Компенсационная муфта Советский патент 1990 года по МПК F16D3/50 

А- А

tO

n rat. /,tf( п

jjA fegQ-i

Изобретение относится к машиностроению, в частности к приводам железнодорожного транспорта. Цель изобретения - повышение надежности и нагрузочной способности. Муфта содержит соосные фланцы 1 и 46 с тремя равномерно расположенными вилками на концах, промежуточное звено в виде трех двуплечих рычагов 14-16 с концентрично установленными опорами 17, 23 и 30, с расположенными между ними телами качения 18, 25 и дополнительной опорой 24, дополнительными телами качения в виде подшипника 20 и упорным подшипником 31. При перекосах фланцев подшипники воспринимают нагрузку и совершают колебательные движения. При износе какого-либо подшипника дополнительные опора и подшипник воспринимают нагрузку, а упорный подшипник разгружает частично подшипники между опорами от осевой нагрузки. 2 ил.

шшшйМцЗ-1

llS-Sgjj;

СП

оо

со

о

ОЭ

55 Л Я Л Зв JJ 39 Фм 2

Изобретение относится к машиностроению, в частности к приводам железнодорожного транспорта, и касается конструкции узлов тягового привода локомотивов, а именно устройств для передачи крутящего момента от закрепленного на раме тележки электродвигателя ведущему валу осевого тягового редуктора.

Цель изобретения - повышение нагрузочной способности и надежности муфты в работе.

На фиг. 1 изображена компенсационная муфта тягового привода, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Компенсационная муфта содержит ведуВедомые вилки 40, 41 и 42 двуплечих рычагов аналогично ведущим посредством пальцев, резинометаллических блоков и ведомых поводков 43, 44 и 45 соединены с пальцами ведомого фланца 46 компенса- г ионной муфты, на хвостовике которого смонтированы подшипниковые устройства и ведущая шестерня тягового привода локомотива (условно не показаны).

Компенсационная муфта работает следую- 10 щим образом.

Компенсация относительных радиальных смещений валов тяговых электродвигателя и редуктора осуществляется путем одновременных относительных поворотов всех

щий фланец 1, на котором имеются три рычагов и поводков муфты. При этом геомет- равноудаленные по окружности вилки 2-4, рический центр, сочленения рычагов муфты а также торцовые шлицы 5 и централь- перемещается по линии относительного пе- ное резьбовое отверстие, посредством кото-ремещения геометрических центров ведущерых этот фланец присоединяется к флан-го и ведомого фланцев на величину,

цу тягового электродвигателя (не показан).равную половине этого смещения, ведущие

Пальцы 6, установленные в вилках веду- 20 и ведомые поводки отклоняются относитель- щего фланца, при помощи резинометалли-но пальцев фланцев и рычагов на попарно

равные углы, а угловое положение ведомого фланца муфты остается неизменным. При вращении муфты с расцентрирован- ными фланцами координаты геометрического центра сочленения рычагов остаются неизменными, т. е. промежуточное звено муфты вращается вокруг своего неподвижного центра, что определяет естественную уравновешенность механизма. Сооответст- 3Q вующие углы отклонения поводков при любом угловом повороте ведущего фланца остаются попарно равными, а ведомый фланец поворачивается на точно такой же угол, как и ведущий, что указывает на обеспечение механизмом постоянства передаточного отношения.

ческих блоков 7 и поводков 8-10 соединены с пальцами, установленными в ведущих вилках 11 -13 двуплечих рычагов 14-16, образующих промежуточное звено.

Соединение между собой трех двуплечих рычагов в узел, имеющий общую точку опоры, обеспечивающее при минимальных осевых размерах муфты, кроме основного, дополнительное их взаимное опирание, осуществлено следующим образом.

25

Рычаг 15 наружной опорой 17 посредством тел 18 качения (роликов) двух конических подшипников 19 и 20 опирается на внешние опорные поверхности 2 средней опоры 22 рычага 14 и поверхность 23

дополнительной опоры 24, выполненные в виде кольцевого рычага 16. В то же время крайние рычаги 14 и 16 в вертикальной плоскости связаны посредством роликов 25 двух игольчатых подшипников 26 и 27,

35

При смещении тягового редуктора относительно электродвигателя вдоль осей соеди няемых муфтой валов, что возможно за счет деформации перекоса резиновых элементов в шарнирах, промежуточное звено

установленных между внутренней поверх- 40 механизма займет среднее положение, т. е.

ностью 28 опоры 23 рычага 14 и наруж-переместится на расстояние, равное половине величины этого смещения. Это приводит к повороту всех рычагов относительно ведущего фланца, если последний считать неподвижным, на небольшой угол, при этом

тЬ1

размеровугловое положение ведомого фланца относительно ведущего останется неизменным.

ной поверхностью 29 опоры 30 рычага 16, а вдоль горизонтальной оси муфты связь между рычагами 14 и 16 выполнена при помощи роликового упорного подшипника 31. С целью уменьшения осевых муфты подшипник 31 установлен в полости крайнего рычага 16 концентрично игольчатым подшипникам 26 и 27 и зафиксирован между его торцом 32 и шайбой 33

Компенсация угла излома соединяемых муфтой валов осуществляется путем сов- при помощи гайки 34 и стопорного уст- местных поперечных угловых отклонений ройства 35, навинченных на резьбовуюповодков и промежуточного звена, привочасть выступа 36 рычага 14. При наличиидящих к некоторому нарушению естестзазора между наружной поверхностью вые-венной уравновешенности механизма и поступа 36 и внутренней поверхностью тор-тоянства его передаточного отношения. Одцов подшипника 31 последний полностью нако вследствие малости возникновения разгружен от восприятия радиальной силы. 55 этих углов, что определено условиями сбор- Для предотвращения попадания в шарнир-ки и эксплуатации тягового привода, это

отрицательное свойство механизма не оказывает сколько-нибудь заметного влияния на уровень его качества.

ное соединение рычагов пыли и влаги установлены манжетные кольца 37 и 38, а также заглушка 39.

Передача вращающего момента от тягового электродвигателя к тяговому редуктору осуществляется следующим образом.

Посредством пальцев 6, установленных на ведущем фланце муфты через 120°, вращающий момент, создаваемый тяговым электродвигателем, преобразуется в окружное усилие, складывающееся из трех сил, направленных по касательной к окружности в местах установки пальцев. Каждая из слагаемых суммарного окружного усилия оказывает воздействие на звенья механизма по двум направлениям: вдоль оси ведущих поводков 8-10 на ведущие пальцы двуплечих рычагов 14-16, а также вдоль линий, соединяющих геометрический центр ведущего фланца с центрами его пальцев. Последние три силы, модуль каждой из которых меняется с оборотной частотой, суммируясь, создают на опорных подшипниках вала электродвигателя незначительное дополнительное усилие и производный от нее изгибающий момент, зависимые от величин расцентровок, передаваемого момента, геометрических размеров муфты и жест- костных характеристик резинометаллических шарниров. Как показали проведенные расчеты, для муфты, компенсирующей радиальную расцентровку, составляющую 15% от длины поводка, дополнительное усилие, возникающее на подшипниках валов, не превышает 2% от окружного усилия, передаваемого муфтой. Однако с уменьшением рас- центровок происходит также уменьшение дополнительного усилия, а в случае отцентрированных валов это суммарное усилие вследствие равенства трех сил, направленных в разные стороны под углом 120°, не возникает.

Усилия, действующие на ведущие пальцы каждого из рычагов, передаются на их ведомые пальцы по известному правилу двуплечего рычага, имеющего равные плечи и опирающегося на опорный подшипник. При передаче этих усилий тела рычагов в зависимости от направления вращающего момента и углов отклонения поводков нагружаются пульсирующими с оборотной частотой растягивающими или сжимающими усилиями, а конические 19 и 20 и игольчатые 26 и 27 подшипники - силами, проходящими через центр сочленения рычагов и равными по модулям суммам окружных усилий на ведомых и ведущих пальцах рычагов. Очевидно, что суммарное усилие от взаимодействия друг на друга трех сочлененных рычагов, имеющих общую точку опоры, равно «О.

При отцентрированном положении фланцев, т. е. в том случае, когда поводки не совершают относительных отклонений, а величины усилий как на ведущих, так и на ведомых поводках муфты не изменяются в течение оборота муфты, усилия, нагружающие опорные элементы узла сочленения, направляются по линиям, перпендикулярным осям симметрии рычагов, проходящих через отверстия их вилок. Каждое из двух нагружающих опоры рычагов сос- редоточенных усилий, равных по модулю двум третьим от суммарного окружного усилия, реализуемого муфтой, перераспределяется между образующими основную и дополнительную опоры рычагов подшипниками в пропорциях, зависящих от ряда техноло0

гических, конструктивных и эксплуатационных факторов, например точности изготовления и монтажа, жесткости опор, степени износа и др.

При передаче вращающего момента муф5 той с расцентрованными фланцами на ее ведомых, так же как и на ведущих поводках возникают равные по амплитуде усилия, пульсирующие с оборотной частотой, но разнящиеся между собой фазами. Вследствие этого опорные элементы сочле0 нения рычагов также воспринимают пульсирующую нагрузку. Однако так как амплитуда этих пульсаций невелика и не превышает значений величин дополнительных усилий на подшипниках валов, то эта дина5 мическая добавка не оказывает существенного влияния на долговечность подвижных элементов опорного узла сочленения рычагов.

Усилия, переданные при помощи рычагов с ведущих поводков муфты ее ведомым

0 поводкам, посредством валиков, установленных на ведомом фланце, проходят в обратном порядке такой же процесс преобразований, как и в элементах ведущего фланца. В результате этого на ведомом фланце муфты возникает выходной вращаю5 щий момент, равный по величине и направлению входному моменту, а на подшипниках ведущего вала редуктора - дополнительные усилия, равные усилиям, действующим на опорные подшипники вала электродвигателя.

0 В процессе работы муфты на надежность ее элементов, кроме радиальных усилий, возникающих при передаче механизмом вращающего момента, существенное влияние оказывают также осевые усилия. Эти усилия возникают в основном при компенса- 5лции муфтой относительных осевых смещении

и угловых перекосов валов редуктора и электродвигателя и воспринимаются торцами колец конических подшипников 19 и 20 и упорного подшипника 31.

0 Таким образом, в предлагаемой конструкции муфты вследствие наличия дополнительной связи между рычагами и возможности раздельного восприятия опорами двуплечих рычагов осевых и радиальных сил улучшены условия работы узла сочлене5 ния рычагов. Кроме того, предлагаемый способ размещения тел качения позволяет распределить действующую нагрузку между двумя и более их комплектами.

Формула изобретения Компенсационная муфта, содержащая установленные на соединяемых валах фланцы с тремя равномерно расположенными по окружности вилками, промежуточное звено в виде трех двуплечих рычагов с вилками на концах и цилиндрическими опорами в cepejWHe,ycf ановленными концентрично друг другу, тела-качения, расположенные между &н-утр ен ней и средней опорами и между средней и наружной опорами, и поводки, соединяющие шарнирно вилки фланцев с

11

щ

вилками рычагов, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и нагрузочной способности, она снабжена упорным подшипником и дополнительными телами качения, а рычаг с внутренней опорой выполнен с расположенной концентрично основной опоре дополнительной опорой, дополнительные тела качения расположены между дополнительной и наружной опорами, а упорный подшипник установлен по оси муфты между рычагом с внутренней опорой и рычагом со средней опорой.

W

м

16