Поводково-рычажная муфта Советский патент 1993 года по МПК F16D3/60 

Изобретение Относится к машиностроению и может применяться для передачи крутящего момента и компенсации относи тельных перемещений звеньев преимущественно в тяговых приводах железнодорожного транспорта, развивающего относительно небольшие тяговые усилия. : : , .

прводково-рычажная муфта, содержащая еоорнр установленные веду- щи.й элемент с ведущими пальцами и ведомый элемент с ведомыми пальцами и двумя отверстиями, в которых с зазором расположены ведущие пальцы, рычаг, выполненный с двумя продольными пазами и двумя высту- нами на его концах, сопряженный с возможностью радиального перемещения с ведомыми пальцами посредством расположенного в пазах шарнирного узла с упругим элементом, два поводка, каждый из которых связан одним концом с соответствующим выступом рычага, а другим - с одним из ведущих пальцев, размещенных по:обе стороны рычага. ; :

К-Недостатку данной муфты относится большое .сопротивление перекатыванию установленных на концах ведомых, пальцев подшипников по закреплению на рычаге резино-металлйческим элементом вплоть до величины, обусловливающей заклинива- ние рычага при наиболее неблагоприятном сочетании перекосов резинового элемента, возникающих в условиях эксплуатации при вертикальной рз.сцентровке осей зубчатого колесами ездового колеса. Это обусловлено нарушением параллельности контактирующего, с подшипником армиро.вочного,эле- ; мента упомянутого резино-металлического элемента. Нарушение параллельности вы- зезно перекосом резинового элемента в ре- зультатё технологических отклонений Оно может также возникнуть вследствие передачи подшипником усилия, направленного перпендикулярно по отношению к указанному армировочному элементу при реализа- ции тягового момента в стороне от центра упругости резино-металлического элемента (доля в общем перекосе резинового элемен- та последнего фактора будет особенно за- метна при крайних положениях рычага относительно его исходного положения, причем при развитии локомотивом максимальной силы тяги), что соответствует реальным перемещениям рычага.

Цель изобретения - повышение надеж- ности муфты/.

Поставленная цель достигается тем. что в поводково-рычажной муфте, содержащей соосно установленные ведущий элемент с ведущими пальцами и ведомый элемент с

ведомыми пальцами и двумя, отверстиями, в которых с зазором расположены ведущие пальцы, рычаг, выполненный с двумя продольными пазами и двумя выступами на его концах, сопряженный с возможностью радиального перемещения с ведомыми пальцами посредством расположенного в лазах шарнирного узла и упругим элементом, два поводка, связанных с рычагами и ведущими пальцами, каждый шарнирный узел выполнен в виде установленного на ведомом пальце ролика, состоящего из двух центрично расположенных с радиальным зазором армирующих втулок, упругий элемент выполнен в виде резиновой втулки, : размещенной в зазоре между армирующими втулками и в контакте с их поверхностями. : : ...- .-. .. : : .: ;. Крометого, для повышения долговечно-. сти муфта может быть снабжена дополнительными втулками, выполненными из износостойкого материала и расположенными концентрично с возможностью относительного вращения, причем одна из дополнительных втулок связана неподвижно с внутренней армирующей втулкой, а другая - с концом ведомого пальца.

На фиг.1 изображена муфта ро стороны ведомого колеса, общий вид; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; нз.фиг.4 - разрез В;В на фиг.1; на фиг.5- разрез Г-Гна фиг.1; на фиг.б-схема передачи вращающего момента от зубчатого колеса (ведущего звена) тяговой передачи к ездовому колесу (ведомому звену) колесной пары, .. - . .. . : Муфта соединяет соосно установленные большое зубчатое колесо (не показано) тяговой передачи с двумя расположенными по одну сторону от .его горизонтальной оси ведущими пальцами 1 и ездовое колесо 2 колесной пары Железнодорожного транспортного средства с двумя размещенными по другую сторону от указанной оси ведомыми пальцами 3 и отверстиями 4, через которые с зазорами пропущены пальцы 1, и совмещает в себе также рычаг 5, установленный со стороны ездового колеса 2 с возможностью перемещений в радиальном направлении и выполненный с двумя направленными по его продольной оси пазами 6 и выступами 7. перпендикулярными продольной оси рычага, симметрично размещенными относительно негр и расположенными по отношению к ведущим пальцам 1 с противоположной стороны от зубчатого колеса. По обе стороны рычага симметрично его продольной оси и параллельно ей расположены два поводка 8 и 9. Каждый поводок связан одним из концов с

соответствующим выступом 7 рычага 5, а Другим концом с ведущим пальцем 1. На бонце каждого ведомого пальца 3 установлен рёзйно-металлический ролик 10, который размещен в пазу б с возможностью перекатывания в радиальном направлении, фричем связь ролика 10 и ведомого пальца 3 осуществлена при помощи износостойких в|тулок 11. 12, первая из которых запрессо- Е ана во внутренний армировочный элемент ролика, вторая напрессована на указанный палец, а между собой имеет скользящую посадку. Поводки 8 и 9 связаны с выступами посредством шарнирных узлов 13, каждый ф которых состоит из сайлент-блоков 14 и 15, соединительной втулки 16, упорных вту- л ж 17. болта 8 и гайки 19. Каждый из повод- кэв 8 и 9 ведущим пальцем 1- связан посредством шарнирного узла , который ci держит напрессованный на ведущий па- 1С8йлент-блок 21,, состоящий из кон- цгнтричных резиновых втулок 22 и 23. Сайлент-блок 21 с проушиной поводка так- жэ образует соединение с натягом. В осевом направлений резино-металлический ролик 10 зафиксирован упорным кольцом 2, шайбой 25 и гайкой 26. 1 Муфта работает следующим образом.

Крутящий момент передается от большого зубчатого колеса зубчатой передачи на ведущие пальцы и через поводки 8,9, шлрнирные узлы 13 и выступы 7, выполнен- нье забдно с рычагом 5, на последний, а затем через резино-металлическиё ролики 10 на ведомые пальцы 3 и ездовое колесо 2. Как показано на фйгД при вращении зубчатого колеса по направлению движения часовой стрелки на поводки 8 и 9 передаются соответственно сжимающие и растягиваю- щр е усилия, составляющие пару сил PL, рав- ну о тяговому моменту М3к на зубчатом колесе. Эта пара сил посредством выступов

7 передается на сопрягаемый с ними конец рычага 5. При этом на верхний ведомый палец будет передаваться горизонтальная продольная сила PL направленная вправо, а на нижний ведомый палец - сила Pi, на- пр вленная влево. Действующая на ездовое колесо 2 пара сил PiL, равная моменту PL, преодолевать момент Мо сил сопротивления на ведомом колесе. При вращении зуб того колеса в противоположном н;а правлении усилия в Поводках 8 и 9, а также сил j, действующие на ведомые пальцы 3, npv еняют знак. Следовательно, на поводки

8 и 9 в данном случае будет передаваться соответственно растягивающие и сжимающие усилия. .-

В применении к изображенному на фиг.1 положению муфты шарнирные узлы

сопряжений пальцев 3 с рычагом 5 создают вертикальную подвижность зубчатого колеса относительно ездового колеса 2. В частности, при вертикальном перемещении 5 зубчатого колеса укрепленные на нем ведущие пальцы 1 через сайлент-блрки 21 потянут за собой навешенные к ним поводки 8 и

9. которые, в свою очередь, будут увлекать за собой рычаг 5. Последний за счет сил 0 сцепления в контактах рабочих поверхностей пазов 6 с наружными армировочными элементами резино-металлических роликов

10. создаваемых усилиями PV преодолеет сопротивление скольжения запрессован5 ных во внутренних армировочных элементах упомянутых роликов втулок 11 по напрессованным на пальцах 3 втулки 12 и приведет во вращение ролики 10 и втулки . 11, Причем, момемты сил сопротивлений

0 скольжения на внутренней и наружной поверхностях соответственно втулок 11,12 со пряжения пальца 3 с резино-металлическим

. роликом 10 и момент силы сцепления указанного ролика с рычагом 5 будут равны, а

5 реализуемая при вращении ролика сила сцепления его с рычагом будет меньше упомянутой силы сопротивления в число раз, равное отношению наружного диаметра ре- зино-металлического ролика 10 к-наружно0-му диаметру втулки 12, Значение же этой силы сопротивления зависит от величины усилия PI, которая в случае использования предлагаемого механизма, к примеру, для тягового привода трамвая,.развивающего в

5 сравнении с локомотивом крайне небольшие тяговые усилия, при данной схеме компоновки муфты, обусловливающей ; возможность иметь весьма большое расстояние Li, будет настолько малой, что, очевид0. но, реализуемая при этом сила сцепления , резино-металлйческого ролика 10с рычагом 5 не преодолеет противодействие сцеплений резиновой втулки упомянутого ролика с ее армировочными элементами. То есть,

5 вертикальное перемещение рычага 5 относительно колеса 2 произойдет без проскальзывания рычага 5 относительно наружных армировочных элементов резино-металлических роликов 10 и будет происходить за

0 счет скольжения втулок 11 по втулкам 12. Горизонтальную же подвижность ездового колёса 2 относительно зубчатого колеса создают поводки 8 и 9. Так, например, при горизонтальном перемещении зубчатого

5 колеса прикрепленные к нему ведущие пальцы 1 потянут за собой поводки .8 и 9. При этом, поводки 8 и 9, связанные противоположными концами посредством шарнирных узлов 13 с выступами 7, вращаясь вокруг упомянутых шарнирных узлов, от

ертикального положения отклоняются в торону перемещения: зубчатого колеса. ричем, поскольку поводки 8 и 9 остаются араллельными, угловое перемещение зубатого колеса при продольном горизонтальом параллельном смещении его тносительно ездового колеса 2 не возникат и, следовательно, данный механизм с том точки зрения: является кинематически овершенным.

Из; двух рассмотренных взаимно перпендикулярных компонентов может быть получено перемещение зубчатого колеса относительно ездового колеса в любом направлении в вертикальной плоскости.

В результате силовых взаимодействий между поводками 8. 9 и шарнирными узлами 13 сопряжений поводков с выступами 7 рычага 5, возникёющих при отклонениях указанных поводков от. исходных положений вследствие горизонтального смещения зубчатого колеса относительно ездового колеса 2, оба поводка 8.9 подвергаются растя- жению и поэтому через упомянутые шарнирные узлы и выступы потянут за собой вниз рычаг 5, так как на последний при этом оба эти элементы передают усилия одного направления. При этом вертикальному перемещению рычага 5 вниз оказывают противодействие силы трения между втулками 1 1 и 12. Поскольку это противодействие относительно мало, то усилия в поводках 8 и 9, обусловленные указанными силами сопротивления, будут сравнительно невелики. Следовательно, паразитные на- гружения элементов муфты при такой схеме изменения кинематического состояния механизма в результате перпендикулярных относительных смещений зубчатого колеса и ездового колеса 2 будут пренебрежимо малы. При этом, в силу того, что радиальные жесткости обрезиненных шарниров муфт тяговых яриводрв весьма значительны по величине, вертикальное перемещение рычага 5 будет :намного больше деформаций резиновых втулок сайлент-блоков 1.4,15 и 2 Т шарнирных узлов 13 и 20 вдоль осей повод- ков 8 и 9. , :

При работе муфты вследствие колебаний подрессоренной массы тележки будут происходить неизбежные расцентровки осей зубчатого колеса тяговой передачи и ездового колеса колесной пары, Применительно к тем положениям муфты при вращении, когда относительные смещения

ведомого и ведущего звеньев будут создавать поводки 8 и 9, в течение каждого оборота колесной пары оси этих элементов относительно осей вращения шарниров узлов 1-3 поворачиваются на угол W. Поскольку как сайлент-блоки 14,15, так и резиновые втулки 22, 23 в угловом отношении образуют последовательное Соединение, то пово- рбт поводка относительно оси шарнирного

узла 13 будет складываться из угла поворота сайлент-блока 15 и из угла поворота сай- лент-блока 14 относительно той же оси, а относительнегшарнирного узла 20 также из двух углов - из угла поворота резиновой

втулки 22 и изугла поворота резиновой втулки 23. Г1ри равенстве суммарной угловой жесткости на соосное скручивание двух сайлент-блоков 14 .и угловой жесткости при этом виде деформации сайлент-блока 15,

углы скручивания резиновых втулок рассматриваемых резино-металлических эле- ментов будут равны 1/2 W . В случае равенства угловой жесткости на соосное скручивание резиновой втулки 22 и угловой

жесткости при этом же виде Деформации резиновой втулки 23 и их углы составят также 1/2. Ч.;.-;:; - - - : - / . В применении к изображенному на фиг.1 положению муфты резиновые втулки

сайлент-блоков 14. 15 шарнирных узлов 13 и резиновые втулки 22,23 еайлент-блок6в21 шарнирных узлов 20 обеспечивают вертикальное подреесоривание рычага 5 и поводков 8,9. Горизонтальное же подрессоривание

рычага 5 обеспечивают резино-металличе .ские ролики 10. Из этих двух взаимно пер-- пёндйкулярных компонентов может быть обеспечено подрессоривание рычага 5 в любом направлении в плоскости механйзма. :;- ., ---,. .-; : . , - :

Благодаря существенному усовершенствованию схемы, обеспечения в муфте под- рессориванИя рычага механизма во всех

угловых положениях не только полностью исключена возможность заклинивания рычага при вертикальной расцентровке осей зубчатого колёса и ездового колеса, но и одновременно с этим крайне значительно

уменьшено сопротивление радиальным перемещениями рычага при его радиальных пе- ремещениях в условиях взаимных перемещений зубчатого колеса и ездового .колеса в вертикальной плоскости.

-.- .. .:. .- .

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Поводково-рычажная муфта, содержащая соосные ведущий элемент с ведущими пальцами и ведомьгй элемент с ведомыми пальцами и двумя отверстиями, в которых с зазором расположены ведущие пальцы, рычаг, выполненный с двумя продольными пазами и двумя выступами на его конфх, сопряженный с возможностью ра- диадьного перемещения с ведомыми пальцами посредством расположенного в пазах шарнирного узла с упругим элементом, два поводка, каждый из которых связан одним концом с соответствующим выступом рычага, а другим - с одним из ведущих пальцев, размещенных по обе стороны рычага, отличающаяся тем, что; с целью повышения надежности, каждый шарнирный узел выполнен в виде установленного на ведомом пальце .ролика, состоящего из двух концен- трично расположенных с радиальным зазором армирующих втулок, упругий элемент выполнен в виде резиновой втулки, размещенной в зазоре между армирующими втулками и в контакте с их поверхностями.

2. Муфта по п.1,отличающаяся тем, что. с целью повышения долговечности, она снабжена дополнительными втулками, выполненными из износостойкого материала и расположенными концентрично с возможностью относительного вращения, причем одна из дополнительных втулок связана неподвижно с внутренней армирующей втулкой, а другая - с концом ведомого пальца.

Использование: в машиностроении, в частности для тяговых приводов железнодорожного транспорта. Сущность изобретения; муфта соединяет зубчатое колесо тяговой передачи с двумя ведущими пальцами 1 и ездовое колесо 2 колесной пары с двумя ведомыми пальцами 3 и отверстиями 4, через которые с зазором пропущены пальцы 1, Муфта содержит также рычаг 5, установленный со стороны ездового колеса 2 и выполненный с двумя направленными по его продольной оси пазами 6 и выступами 7, расположенными по отношению к ведущим пальцам 1 с противоположной стороны оси зубчатого колеса. По обе стороны рычага 5 симметрично расположены два поводка 8, 9. Каждый поводок связан одним концом с соответствующим выступом 7 рычага 5, а другим концом - с ведущим пальцем 1. На конце каждого ведомого пальца 3 установлен резино-метадлический ролик 10. Ролик 10 состоит из двух концентрично расположенных с радиальным зазором армирующих втулок и размещенной между ними резиновой втулки. Поводки 8, 9 связаны с выступами 7 посредством шарнирных узлов 13 , а с ведущими пальцами 1- посредством шарнирных узлов 20. 1. з.п.ф-лы, 6 ил. (Л С

5иг. 2

-ШШ

If

/

Фиг. 4