Предохранительная упругая муфта Советский патент 1988 года по МПК F16D7/00 F16D43/20 

114

Игзобретение относится к маигино- сч роению и может быть применено в приборостроении для передачи крутя- , щего момента ограниченной величины, демпфирования крутильных колебаний и комг тенсаций несоосностей (угловых, радиальных и осевых) соединяемых валов„

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем осуществления передачи момента вращения регулируемой ограниченной величины и компенсации смещения соединяемых валов о

На фиг.1 изображена муфта, продольное сечениеi на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1j на фиг.З - изображена муфта, соединяющая радиально смещенные валы.

Муфта состоит из ведущей 1 и ведомой 2 полумуфт,, на внутренних тор- Цах которых вьтолнены цилиндрические выемки, В эти выемки с натягом насажены вкладыши 3, внутренняя поверх- ность которых выполнена со сферическим углублением. Вкладыши 3 изготовлены из упругого фрикционного органического материала (например, смолы каучука, сополимера акрилонитрил-бу- тадиен и т.п.) и образуют сферические фрикционные пары со стальными головками 4 пальцев 5, расположенных на оси вращения муфты, при этом коэффициент трения в фрикционной паре может составлять 0,25-0,5. Для облегчения насадки вкладышей 3 в выемки полумуф 1 и 2 во вкладьш1ах 3 выполнены центральные технологические отверстия. На цилиндрической поверхности паль- дев 5 выполнены винтовые канавки, в которые заходят опорные (концевые) витки пружины 6 кручения, соединяюще ведущую и ведомую полумуфты. В собранной муфте пружина 6 кручения находится в сжатом состоянии и создает необходимое усилие давления в фрикционных парах.

Усилие сжатия пружины 6 регулируется специальным механизмом, состоящим из регулировочных винтов 7, ввин чейных в бронзовые втулки 8, свободн посаженных в отверстия во фланце ведомой полумуфты 2, и струн 9 (гибких стержней), которые одним концом крепятся в конических отверстиях втулок 8, а другим - на кольце 10 осевого шарикоподшипника 11, смонтированного на ведущей полумуфте 1 (кольцо

0

5 О -.

5

5

12

10 насажено на полумуфте 1 с гарантированным зазором). С целью обеспечения подвижности муфты в осев-ом направлении в одной из полумуфт 1 и 2 (или в обоих) выполнены шлицы. Механизм регулировки усилия сжатия пружины 6 кручения обеспечивает настройку муфты на любой предельный крутящий момент, значение которого находится в диапазоне, определяемом конструктивными параметрами муфты.

Передача вращения от ведущей полумуфты 1 на ведомую 2 может осуществляться только в одном направлении - в сторону закручивания пружины 6.

Муфта работает следующим образом.

При пуске происходит проскальзывание головок 4 пальцев 5 по фрикционному материалу вкладышей 3. В установившемся режиме при действии номинального (расчетного) крутящего момента полумуфты 1 и 2 закручиваются на определенный угол, зависящий от выбранных заранее параметров пружины 6.. по каким-то причинам крутящий момент становится больше, чем предельньм момент, на который настроена муфта, то за счет скольжения в фрикционных парах происходит относительный проворот полумуфт 1 и 2.

Угловые смещения полумуфт 1 и 2 компенсируются за счет поворота го-ловки 4 пальца 5 относительно вкла- дьша 3 полу1«гуфты 1 или 2, а радиальные смещения - за счет перекоса обоих пальцев 5 вместе с пружиной 6 кручения относительно полумуфт 1 и 2 (фиг.З).

Таким образом, при компенсации угловых и радиальных смещений валов не возникают дополнительные напряжения в упругом элементе (пружине 6) и несупдая способность муфты не умень- шается„

Окружное усилие включения муфты может быть определено по следующей зависимости:

Л,)

fR

Ьз - аЗ

где М - расчетный крутящий момент,

R - радиус сферической головки 4j f - коэффициент трения в фрикционной паре (f 0,25-0,5); а - отношение радиуса отверстия вкладыша ЗГ( к радиусу сферической головки R;

Ь D отноигение ралиуса контура к

314

сферического углубления вкладыша Зг2 к радиусу головки R (фиг.1), а Ъ 1.

Во избежание заклинивания муфты необходимо соблюдать условие b cos arctg f.

Так при коэффициенте трения f 0,25 получают b , а при f 0,5 b 0,89.

Для того, чтобы при вращении муфта не потеряла своей устойчивости под действием центробежных сил, а также для равномерного износа фрикционных вкладышей 3 центры тяжести пальцев 5 в процессе работы должны все время находиться на оси вращения муфты. При наличии угловых или радиальных смещений валов пальцы 5 поворачиваются на некоторый угол относительно осей .полумуфт 1 и 2 (фиг.З). Неподвижными остаются лишь центры сферических головок 4, которые при любых несоосностях находятся на осях своих полумуфт 1 и 2. Таким образом, для достижения указанных целей центры тяжести пальцев 5 должны совпадать с геометрическими центрами сферических головок 4i Исходя из этого, длину цилиндрической части пальцев 5 следует выбирать по

формуле

L 4 , R

3fr D

где L - длина цилиндрической части

пальца

D - диаметр пальца 3 R - радиус сферической головки 4. Если полученная длина L не достаточна для того, чтобы навить на палец 5 требуемое количество витков пружи- ны 6 кручения, то она увеличивается до требуемой величины, а в пальце 5 выполняется соответствующее осевое отверстие.

Предлагаемая предохранительная

упругая муфта с пружиной кручения обладает предохранительными свойствами,

0

31

5

0

5

0

5

о

45

1

причем ее можтю настроить на любой предельный крутящий момент (в рамках допустимого давления в фпикционньгч парах). Кроме того, ока более долговечна, так как в ее конструкции отсутствуют концентраторы напряжений, а регулировочный механизм обеспечивает надежную компенсацию износа трущихся поверхностей, обладает повьпиен- ными виброизоляционными свойствами (за счет применения упругих органических вкладьшей и гибких соединительных стержней у струн). Конструктивное выполнение муфты обеспечивает простоту ее сборки и компенсацию угловых и радиальных смещений соединяемых валов.

Формула изобретения

Предохранительная упругая муфта, содержащая ведущую и ведомую фланцевые полум фты, соединенные посредством пружины кручения, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, она снабжена механизмом регулгфова- ния усилия пружины, вкладышами из упругого фрикционного материала, пальцами со сферическими головками и винтовыми канавками на их цилиндрической поверхности, вкладьши выполнены со сферическими углублениями и закреплены на обращенных друг к другу фланцах полумуфтj головки пальцев размещены в углублениях вкладышей, концевые участки пружин расположены в винтовых канавках пальцев, а механизм регулирования сжимающего усилия пружины выполнен в виде кольца и гибких стер жней, одни концы которых при помощи регулируемой винтовой пары размещены во фланце ведомой полумуфты, а вторые концы закреплены в кольце, установленном с возможностью перемещения в окружном направлении относительно ведущей полумуфты.

Изобретение относится к машиностроению и может быть применено в приборостроении для передачи крутящего момента ограниченной величины, демпфироваьшя крутильных колебаний и компенсации несоосностей соединяемых валов. Цеу1ь изобретения - расширение функциональных возможностей. Муфта состоит из ведущей 1 и ведомой 2 полумуфт с торцовыми цилиндрическими выемками, в которые с натягом насажены вкладыши 3, изготовленные из упругого фрикционного органического материала. Внутренняя поверхность вкладышей вьтолнена сферической и образует фрикционные пары со стальными головками 4 пальцев 5. На цилиндрической поверхности пальцев 5 выполнены винтовые пазы, в которые заходят ,, опорные витки пружины кручения 6, со единяющей ведуп ую и ведомую полумуфты. Б собранной муфте пружина кручения находится в сжатом состоянии и обеспечивает необходимое усилие давления в фрикционных парах. В конструкции муфты предусмотрена регулировка усилия сжатия пружины за счет осуществления натяга струн 9 при помощи винтов 7 и втулок 8, в которых закреплены концы струн 9. 3 ил. S 0t/S.1

Ф14г.1

s

9l4,Z.