Муфта сцепления Советский патент 1991 года по МПК F16D11/00 F16D3/44 

П

JL.

14

I

Г

w

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для передачи момента, преимущественно в гайковертах с большим крутящим моментом. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения вращения ведомого вала с разными скоростями и передачи различных по величине моментов. Муфта состоит из ведущего 1 и ведомого 18 валов, связанных посредством планетарного механизма, водило которого соединено с ведомым валом. В полости ведущего вала расположен промежуточный элемент в виде конусного диска 15, поджатого пружиной 16. В исходном положении конусный диск раздвигает шарики, которые, находясь в пазах вала 1 и втулки 7, соединяют их. Момент передается от ведущего вала через водило на ведомый вал. Если момент на валу 18 превышает расчетный, шарики перемещаются к центру муфты, соединяя пазы 2 ведущего вала с пазами 10 хвостовика солнечного колеса. Вращение при этом будет передаваться от вала 1 на вал 18 через планетарный механизм с уменьшением частоты вращения и увеличением момента. Применение муфты в гайковертах позволит повысить производительность труда и уменьшить габариты и расход энергии. 9 ил.

18

75

О

оэ

00

со ю

15

Фиг. 1

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для передачи вращения, преимущественно в гайковертах с большим крутящим моментом.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения вращения ведомого вала с разными скоростями и вращающими моментами в зависимости от момента сопротивления на ведомом валу.

На фиг. 1 схематично показана предлагаемая муфта в исходном положении, вариант с планетарным редуктором; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, в режиме повышенного крутящего момента; на фиг. 4 - узел I на фиг. 2; на фиг. 5 - узел II на фиг. 1; на фиг. 6 - узел I на фиг. 2 в промежуточном положении; на фиг. 7 - узел II на фиг. 1 в промежуточном положении; на фиг. 8 - узел I в режиме повышенного крутящего момента; на фиг. 9 - узел II в режиме повышенного крутящего момента.

Муфта содержит ведущий вал 1 с выполненной в нем полостью со сквозными пазами 2 в ее стенках, в которых размещены шарики 3. Одна из стенок пазов выполнена с прямым участком и скосом 4, который образует с радиусом угол у .Прямой участок сопряжен с наружной поверхностью вала и скосом по линиям 5 и 6. Наружную поверхность вала 1 охватывает внутренняя поверхность втулки 7, соединенной с водилом планетарного механизма. В стенках втулки 7 выполнены пазы 8, одна из стенок которых расположена под углом а к радиусу. Скосы пазов 2 и 8 направлены в противоположные стороны.

С внутренней поверхностью полости в ала 1 сопряжен хвостовик 9 солнечного колеса планетарного механизма, на торцовой поверхности которой выполнены равно- расположенные пазы 10, с выступами 11, вершины которых выполнены с фаской 12, (фиг. 5). Число пазов 10 равно числу пазов 2 и 8. В осевом направлении взаимное положение деталей 1,7 и 9 фиксируется пружинным кольцом 13 и буртиками 14. С шариками 3 сопряжена конусная поверхность диска 15, расположенного внутри вала 1 и поджатого к шарикам пружиной 16.

Глубина пазов 10, наружный диаметр втулки 7 и диаметр шариков выбраны таким образом, что, находясь в крайних положениях - выдвинутом к периферии или утопленном, шарики могут соединять ведущий вал 1 только либо с втулкой 7. либо с хвостовиком 9.

На фиг. 1 муфта изображена в комбинации с планетарным механизмом, состоящим из сателлитов 17 водила 18, жестко связанного с выходным валом (шпинделем) солнечного колеса 19 и неподвижного эпициклического колеса 20.

Муфта работает следующим образом.

В исходном положении конусный диск 15 посредством пружины 16 раздвигает шарики к периферии до упора их в скосы пазов 9 втулки 7, связывая ведущий вал 1 и ведомый вал 18. При передаче вращающегося момента усилие Pi, направленное под углом (фиг. 4), от линии 6 через шарик 3 передается на скос паза 8. Реакция от скоса Р2 раскладывается на горизонтальную и вертикальную Рверт. составляющие. Подбором усилия пружины 16, угла а и угла д (фиг. 5) достигается положение, когда вертикальное усилие Рконуса диска будет больше Рверт., при передаче определенного момента.

При превышении этого момента на валу 18 увеличится усилие Рверт., оно превысит величину усилия Рконуса (фиг. 5), вследствие чего шарик 3 переместится к оси муфты и займет положение, изображенное на фиг. 6.

В этом положении шарик 3 выводит из зацепления с валом 1 втулку 7 и сцепляет с ним хвостовик 9.

Угол между усилиями 2 и PI fi (фиг. 5) приведет к заклиниванию шарика в

верхнем положении, при угле д ц происходит заклинивание шарика конусным диском 15. Поэтому при выборе углов скосов и конуса диска нужно соблюдать соотношения ц а - р,д fi, где/г-уголсамоторможения. Усилие РА от ребра 5 воздействует на шарик под углом 0 (фиг. 6), а усилие PS от выступа 11 действует под углом . Сложение вертикальных составляющих усилий Р4 и PS создают усилие Рверт., которое превосходит по величине Рконуса, что приводит к продолжению движения шарика вниз к оси муфты до упора его в дно паза 10 (фиг. 8).

В этом положении величина Рверт. определяется углом у скоса 4 и углом Ј и дол-жна превосходить Рконуса (фиг. 9). Таким образом происходит зацепление вала 1 с солнечным колесом 19 и передача вращения через планетарный механизм на вал 18 с уменьшением частоты вращения и увеличением момента.

Если опускание шарика 3 из исходного (фиг. 4) в промежуточное положение (фиг. 6) происходит в тот момент, когда под ним находится выступ 11, то последний благодаря фаске 12 сместится, сжимая пружину 16 по пазам 2 и 8 и таким образом обойдет выступ 11. При уменьшениимомента сопротивления на валу 18 уменьшается Рверт. и

шарик 3 усилием Р конуса диска 15 выталкивается в исходное положение.

Таким образом, предлагаемая муфта позволяет автоматически изменять частоту вращения в зависимости от момента сопротивления на ведомом валу. Муфта может применяться в сочетании с планетарным или другим редуктором. Применение муфты в гайковертах позволит производить нажив- ление гайки с большой частотой вращения и затягивание с большим моментом, что приведет к увеличению производительности труда, уменьшению габаритов гайковерта и уменьшению расхода энергии. Формула изобретения Муфта сцепления, содержащая ведущий и ведомый валы, связанные посредством планетарного механизма, водило которого соединено с ведомым валом, промежуточный элемент, установленный в полости, выполненной на конце ведущего вала, и подпружиненный относительно дна полости, втулку с пазами вдоль образуюА-А

Направление Вращения

Фм.1

щей, охватывающую ведущий вал и соеди-; ненную с водилом, элементы сцепления в виде шариков, на ведущем валу и солнечном колесе выполнены пазы, шарики установлены в пазах ведущего вала с возможностью взаимодействия с пазами солнечного колеса и втулки и контактируют с промежуточным элементом, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных

возможностей путем обеспечения вращения ведомого вала с разными скоростями, промежуточный элемент выполнен в виде конусного диска, пазы в ведомом валу и втулке водила выполнены с противоположно направленными скосами, при этом углы соответственно конуса диска и скосов связаны соотношениями

/г а д /г, где I- угол самоторможения:

Д- угол между касательной и линией,

соединяющей ребро паза ведущего вала с центром шарика.

0t/9.3

iH

/

Фиг. 6

f

7

бонуса S.

15

Фиг.7