Поводково-рычажная муфта тягового привода рельсового транспортного средства Советский патент 1993 года по МПК F16D3/60 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для переда- крутящего момента и компенсации относительных перемещений звеньев в тя- rc/вых приводах железнодорожного транс- nj)pra..

Известна поводково-рычажнэя муфта тегового привода рельсового трэнспортно- r(j средства, содержащая ведущий и ведомый элементы, выполненные в виде установленных на опорах полых валов, по- вбдки, связующие рычаги, одними концами ш|арнирнр связанные с опорами-валов, а другими концами - с поводками, сэйлент- бАоки, установленные в сопряжении .валов с опорами и связующих рычагов с поводками, и;торсионные валы, охватывающие валы с зазорами и сопряженные с ними посредст- врм сайлент-блоков.

К недостатку известной муфты следует отнести тяжелые условия работы, ограничи- вйющие срок службы резиновых, втулок

шарниров сопряжений связующих рычагов с поводками. Это объясняется тем, что в отличие от резиновых втулок других шарниров резиновые втулки указанных шарниров подвергаются дополнительной нагрузке, обусловленной перекосами этих шарниров при поворотах поводков вследствие горизонтальных расцентровок. что снижает долговечность механизма, в целом.

Цель изобретения - повышение долговечности муфты.

Поставленная цель достигается тем, что в поводково-рычажной муфте, содержащей ведущий и ведомый элементы, выполненные в виде установленных на опорах полых валов, поводки, связующие рычаги, связанные с опорами валов и с поводками, сай- лент-блоки, установленные в сопряжении валов с опорами и связующих рычагов с поводками, и торсионные валы, связующие рычаги выполнены коленчатой формы, а поводки расположены в плоскостях полых валов.

fe

VJ

Ю

СЛ 00

На фиг, 1 изображена поводково-рычзж- ная муфта, вид сбоку; н а фиг.2-вид А фиг, 1; на фиг.З - вид Б фиг,1; на фиг.4 - то же, разрез В.-В фиг.1; на фиг.5 - то же, разрез Г-Г фиг.2; на фиг.6 -то же, разрез Д-Д фиг.2; на фиг.7 - схема передачи вращающегося момента от зубчатого колеса (ведущего зве- на)тяговой передачи к ездовому колесу (ведомому звену) колесной пары применительно к предлагаемой муфте и к прототипу.

Муфта состоит из полых валов 1, 2, поводков 3, установленных наклонно, полых торсионных валов 4, 5, охватывающих соответственно валы 1, 2, выполненных заодно с упомянутыми торсионными валами коленчатых рычагов 6, 7, концевые части которых выходят через специальные отверстия, выполненные соответственно на зубчатом колесе и ездовом колесе (не показаны), за пределы плоскости, размещенной посередине вертикальных плоскостей симметрии указанных валов, и двенадцати шарнирных узлов 8...13. Каждый из шарнирных узлов 8 состоит из установленной на обращенной к центру колесной пары торцевой поверхности зубчатого колеса опоры 14, в смежной по отношению к зубчатому колесу полой части которой размещен угол коленчатого рычага 6, и запрессованного в ее проушину сайлент-блока 15, который охватывает конец вала 1 и образует с ним также соедине- ние с натягом. Каждый из шарнирных узлов 9 совмещает в себе связанную с ездовым (ведомым) колесом и установленную на внешней его торцевой поверхности опору 16, в смежной по отношению к ездовому колесу полой части которой рчзмещен угол коленчатого рычага 7, а также - запрессованный в проушину указанной опоры сай- пент-блок 17, который охватывает конец торсионного вала 2 и образует с ним, в свою очередь, соединение с натягом. При этом опоры 14 и 16 расположены противоположно. Каждый из шарнирных узлов 10 содер- жит сайлент-блоки 18, 19, соединительную втулку 20, упорные втулки 21, болт 22 и гайку 23. Сайлент-блоки 18 запрессованы в вилкообразные проушины поводка 3, а сайлент- блок 19 - в проушину рычага 6. Соединительная втулка 20 с сайлент-блоками 18, 19 образуют также соединеннее натягом. Сайлент-блоки 18, 19 в осевом направлении плотно зажаты при помощи упорных втулок 21, болта 22 и гайки 23. Притом структурные схемы шарнирных узлов 10 и 11 идентичны. Каждый из сай- лент-блоков 15, 17 совмещает в себе внутреннюю армировочную втулку 24, резиновую втулку 25 и наружную армировочную втулку 26. Схемы компоновки шарнирных узлов 12,13 одинаковые. Каждый из

них содержит сайлент-блок, состоящий из внутренней армировочной втулки 27, резиновой втулки 28 и наружной армировочной втулки 29, Предполагается, что длины продольных уступов рычагов 6. 7 будут выбираться так, чтобы поводки 3 располагались в плоскостях опор 14, 16. Предполагается также, что длинные поперечные уступы рычагов 6, 7 через специальные отверстия в

0 зубчатом колесе тяговой передачи и ездовом колесе колесной пары будут выходить в пространство между ними,

Муфта работает следующим образом. При вращении зубчатого колеса на по5 лый вал 1 через опоры 14 и шарнирные узлы 8 будет передаваться момент, равный моменту М зк на зубчатом колесе. Этот момент от вала 1 через шарнирные узлы 12 будет передаваться торсионному валу 4 в виде

0 пары сил PL Эта пара сил, через рычаги 6, жестко связанные с торсионным валом 4, будет восприниматься через поводки 7, жестко сопряженные с торсионным валом 5, в виде момента PiLi. притом один из повод5 ков 3 будет работать на растяжение, а другой - на сжатие. К тому же, вследствие того, что поводки 3 располагаются в плоскостях опор 14, 16 и поэтому расстояние LI между ними значительно больше расстояния L

0 между шарнирными узлами 12, то усилия PI, действующие в поводках 3 и шарнирных узлах 10, 11 (т.е. и в опорах 14, 16), будут существенно меньше усилий Р, действующих в шарнирных узлах 12. Через торсион5 ный вал 5, шарнирные узлы 13, полый вал 2 и опоры 16 на ездовое колесо колесной пары действует момент М3к(М3к PL PiLi), . преодолевший момент Мс сил сопротивлений на ездовом колесе. Поскольку плотность

0 вертикального силового взаимодействия между торсионными валами 4,5 лежит посередине их осей, то оба торсионных вала будут скручиваться моментом mk PiJ, где I

- длина рычагов 6, 7, Кроме того, рычаги 6,7 5 на торсионные валы 4, 5 в тяговом режиме будут передавать1 противонаправленные горизонтальные силы Тр, обусловленные наклоном поводков 3 и равные Pitg «(горизонтальные составляющие усилий, действу- 0 ющих в поводках). Эти силы будут восприниматься шарнирными узлами 12, 13, которые через полые валы 1, 2 их в виде горизонтальных противонаправленных сил соответствующих величин будут переда- 5 ваться на шарнирные узлы 8,9, а последние

- через опоры 14 и 16 соответственно на зубчатое колесо и на ездовое колесо.

Для предлагаемого механизма отрицательное влияние этих паразитных радиаль- . ных нагружений (обусловленных приданием

наклона поводкам 3 с целью увеличения длин рычагов 6, 7 и этим путем уменьшения углов закручивания резиновых втулок шарнирных узлов) на долговечность указанных упругих элементов благодаря положительным особенностям предлагаемой муфты (Pi Р) существенно уменьшены.

При расцентровке зубчатого колеса и ездового колеса колесной пэры, обусловленной колебаниями подрессоренной части тележки, как торсионные валы 4, 5 так и полые валы 1. 2 будут смещаться относительно друг друга. Если величина расцент- Z перпендикулярна продольным осям Указанных валов, то происходит параллельное их вертикальное смещение. Причем, в Силу того, что длины рычагов 6,7 одинаковы, Плоскость вертикального силового взаимодействия между торсионными валами 4, 5 (как. впрочем, и между валами 1,2) лежит посередине их осей и вертикальное перемещение конца каждого рычага в результате их угловых поворотов вокруг продольных осей валов 1, 2. сопутствующих рассматриваемой расцентровке благодаря подвижным сопряжениям торсионных валов 4, 5 с валами 1, 2 и рычагов б, 7 с поводками 3, срставит 1/2 Z. Следовательно, изменение углов наклона рычагов 6, 7 составит

0 А ,.

U I 21

Что касается значения углов закручивания резиновых втулок сайлент-блоков сопряжений каждого поводка с рычагами, сайлент- блоков сопряжений каждого торсионного вфш и сайлент блоков сопряжений каждого его опорами, то поскольку, с одной стороны, сайлент-блоки сопряжений торсионного вала с полым валом и последнего с опорой между собой образуют упругие последовательные соединения в линейном и угловом отношениях (в частности, при загружении. и осевыми и радиальными силами, а также п$и повороте момента в плоскости, перпендикулярной их продольных осей), то оно, в случае равенства общей жесткости резино- вь)х втулок двух сайлент-блоков 18 и жесткости резиновой втулки сайлент-блока 19 при соосном скручивании, а также при одинаковой жесткости резиновых втулок сопряжения торсионного вала с полым валом и последнего с опорой при том же виде их деформации, составит

U1 2 4Г

Если расцентровка центров зубчатого колеса и ездового колеса совпадает с напраеле- нием продольных осей торсионных валов 4, 5 то происходит перекос резиновых втулок сайлент-блоков 18.и 19 в шарнирных узлах

10 и 11. При этом, очевидно, что значение угла перекоса резиновых втулок определяется не длиной поводка 3. а расстоянием по вертикали между шарнирными узлами 8, 9.

Т.е. придание наклона поводкам 3 относительно вертикали не влияет на указанную величину.

Из двух рассмотренных взаимно перпендикулярных компонентов может быть

получено перемещение зубчатого колеса относительно ездового колеса в любом направлении а вертикальной плоскости.

Правда при передаче от зубчатого колеса на ездовое колесо вращающего момента

в шарнирных узлах сопряжений валов 4, 5с полым валом 1,2 предлагаемой муфты будут действовать одинаковые по величине радй- альнные усилия Р и ё этом отношении значительное .улучшение условий работы

достигнуто лишь для шарнирных узлов Сопряжений поводков 3 с рычагами 6, 7 (потому, что, как это было показано выше, Pi Р), но лимитирующими в отношении срока службы являются резиновые втулки сайлент-блоков именно последних из них. Так, например, при таком угловом положении муфты, когда поводки 3 располагаются горизонтально и вертикальная расцентровка зубчатого колеса и ездового колеса обеспечивается за счет угловых поворотов поводков в плоскости механизма, происходит перекос резиновых втулок сайлент-блоков 18, 19 шарнирных узлов 10, 11 и их суммарна. я деформация при этом равна углу поворота поводков. Воспринимаемые притом моменты сайлент-блоками 18, 19 пропорциональны., углу поворота поводков. Эти моменты Мп воспринимаются рычагами 6, 7 и затем передаются торсионным валам 4, 5,

которые их, в-свою очередь, передают на шарнирные узлы 12, 13 в виде радиальных противонаправленных сил, равных

45

р ,2м

Нр--г-,

где Мп - момент, передаваемый на каждый торсионный вал каждым шарнирным узлом сопряжения поводков с рычагами; L-расстояние между центрами шарнирных узлов сопряжений торсионного вала с полым валом.

Очевидно, что напряжения, возникаю- щие в резиновых втулках сайлент-блоков шарнирных узлов 12, 13 под действием этих сил пренебрежимо малы в сравнении с напряжениями, возникающими в резиновых втулках сайлент-блоков 18. 19 шарнирных узлов 10, 11 под Действием моментов Мп.

Таким образом, в предложенной муфте, базирующейся на новой схеме расположения шарниров, достигнуто существенное улучшение условий работы ограниченных в отношении срока службы резиновых элементов - резиновых втулок .шарнирных узлов сопряжений рычагов с поводками благодаря значительному уменьшению усиФормулаизобретения

Поводково-рычажная муфта тягового привода рельсового транспортного средства, содержащая ведущий и ведомый элементы, выполненные в виде установленных на опорах полых валов, поводки, связующие рычаги, одними концами шарнирно соединенные с опорами валов, а другими концами-.

4

лий в поводках, возникающих при реализации тягового момента. Причем горизонтальные составляющие действующих в поводках усилий, обусловленные наклоном поводков и представляющие собой паразитные нагружения, для указанных резиновых втулок также заметно уменьшатся.

с поводками, сайлент-блоки, установленные в сопряжении валов с опорами и связующих рычагов с поводками, и торсионные валы, охватывающие валы с зазорами и сопряженные с ними посредством сайяент- блоков, от л имеющаяся тем, что, с целью повышения долговечности, связующие рычаги выполнены коленчатой формы, а поводки расположены в плоскостях полых валов.

Использование: в машиностроении, в частности в устройствах для передачи крутящего момента и компенсации относительных перемещений звеньев в тяговых приводах железнодорожного транспорта. Сущность изобретения: муфта состоит из полых валов, поводков, установленных наклонно, полых торсионных валов 4, 5, охватываю: щих валы, коленчатых рычагов, выполнен - ных за одно целое с упомянутыми торсио - ными валами. Концевые части рычагов выходят через специальные отверстия соответственно зубчатого и ездового колес за пределы плоскости, расположённой посредине вертикальных плоскостей симметрии указанных валов, и двенадцати шарнирных узлов. Поводки размещены в плоскостях опор полых валов. 7 ил.

Фиа. 1