Предохранительная шариковая муфта Советский патент 1991 года по МПК F16D7/06 

///////MW//// A

У 1/U V .

%

Изобретение относится к машиностроению, в частности к средствам передачи момента вращения ограниченной величины. Цель изобретения - повышение долговечности муфты. Полумуфты (П) 2 и 3 установлены на стакане 1 и подпружинены друг к другу пружиной 11. Между П 2 и 3 в гнездах переменной глубины, имеющих форму радиальных пазов 6, установлены в Д 7 шарики 5. Диск (Д) м. б. сцеплен своими кулачками с кулачками П 2 и может перемещаться относительно последней в осевом и окружном направлениях. Отверстия 8 в Д 7 имеют вытянутую форму и наклонены к продольной оси радиальных пазов 6 П 2 и 3. При срабатывании муфты шарики (Ш) 5 перемещаются в пазах П 3, оставаясь при этом в пазах П 2, поэтому изнашиваются в основном пазы П 3. После износа участков контакта Ш 5 с пазами П 3 Д 6 вручную перемещается влево и поворачивается относительно П 2, в результате Ш 5 под действием кромок отверстий кольца перемещаются в радиальном направлении по пазам П 2 и 3 и попадают на неизношенные участки пазов П 3. После этого Д 6 вновь вводится своими кулачками в зацепление с кулачками П 2 и удерживается от смещения в осевом направлении с помощью сил магнитного взаимодействия. 4 ил.

х Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для передачи моментов вращения ограниченной величины.

Цель изобретения - повышение долговечности муфты.

На фиг.1 изображена предохранительная шариковая муфта, продольный разрез; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - вид Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1.

Предохранительная шариковая муфта содержит установленные на стакане 1 полумуфты 2 и 3. Полумуфта 2 связана со стаканом 1 с помощью направляющей шпонки 4, пблумуфта 3 установлена свободно относительно стакана 1. Связь между полумуфтами 2 и 3 осуществляется посредством шариков 5, расположенных между полумуфтами в гнездах переменной глубины (фиг,2). Гнезда обеих полумуфт выполнены в виде радиальных пазов 6 (фиг.1 и 4), их боковые поверхности могут быть очерчены прямыми либо кривыми линиями. В данном примере гнезда имеют одинаковые геометрические параметры, такие как глубина и угол наклона боковых поверхностей, что обеспечивает передачу постоянного крутящего момента при неизменной затяжке пружины и одном и том же радиальном положении шариков 5 относительно полумуфт 2 и 3. В общем случае геометрические параметры гнезд одной полумуфты могут отличаться от геометрических параметров гнезд второй полумуфты, что способствует расширению пределов регулирования крутящего момента муфты.

Между полумуфтами 2 и 3 установлен диск 7, в сквозных отверстиях 8 которого свободно установлены шарики 5. Отверстия 8 выполнены удлиненной формы, их продольная ось симметрии образует с продольной осью симметрии радиальных пазов 6 . полумуфт 2 и 3 острый угол (фиг.4). Ширина каждого отверстия 8 выполнена такого размера, при котором шарики 5 могут свободно перемещаться вдоль них. Диск 7 установлен с возможностью осевого и окружного перемещений относительно стакана 1 и полумуфт 2 и 3 и снабжен торцевыми кулачками 9, входящими в зацепление с ответными кулачками 10, выполненными на торце полумуфты 2. В данном примере диск 7 имеет кулачки только.со стороны одного торца, однако возможен вариант выполнения кулачков со стороны обоих торцов диска 7. В этом случае и полумуфта 3 должна иметь на торце, обращенном к кольцу, ответные кулачки, Для удобства изготовления кулачки могут быть выполнены на шайбах, прикрепленных к полумуфтам 2 и 3 и к диску 7

Кулачки могут иметь прямоугольный либо трапецеидальный профиль с углом в плане 2 - 8°. Кулачки диска 7 либо кулачки полумуфты 2 выполнены в виде постоянных

магнитов, а ответные кулачки - из магнитного материала. Для исключения магнитных наводок элементы, несущие кулачки, должны крепиться к соответствующим полумуфтам 2 и 3, а также к диску 7 (если последние

0 выполнены из магнитного материала) через магнитоизолирующие прокладки,

Силовое замыкание муфты осуществляется с помощью пружины 11 сжатия, сила которой, а следовательно, и величина пре5 дельного крутящего момента, передаваемого муфтой, может регулироваться гайкой 12, навинченной на резьбовой участок стакана 1.

Муфта работает следующим образом.

0 Кулачки 9 диска 7 входят в зацепление с ответными кулачками 10 полумуфты 2 и удерживаются в сцепленном положении за счет сил магнитного взаимодействия. При этом определенное угловое положение дис5 ка 7 относительно полумуфт 2 и 3 обусловливает месторасположение шариков 5 в отверстиях 8 диска 7 и пазах 6 полумуфт 2иЗ.

В момент срабатывания муфты шарики

0 5 выходят из пазов 6 полумуфгы 3, оставаясь при этом в пазах полумуфты 2, так как окружное усилие на шариках замыкается одновременно на полумуфте 2 и диске 7. В этом случае в основном износу подвергают5 ся пазы полумуфты 3, поскольку здесь имеет место значительное трение скольжения между шариками 5 и полумуфтой 3 в период срабатывания, в то время как относительное перемещение шариков 5-и полумуфты 2 от0 сутствует.

После того, как износ пазов полумуфты 3 в зоне ее контакта с шариками 5 достигнет максимальной величины, диск 7 вручную передвигают влево (по фиг,1) в случае, когда

5 полумуфта 3 также имеет кулачки. При этом левая группа кулачков диска 7 входит в зацепление с кулачками полумуфты 3 и фиксируется в сцепленном состоянии магнитными силами. Правая группа кулач0 ков диска 6 выходит из зацепления с кулачками полумуфты 2. В этом случае при срабатывании муфты шарики 5 перемещаются по пазам полумуфты 2, оставаясь при этом в пазах полумуфты 3, и муфта может

5 работать до максимального износа пазов полумуфты 2 в зоне ее контакта с шариками 5.

После этого диск 7 сдвигают вручную вправо (в случае, когда кольцо имеет кулачки только с одного торца - влево) и, поворачивая его по часовой стрелке (при виде слева по фиг.1) на определенный угол, обеспечивающий смещение шариков 5 на неизношенные зоны пазов полумуфт 2 и 3, вводят в зацепление с кулачками полумуфты 2 или 3. При этом наклонные стенки отверстий 8 диска 7, воздействуя на шарики 5, перемещают их в радиальном направлении по пазам 6 полумуфт 2 и 3, удаляя при этом от оси вращения муфты, т.е. шарики 5 начинают контактировать с пазами полумуфт на участках, не подверженных износу. По мере износа очередных зон контакта аналогичным образом шарики 5 перемещаются дальше и т.д. Это позволяет существенно (в несколько раз) повысить долговечность муфты по сравнению с муфтой-прототипом.

Расстояние между смежными торцевыми поверхностями полумуфт 2 и 3 в статике выбирается таким, чтобы обеспечивалась возможность беспрепятственного поворота диска 7 после выхода из зацепления кулачков. Это означает, что осевой зазор между срлежными торцами полумуфт 2 и 3 должен быть больше, чем высота диска 7. включая и высоту кулачков последнего. Величина осевого зазора между диском 7 и полумуфтой 3 выбирается в зависимости от размеров муфты, условий ее эксплуатации, силы магнитного взаимодействия.

Сила магнитного взаимодействия между кулачками диска 7 и полумуфт 2 и 3 выбирается такой, чтобы обеспечивалась возможность перемещения диска 7 в осевом направлении вручную и вместе с тем надежная фиксация диска относительно полумуфты.

Число кулачков каждой полумуфты и диска 7 принимается кратным числу пазов каждой полумуфты, т.е. кратным числу шариков 5. Это условие необходимо для обеспечения возможности зацепления кулачков друг с другом при перемещении диска 7 из одного крайнего положения полумуфт 2 и 3 относительно друг друга (когда шарики 5 находятся одновременно в пазах обеих полумуфт}. Число кулачков одной полумуфты должно быть равно числу кулачков второй полумуфты, а кулачки на полумуфтах должны быть расположены таким образом по

окружности, чтобы при осевом перемещении диска 7 от одной полумуфты к другой без его поворота обеспечивалось зацепление кулачков диска и соответствующей по- 5 лумуфты.

Поскольку поворот диска 7 относительно полумуфт 2 и 3 не только определяет радиальное положение шариков 5 в пазах полумуфт, но и зависит от возможности за10 цепления кулачков кольца и той полумуфты или другой, число кулачков на кольце и каждой полумуфте выбирается в зависимости от угла наклона отверстий диска 7, геометрических параметров пазов попумуфт 2 и 3 и

5 диаметра шариков 5, так как от параметров пазов полумуфт и диаметра шариков зависят размеры зоны износа пазов полумуфт, а число кулачков и угол отверстий диска 7 влийют на величину радиального перемеще0 ния шариков 5 при повороте кольца.

Поскольку в результате поворота диска 7 изменяется расстояние от оси вращения муфты до шариков 5, необходима регулировка силы сжатия пружины 11 с целью вос5 становления (при необходимости) первоначальной величины предельного крутящего момента, передаваемого муфтой.

Формула изобретения

0Предохранительная шариковая муфта,

содержащая две подпружиненные одна к другой полумуфты с выполненными на их торцах профильными гнездами переменной глубины, связанные посредством шариков,

5 расположенных в гнездах полумуфт, диск с отверстиями под шарики и торцевыми кулачками, установленный между полумуфтами с возможностью осевого перемещения и зацепления за счет сил магнитного взаимо0 действия с выполненными на торце одной из полумуфт ответными кулачками, отличающаяся тем, что, с целью повышения долговечности муфты, гнезда полумуфт выполнены в виде радиальных пазов с проф5 ильными боковыми гранями, а отверстия в диске выполнены удлиненной формы и их продольная ось образует с продольной осью пазов полумуфт острый угол, при этом диск установлен с возможностью окружного пе0 ремещения.

Bad 5