Сцепная кулачковая муфта Советский патент 1989 года по МПК F16D11/08 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в коробках передач для включения на

ходу.

Целью изобретения .является повышение надежности муфты за счет увеличения скорости включения и фиксации полумуфты в крайних положениях.

На фиг.1 изображены муфта и мет ханизм управления, осевой разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - вид Б на фиг.1 (при включенной муфте); на фиг.4 - то же, при .включенной муфте; на фиг.5 - графи- ки зависимости осевого перемещения I и осевой скорости подвижной полумуф- ты при включении; на фиг.6 - элементы кулачкового зацепления.

Муфта состоит из ведущей полумуф- ты 1, установленной с возможностью вращения, но с ограничением осевых перемещений на валу. 2, ведомой полумуфты 3, установленной на лицах в.а- ла 2 с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с торцовыми кулачками ведущей полумуфты 1. Полумуфта 3 подпружинена предварительно сдеформированной и закрепленной на валу 2 с помощью гайки 4 и шайбы 5 пружины 6 сжатия. Механизм управления выполнен в виде диска 7 с пальцами 8 и 9. Палец 9, расположенный в плоскости осГи муфты, находитс в кольцевой канавке подвижной полу- муфты 3 со стороны кулачкового венца с зазором С, , .большим высоты h кулачков, и контактирует с торцом кольцевого выступа 10. От оси диска 7 он находится на расстоянии R,, определяемом неравенством

О R, В,

14604602

РОНЫ пружины 6. Величина R определяется соотношением

В2 . +

h + d/2.

5

0 0 5 40

5

где В - расстояние, измеренное при включенной муфте от оси вращения диска 7 до противоположного кулачковому венцу торца кольцевого выступа 10.

d - диаметр пальца 8. Муфта работает следующим образом. В выключенной муфте взаимное nor, ложение подвижной полумуфты 3 и пальцев 8 и 9 показано на фиг.З. Устойчивость выходного состояния заключается в невозможности передачи движения от полумуфты 3 на диск 7 и обеспечивается любым известным способом, например передачей вращения через самотормозящую червячную пару. Поворот с постоянной угловой скоростью диска 7 приводит к перемещению по дуге окружности пальцев 8 и 9. В результате действия пружины 6, предназначенной для обеспечения постоянного контакта торца кольцевого выступа с пальцем 9, приходит в движение полумуфта 3. Осевую скорость полумуфты 3 определяет только движение пальца 9, так как он движется по дуге окружности радиуса, R , а полумуфта 3 - прямолинейно, то пере-. мещение х полумуфты описать аналитически в -виде

(1-cosq)y

где cf - угол поворота диска 7.

Скорость V полумуфты 3 определяется выражением

Изобретение относится к машиностроению, и может быть использовано в коробках передач для включения н.а ходу. Цель изобретения - повьпиение надежности муфты за счет увеличения скорости включения и фиксации полумуфты в крайних положениях. Муфта состоит из двух кулачковых полумуфт (П) 1 и 3. П 3 установлена на валу с возможностью осевого перемещения и поджимается пружиной 6. Механизм Фие.1 управления выполнен в виде диска 7 с пальцами 8 и 9 разной длины. Палец 9, имеющий большую длину, контактирует с торцом кольцевого выступа 10. Палец 8 имеет меньшую длину, контактирует с торцом кольцевого выступа 10. Палец 8 имеет меньшую длину и при включении муфты контактирует с противоположным торцом. В выключенном положении П 3 удерживается пальцем 9. При вращении диска 7 палец 9 перемещается по дуге окружности и освобождает П 3, которая под действием пружины 6 перемещается к П 1. После вхождения кулачков полумуфт в зацепление палец 8 заходит за выступ 10. При равномерном вращении диска 7 движение П 3 будет медленным при подходе кулачков обеих П друг к другу и более быстрым при входе кулачков во впадины, что повьш1ает надежность муфты.Муфта фиксируется в выключенном положении пальцем 9, а во включенном - пальцем 8. 6 ил. (в (Л с:

где В - величина хода подвижной полумуфты 3.

Длина Н, пальца 9 выбрана из условия обеспечения постоянного контакта с торцом кольцевого выступа 10. Палец 8 находится в плоскости, расположенной относительно плоскости оси муфты под углом /3 ( ). Его расстояние К от оси диска 7 и длина Hj выбраны из условий возможности поворота диска 7 при включении муфты и блокирования подвижной полумуфты 3 от самовыключения при передаче крутящего момента за счет контакта с торцом выступа 10 со сто

V Ч sinif,

где tf - угловая скорость вращения диска 7.

Графики зависимостей х(Ч ) и У(ц) для R,B изображены на фиг.З.

Анализ приведенных выражений показывает, что при небольших углах поворота tp подвижная полумуфта 3 имеет невысокую скорость и перемещается на незначительное расстояние, а при Cf близки к 90 , V и х приближаются к своим максимальным значениям. Поэтому при равномерном вращеНИИ диска 7 осевая скорость приводимой в движение полумуфты 3 нарастает по мере ее перемещения и при входе в зацепление становится такой, что кулачки вначале достигают дна впадин а потом уже замыкаются своими боковыми гранями. Это исключает скольжение сопряжений вал 2 - подвижная полумуфта 3 и боковые поверхности кулачков под нагрузкой.

После прохождения осевого зазора между полумуфтами, имеющего неболь- щие размеры, возможно также и торцовое соударение В этом случае возникающая сила контактного взаимодействия, определяемая .осевой скоростью подвижной полумуфты 3 и жесткостью пружины 6, заведомо меньшей жесткости контакта, имеет незначи- тельную величину. После скольжения и соскока кулачков с торцов друг друга они устремляются во впадину. При этом под действием дружины 6 полумуфта 3 опять вступает торцом выступа Ю во взаимодействие с пальцем 9, оторвавшимся он неё в результате предолжающегося.вращения диска 7. Дальнейшее движение полумуфты происходит со скоростью, достаточной для первоначального достижения кулачками дна впадин и последующего их замыкания боковыми гранями.

При вращении диска 7 осуществляется также и перемещение пальца 8, который благодаря своим параметрам беспрепятственно проходит над выступом 10 полумуфты 3 и в момент полного поворота диска 7 оказывается с некоторым зазором за ее торцом в плоскости, продольной оси муфты. В случае самопроизвольного выключения муфты при перегрузках, неизбежно возникающего явления для жестких сцепных муфт после их длительной эксплуатации, подвижная полумуфта 3 преодолев сопротивление пружины 6 и переместившись на величину зазора упирается своим торцом в палец 8,

н,

, ььыо

10

поэтому дальнейшее осевое перемещение полумуфтй 3 не происходит. После - исчезновения перегрузки в результате происходящих при работе муфты колебаний крутящего момента и действия пружины 6 полумуфта 3 снова сцепляется с полумуфтой 1 всей высотой кулачков.

Для выключения муфты диск Е необходимо повернуть в обратную сторону, И в этом случае обеспечивается нераг вномерное движение полумуфты 3, способствующее быстрому выходу кулачков из впадин, что также снижает вероятность работы подвижных сопряжений под нагрузкой.

Надежность муфты повышается за счет снижения нагруженности элементов муфты и привода от возможных торцовых ударов за счет небольшой жесткости и уменьшения .скорости сближения полумуфт. Долговечность муфты повьш1ается за счет уменьще- 25 ния вероятности работы подвижных сопряжений под нагрузкой и блокировки муфты во включенном состоянии.

15

20

Формула изобрете

ния

0

6

0

45

Сцепная кулачковая муфта, содержащая две полумуфты с кулачками на торцах, одна из которых подпружинена в направлении к другой, и механизм управления, отличающаяся тем, что, с целью повьше- ния надежности, подпружиненная полумуфта выполнена с кольцевым выступом, управляющий механизм выполнен в виде диска с закрепленными на торце пальцами разной длины, установленного с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной оси муфты, и взаимодействия пальца большой длины с торцом кольцевого выступа, обращенным к неподвижной полумуфте, а пальца меньшей длины - с противоположным, торцом при включении муфты .

Х.У

.2

)( B{l COStf) Ф

Фие.5

90 f

Редактор А.Шандор

Составитель Ю.Рунов

Техред л. Олийньж Корректор С.Черни

Заказ 523/43

Тираж 721

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, , Раушская наб., д. 4/5

tut S

9ut.3

r

41

Фиг. 6

Подписное