Предохранительная кулачковая муфта Советский патент 1990 года по МПК F16D7/04 

7////////.

y////Mf

Ж$5

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для передачи момента вращения ограниченной величины.

Цель изобретения - повышение надежности работы за счет устранения ударных нагрузок в окружном направлении и сниже- .ния величины износа поверхностей кулачков в период срабатывания.

На фиг. 1 изображена предохранительная кулачковая муфта, продольный разрез.

Предохранительная кулачковая муфта содержит стакан 1, на котором установлены ведущая 2 и ведомая 3 полумуфты. Полумуфта 2 установлена подвижно в осевом направлении и связана со стаканом 1 посредством направляющей шпонки 4, полумуфта 3 установлена неподвижно в осевом направлении, но подвижно в окружном. Полумуфта 2 подпружинена к полумуфте 3 пружиной сжатия 5. Полумуфты 2 и 3 имеют на взаимообращенных торцах кулачки, при помощи которых они взаимодействуют между собой. Кулачки полумуфт могут быть выполнены трапецеидальными, винтовыми и др. Регулирование начального усилия сжатия пружины Б осуществляется гайкой 6, которая навинчена на резьбовой конец втулки 7, навинченной на стакан 1.

К правому торцу полумуфты 2 прикреплен (например, приклеен) постоянный магнит в виде втулки 8, втулка 7 представляет собой второй постоянный магнит. Магниты обращены друг к другу разноименными полюсами. Ограничение от осевого смещения полумуфты 3 осуществляется за счет наличия бурта на стакане 1 и стопорного кольца 9. Перемещение полумуфты 2 ограничено кольцом 10.

В связи с тем, что полумуфты изготовляют, как правило, из стали, т.е. из магнитного материала, необходима магнитная изоляция магнита 8 от тела полумуфты.2. Для этого между полумуфтой 2 и магнитной втулкой В устанавливается прокладка из немагнитного материала (на чертеже не показана). В этом случае детали 1, 6 и 10 также должны быть выполнены из немагнитного материала для исключения магнитных наводок.

Для более надежной работы на резьбовой конец стакана 1 может быть навинчена контргайка.

Предлагаемая муфта работает следующим образом. Крутящий момент со стакана . 1 передается на полумуфту 2 посредством шпонки 4 и далее за счет кулачков полумуфт - на полумуфту 3.- В результате этого на кулачках возникает осевая реакция, стремящаяся отжать вправо полумуфту 2, чему препятствует сила упругости пружины 5.

При позникновении перегрузки возникает осевая реакция на кулачках полумуфт.

что приводит к перемещению вправо полумуфты 2. В результате зтого происходит сжатие пружины 5; одновременно с этим сближение разноименных полюсов магнитов 7 и 8 приводит к возрастанию силы маг0 нитного взаимодействия, т.е. Силы притягивания. Так как пружина 5 имеет линейную характеристику, т.е. постоянную жесткость, возрастание ее усилия при сжатии происходит пропорционально перемеще5 нию полумуфты 2. В то же время сила магнитного взаимодействия магнитов 7 и 8 увеличивается обратно пропорционально квадрату расстояния между ними. Следовательно, по мере перемещения вправо полу0 муфты 2 уменьшается усилие силового .замыкания, что не требует дополнительной силы для выхода кулачков из зацепления друг с другом.

Начальное соотношение между силой.

5 пружины 5 и силой магнитного взаимодействия магнитов 7 и 8 (в статике), о.беспе- чиваемой определенным начальным расстоянием между гЛагнитными полюсами, принимается таким, чтобы при положении

0 полумуфты 2, соответствующем моменту выхода из зацепления кулачков полумуфт 2 и 3, сила магнитного Ёзаимодействия магнитов 7 и В несколько превышала силу пружины 5, характерную для данного осевого

5 положения полумуфты 2. Это обеспечивает дальнейшее перемещение последней вправо до ее упора в стопорное кольцо 10 или в торец магнита 7.

Расстояние I между магнитом 8 и коль0 цом 1U (в статике) выбирается из условий

I H + S,

где И - высота профиля кулачков полумуфт 2 и 3; S - гарантированный зазор между кулачками полумуфт посл выхода кулачков

5 из зацепления, обеспечивающий безударное вращение полумуфты 2 относительно полумуфты 3. Величина зазора S может быть принята равной 0,1 мм.

При наличии стопорного кольца перво0 начальное расстояние между магнитами 7 и 8 L будет больше расстояния между магнитом 8 и кольцом 10, и при отсутствии этого кольца расстояние L I.

Таким образом, в результате срабаты5 вэния муфты отсутствуют ударные нагрузки, что обьясняется отсутствием повторных сцеплений кулачков полумуфт 2 и 3. Это в значительной стедени уменьшает износ боковых поверхностей кулачков и улучшает динамику срабатывания муфты.

После остановки муфты, т.е. отключения-привода, полуМуфта 2 возвращается в исходное положение вручную, для чего полумуфты 2 и 3 предварительно взаимно ориентируются в окружном направлении,

Для определения упомянутого выше начального расстояния между магнитами 7 и 8 уравнение равновесия полумуфты 2 для ее положения, соответствующего моменту выхода кулачков из зацепления друг с другом, будет иметь вид:

FM-(Fnp + ZH) Fi.(1)

где FM - сила магнитного взаимодействия между магнитами 7 и 8 при указанном положении полумуфты 2; Fnp - начальная сила пружины 5; Z - жесткость пружины 5; FI - запас усилия выбирается в пределах 1-2 кгс по соображениям достаточно надежного отвода вправо полумуфты 2.

(1) будет иметь вид:

FM (Fnp + Fi) + Z-H.(2)

Учитывая,что

,- . К -т М (L-H)

подставляя это Значение в (2) и, решая по- следнее уравнение, получают:

К m М

CFnp-bFi)-f-Z -Н

. Согласно исходному условию

L Н,

поэтому действительным корнем ния является

H+i К m М

(3)

35

Уменьшение силы прижатия полум и 3 одной к другой вследствие действия нитов 7 и 8 для включенного полож муфты, показанного на чертеже, весьм значительно и не превышает, как пра 10% от усилия пружины 5 при правил подборе всех параметров муфты. Формула изобретения 1. Предохранительная кулачковая та, содержащая размещенные на обще линдрическом элементе подвижну окружном направлении ведомую полум и подпружиненную в осевом направл ведущую полумуфту, связанные посре вом профильных кулачков, узел регулир ния усилия пружины и, выполненные в втулок, постоянные магниты, обращен друг к другу разноименными (полюса п и чающаяся тем, чт.о, с це повышения надежности в работе муфт счет устранения ударных нагрузок в ок ном направлении и уменьшения изн кулачков в период срабатывания муф она оснащена ограничителем осевого п мещения ведущей полумуфты, один из нитов закреплен на противоположном кулачков торце ведущей полумуфты, а рой магнит установлен с возможностью гулировочного перемещения, прм з расстояние между торцом ведущей п муфты и ее ограничителем больше выс профиля кулачков.

2. Муфта по п. 1, о т л и ч а ю щ а я тем, что расстояние L между магнитами ределяется из выражения

L H +

К m М

(Fnp +FI ) + z Н

(Fnp-bFi)-l-Z Н

где К - коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора единиц размерности; т, М - магнитные массы магнитов 7 и 8. 40

Следовательно, для достижения поставленной цели начальное расстояние между магнитами 7 и 8 должно быть установлено в соответствии с (3).

При регулировке муфты на больший 45 крутящий момент производится дополнительная затяжка пружины 5 при помощи гайки 6, что увеличивает силу прижатия полумуфт 2 и 3 одну к другой. Одновременно с этим должна быть осуществлена регулиров- 50 ка расстояния между магнитами 7 и 8 в соответствии с (3). Это обеспечит неизмено..Составитель Ю.Доможилов

Редактор М.ТовтинТехред М.Моргентал

Заказ 3371Тираж 534Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР .113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

где Н - высота профиля кулачка;

К - коэффициент пропорциональнос зависящий от выбора единиц размернос

т, М - магнитные массы постоянн магнитов;

Fnp - начальное усилие пружины;

FI - усилие запаса, принимаемое 1 кгс;

Z - жесткость пружины.

Корректор В.Гирняк

5

10

1520

30

5

ность силы реакции стопорного кольца 10 и надежное удержание полумуфты 2 в выключенном положении (после срабатывания муфты).

Уменьшение силы прижатия полумуфт 2 и 3 одной к другой вследствие действия магнитов 7 и 8 для включенного положения муфты, показанного на чертеже, весьма незначительно и не превышает, как правило, 10% от усилия пружины 5 при правильном подборе всех параметров муфты. Формула изобретения 1. Предохранительная кулачковая муфта, содержащая размещенные на общем цилиндрическом элементе подвижную в окружном направлении ведомую полумуфту и подпружиненную в осевом направлении ведущую полумуфту, связанные посредством профильных кулачков, узел регулирования усилия пружины и, выполненные в виде втулок, постоянные магниты, обращенные друг к другу разноименными (полюсами, п и чающаяся тем, чт.о, с целью повышения надежности в работе муфты за счет устранения ударных нагрузок в окружном направлении и уменьшения износа кулачков в период срабатывания муфты, она оснащена ограничителем осевого перемещения ведущей полумуфты, один из магнитов закреплен на противоположном от кулачков торце ведущей полумуфты, а второй магнит установлен с возможностью регулировочного перемещения, прм зтом расстояние между торцом ведущей полумуфты и ее ограничителем больше высоты профиля кулачков.

2. Муфта по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что расстояние L между магнитами определяется из выражения

0

L H +

К m М

(Fnp +FI ) + z Н

где Н - высота профиля кулачка;

К - коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора единиц размерности;

т, М - магнитные массы постоянных магнитов;

Fnp - начальное усилие пружины;

FI - усилие запаса, принимаемое 1-2 кгс;

Z - жесткость пружины.

Корректор В.Гирняк

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для передачи момента вращения ограниченной величины. Цель изобретения - повышение надежности работы муфты за счет устранения окружных ударных нагрузок и снижения износа профильных поверхностей кулачков при срабатывании. Полумуфта 2 сопряжена со стаканом 1 посредством направляющей шпонки 4. Полумуфта 3 установлена относительно стакана свободно в окружном направлении. Полумуфты контактируют между собой при помощи профильных кулачков. Полумуфта 2 поджата к полумуфте 3 пружиной 5. На торце полумуфты 2 закреплен постоянный магнит 8, аналогичный магнит 7, но с противоположным полюсом, сопряжен со стаканом 1 посредством резьбового соединения. При перегрузке полумуфта 2 под действием осевой реакции на кулачках перемещается вправо, сжимая пружину 5. Одновременно с этим возрастающая сила магнитного взаимодействия магнитов 7 и 8 обеспечивает отвод полумуфты 2 до упора в стопорное кольцо 10, обеспечивая безударное вращение полумуфты 2 со стаканом 1 относительно полумуфты 3. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.