Упругий вал Советский патент 1993 года по МПК F16D3/16 F16D3/26 

Изобретение относится к общему машиностроению и касается соединительных устройств для передачи крутящего момента от двигателя к приводимым им агрегатам в силовых установках тепловозов и других транспортных машин, где требуется установить механизмы относительно друг друга на значительном расстоянии, компенсировать большие величины несоосности и перекосы осей соединяемых упругим валом машин с минимальными нагрузками на подшипниковые узлы и обеспечить низкий уровень динамических нагрузок от крутильных колебаний. В приводе, где пусковой момент во много раз превышает момент длительного режима и требуется обеспечить подбор муфты упругого вала по моменту длительного режима для сокращения ее габаритов, упругий вал имеет устройство, позволяющее выключить оболочку муфты из работы при превышении расчетного момента;

Известны упругие валы для передачи крутящих моментов, например, в тяговых приводах рельсового городского транспорта, состоящие из двух упругих муфт, полумуфты которых сцентрированы упругими резиновыми втулками, причём муфты соединены между собой фланцевым промежуточным валом, или к главной передаче ведущего моста автомобиля ВАЗ 2101. Он содержит промежуточный вал с упругой опорой. Один его конец оканчивается шлицами и соединен со шлицевой втулкой упругой муфтой, второй - вилкой карданного шарнира, соединенной крестовиной с вилкой карданного вала.

Привод от дизеля к гидропередаче дизель-поездов имеет карданную передачу,

х|

00

00

00 U1

VI

соединенную с упругой муфтой. Карданная передача содержит два карданных асинхронных шарнира, соединенных между собой промежуточным валом, имеющим осевой компенсатор - шлицевое соединительное устройство. Каждый карданный шарнир содержит две вилки, соединенные друг с другом посредством крестовин.

Упругая муфта содержит две сцентрированные посредством антифрикционных колец и плит полумуфты, каждая из которых имеет выступы, между которыми расположены упругие шары, при этом одна из полумуфт (внутренняя) соединена неподвижно с фланцевой вилкой карданного шарнира. Другая полумуфта соединена неподвижно с фланцем дизеля и лишена антифрикционными кольцами с боковыми плитами возможности осевого перемещения относительно внутренней полумуфты, но имеет возможность поворота вокруг продольной оси за счет деформации упругих шаров. Известный объект обеспечивает компенсацию угловых и радиальных смещений соединяемых валов за счет подвижных соединений звеньев каждого из карданных шарниррв, а также обеспечивает компенсацию осевых смещений за счет шлицевого устройства промежуточного вала. При этом известный объект за счет деформации упругих элементов в направлении передачи кру- тящег.о момента обеспечивает демпфирование.ударных нагрузок, вибрации и крутильных колебаний.

Прототипу и приведенным аналогам присущ ряд основных недостатков:

удорожается применение его в приводе, где отношение крутящего момента при пуске к моменту длительного режима составляет порядка три и более раз из-за увеличенных габаритов упругого элемента муфт, рассчитываемых в этом случае по пусковому моменту;

снижается надежность из-за наличия в цепи передачи крутящего момента трущихся поверхностей муфты (антифрикционные кольца и плиты);

ограниченная малыми величинами возможность скомпенсировать несоосность и перекос осей соединяемых валов из-за малой угловой и радиальной деформации центрирующего устройства и отсутствия карданных шарниров.

Цель изобретения - повысить надежность и уменьшить габариты путем предохранения упругого элемента от перегрузок при воздействии пускового крутящего момента.

Для достижения поставленной цели упругий вал снабжен ограничителем, расположенным между карданной передачей и упругой муфтой. Ее полумуфты сцентрированы между собой подшипниками качения, а рабочий элемент муфты выполнен в виде 5 тороидальной оболочки.

На фиг.1 показан упругий вал с устройством ограничения передачи крутящего момент; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - устройство, вариант; на фиг. 4 0 разрез Б-Б на фиг. 3.

Упругий вал содержит карданную передачу, соединённую двумя упругими муфтами 1. Карданная передача имеет два жестких асинхронных карданных шарнира,

5 соединённых друг с другом промежуточным в виде жесткой трубы валом 11. Каждый карданный шарнир содержит две вилки - внешнюю 8 и внутреннюю 10, соединенные друг с другом посредством крестовин 9,

0 Каждая упругая муфта 1 содержит две сцентрированные между собой по поверх- ; ностям Б и В посредством подшипников качения 4, полумуфты, имеющие возможность взаимного перемещения вокруг про5 дольной оси и вдоль нее. Каждая из гюлумуфт содержит цельный наружный фланец 3 или 15 и разрезной внутренний фланец 2. С помощью болтов б бортовая часть оболочки 7 закрепляется в полумуфтах пу0 тем ее сжатия. Внутренние кольца подшипников в осевом направлении стопорятся пружинными кольцами 5. Наружные - устанавливаются с зазором по поверхности В для возможного их взаимного осевого пере5 мещения. В муфте предусмотрен монтажный зазор . Он выбирается за счет осевого перемещения поверхности В по наружным кольцам подшипников 4 и осевой деформации торообразной оболочки 7.

0- Предохранительное устройство содержит две коаксиально расположенные охватывающую ступицу 14 и охватывающую удлиненную ступицу фланца 3 полумуфты, установленные относительно друг друга с

5 возможностью ограниченного поворота вокруг продольной оси и радиально расположенного пальца 12 с элементом крепления 13. Охватывающая ступица 14 . выполнена с парой соосных диаметрально

0 противоположных сквозных отверстий, ось которых расположена перпендикулярно продольной оси ступицы. Охватываемая ступица выполнена с парой диаметрально противоположных и расположенных в ради5 альной плоскости сквозных пазов Ж с лобовыми Г и боковыми поверхностями.

Палец 12 неподвижно закреплен в соос. ных отверстиях охватывающей ступицы 14 и

имеет возможность перемещения в пазах

Ж охватываемой ступицы до контакта с лобовой поверхностью Г.

Угол поворота пальца от среднего положения I-I до крайнего выполнен равным углу деформации оболочки от воздействия расчетного установившегося крутящего момента. Охватывающая ступица неподвижно соединена с фланцем 8 карданной передачи и фланцем 15 внутренней полумуфты. Охватываемая ступица неподвижно соединена фланцами 2,3 внешней полумуфты упругой муфты.

Передача пускового крутящего момента от двигателя к ведомой машине осуществляется в последовательности: к фланцу 3 внешней полумуфты на резинокордную обо- лочку 7 до момента контакта лобовой поверхности Т с пальцем 12, внутреннюю полумуфту 15, 14, вилку 8, промежуточный вал 11 ко второй упругой муфте и по цепи обратной последовательности к ведомой машине.

При передаче установившегося крутящего момента отсутствует контакт пальца с лобовой поверхностью Г.

Сущность изобретения: упругий вал содержит карданную передачу, ограничитель и упругую муфту. Карданная передача содержит два карданных шарнира, соединенных друг с другом промежуточным валом. Ограничитель выполнен в виде двух коакси- ально расположенных ступиц и пальца. Ступицы установлены с возможностью ограниченного поворота друг относительно друга. Палец неподвижно установлен в отверстиях охватывающей ступицы. Палец установлен с возможностью перемещений в пазах охватываемой ступицы. Упругая муфта содержит две полумуфты с центрирующими поверхностями и упругий элемент в виде выпуклой тороидальной оболочки. Охватывающая ступица неподвижно соединена с карданной передачей и с внутренней полумуфтой. Охватывае-мая ступица неподвижно соединена с внешней полумуфтой. Между центрирующими поверхностями по- ч лумуфт расположены подшипники качения. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л С

Формула изобретения

расположенных охватывающей и охватываемой ступиц, установленных с возможностью ограниченного поворота относительно друг друга, и пальца, причем охватывающая ступица выполнена с парой диаметрально противоположных соосных сквозных отверстий, ось которых расположена перпендикулярно продольной оси. охватываемая ступица выполнена с парой диаметрально противоположных и расположенных в радиальной плоскости сквозных пазов с боковыми и лобовыми поверхностями, а палец неподвижно закреплен в соосных отверстиях охватывающей ступицы, при этом палец установлен с возможностью перемещения в пазах, охватывающая ступица неподвижно соединена с карданной передачей и с внутренней полумуфтой, а охватываемая ступица - с внешней полумуфтой.

фигЛ

ФигЗ