта приводного механизма позволяет по сравнению с известными муфтами, существенно снизить жесткость и по - высить виброизплирующие свойства в. области промежуточных малых и средних

5 значений крутящего момента. Например, при малых оборотах (менее 0,3 от максимальных) жесткость муфты может : быть сн11жена более чем в 10 раз в области средних оборотов (0,5-0,6 от

51423835

максимальных) достигается снижение жесткости в раза. Это позволяет получить близкие к оптимальным вибро- ийодирующие свойства во всем диапазо- Hfe изменения частот вращения привода.

I Кроме того, дополнительный эффект предлагаемой конструкции состоит в расширении возможностей производить отстройку от нежелательных резонансов О системе приводной механизм - вал Ф

радиальными кулачками на обращенных одна к другой поверхностях и размещенные между кулачками упругие элементы, отличающаяся тем, что, с целью повышения виброизолирующих свойств в диапазоне промежуточных оборотов, она снабжена дополнительными упругими элементами различной жесткости, проставками и регулируемыми ограничителями сжатия упругих элементов, при этом между двумя смежныгто кулачками установлен основной упругий элемент и дополнительные упругие элементы различной жесткое- ти, последовательно соединенные между собой и с основным упругим элементом проставками, на каждой из которых расположен регулируемый ограничитель Упругая муфта, содержащая две кон-20 сжатия соответствующего упругого элеисполнительный механизм при промежуточных значениях крутящего момента привода за счет более широких возмож- нэстей выбора жесткости промежуточ- 5 них ступеней упругих элементов.

ормула изобретения

центрично установленные полумуфты с

Фиг. г

мента.