Упругопредохранительная муфта Советский патент 1993 года по МПК F16D7/00 

(Л

С

Использование: для соединения маховика) двигателя внутреннего сгорания с валом отбора мощности привода сельскохозяйст2 венных машин. На маховике 1 закреплены посредством осей 2 и вкладышей 4 резиновые ролики 3. На валу 6 отбора мощности установлены полумуфты 5 с выступами и впадинами на внутренней поверхности. При передаче номинального крутящего момента ролики 3 находятся во впадинах. При перегрузке полумуфты перемещаются одна относительно другой, деформируя ролики и перекатывая их через выступы. Резиновые ролики 3 способствуют гашению крутильных колебаний, Приводятся зависимости для определения параметров выступов и впадин. 1 з.п.ф-лы, 4 ил,

Изобретение относится к.сельскохозяй- ст|венному машиностроению и применяется дл|я соединения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с валом отбора мощности (ВОМ) привода сеяьскохозяйст- венных машин.

В настоящее время в целях упрощения конструкции в ряде самоходных сельскохозяйственных машин,, имеющих ременный привод от ВОМ ДВС, не используются тра- ди|ционные муфты сцепления, соединяющее коленчатый вал ДВС с ВОМ ДВС. В этих малинах в качестве муфты сцепления используются механизмы ослабления натяжении ремня с помощью поворота на рычаг натяжного шкива или: перемещения вала ведомого шкива передачи.

В известных конструкциях ВОМ от ДВС зерноуборочных комбайнов, не имеющих традиционной муфты сцепления (Джон Дир-8820, иДон-1500 и др.), соединение ВОМ с ДВС осуществляется жестко, с соблюдением повышенных требований к точности, и прочности соединяемых деталей.

Целесообразным по технико-экономическим показателям было бы введение упру- ; гой муфты, соединяющей ВОМ и ДВС, i выполняющей функции гасителя крутильных колебаний и компенсатора монтажных погрешностей,.

Известно применение в муфтах сцепления ДВС устройств для снижения нагрузок от крутильных колебаний в виде гасителей крутильных колебаний, которые являются средством устранения в силовой передаче опасных резонансных колебаний, а также уменьшение напряжений в элементах силовой передачи, возникающих при импульсных нагрузках.

Наиболее распространенным видом гасителей крутильных колебаний являются гасители с механическим трением и упругими элементами, выполненными в виде витых пружин.

XI

о ел

on

00

со

Несмотря на широкое распространение этих конструкций необходимо отметить сложность их изготовления и сборки. Детали таких гасителей крутильных колебаний требуют высокой точности механической и термической обработки, точности сборки, обеспечивающей заданные параметры сил трения, регулировки в процессе эксплуатации. Вместе с тем известные конструкции таких гасителей не имеют элементов компенсации погре1иностей устанрёки ВОМ относительно вала ДВС. s ..:

Известны конструкции гасителей крутильных колебаний в муфтах сцепления ДВС, использующие в качестве упругого элемента резину, так как она;наряду с упругими свойствами обладает и внутренним трением (гистерезисом), у v :

Гасители крутильных колебаний с резиновыми элементами.просты в изготовлении и сборке, а также не требуют регулировку в эксплуатации, Ограниченное применение гасителей колебаний с резиновыми упругими; э.лем.ентами объясняется тем, чтотребует с я: и с пол ь з о в,а н и е с л е ц и а л ь н ы х. синтетических теплостойких резин.

В настоящее время отечественными учеными созданы теплостойкие резины с широким диапазоном упругих свойств. .

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляв-. мой является предохранительная муфта, выполненная в виде двух полумуфт с вращающимися резиновыми.кольцами, помещен- .ными внутри металлического бандажа.

Это устройство не обеспечивает хоро- шего прилегания рЬликов к контуру соответствующей дорожки, вследствие чего слабо обеспечивается гашение крутильных колебаний от коленчатого вала ДВС, по этой же причине компенсация погрешностей установки ВОМ относительно коленчатого вала в полной мере не обеспечивается. Поэтому эта предохранительная муфта не может, быть использована в. таком ответственном

месте.как привод ВОМ ОТ ДВС СеЛЬХОЗМа- ШИН. /; . ; ... ., V . .. . . . V

Цель изобретения - повышение надежности соединения маховика двигателя внутреннего сгорания с валом отбора мощности путем снижения нагрузки от стационарных и импульсных крутильных колебаний при выполнении условийi компенсации погрешностей его установки относительно коленчатого вала двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что

в упругопредохранительной муфте, обстоя-.

щей из упругих элементов, закрепленных на

маховике двигателя внутреннего сгорания и

полумуфты, соединенной с валом отбора

мощности, упругие элементы выполнены в виде роликов из эластомеров, например, резины, армированных вкладышами из антифрикционных материалов, имеющих

возможность свободно вращаться на пальцах, закрепленных на маховике, а на полумуфте вала отбора мощности размещена профилированная поверхность, образованная чередующимися в окружном направленйи выступами и впадинами, очерченными цилиндрическими поверхностями, радиус которых выбран из условия обеспечения несамоторможения.;:

Передача крутящего момента от коленчатого вала ДВС к ВОМ осуществляется путём перекатывания и одновременного деформирований упругих роликов, закрепленных на маховике ДВС по профилю зуб- чатогр венца ступицы ВОМа, . .

При перекатывании ролика создаётся

нормальное давление на элемент профиля дорожки, пропорциональное произведению радиальной деформации ролика на его жесткость. Усилие сопротивления пёрекатыванию ролика равно этому нормальному давлению, умноженному на коэффициент перекатывания, определяемый условием деформации упругого ролика.

. Размеры профилированной поверхности

полумуфты и упругих роликов определены из следующих зависимостей, обеспечивающих необходимую крутильную жесткость муфты и ограничения передаваемого крутящего момента путем перекатывания роликов через

выступы профиля.,

I ДОяпах Rh- . (R±r -f-Cp

где nax максимальный угол упругого за- 0 кручивания муфты;

I - длина дуги по окружности впадин, соответствующая углу р ;

R-радиус окружности впадин; h - высота выступа зубчатого венца; 5 Mmgx-максимальное значение передаваемого крутящего момента; г-число роликов;

f - радиус ролика (знак плюс - при расположении выступов и впадин на наруж- .0. ной поверхности полумуфты, знак - при рэспо/1оженйи выступов и впадин на внутренней поверхности полумуфты);

f- коэффициент перекатывания ролика через выступ зубчатого венца; 5 Ср - радиальная жесткость ролика при перекатывании через выступ зубчатого вен, иа- ; , ; : -: - .: : . ,.

Уменьшение нагрузок от крутильных колебаний и импульсных нагрузок осуществляется за счет упругой деформации роликов, а также диссипации энергии при деформации роликов в связи с проявлением внутреннего и внешнего трения.

При дальнейшем увеличении крутящего момента и достижении максимальной величины ролики, упруго перекатывающиеся по зубчатому профилю, перескакивают через Вершины профиля в следующую впадину, Предохраняя этим ВОМ от перегрузок.

Возникающие в процессе сборки двигателя возможные погрешности относительного расположения -картера маховика и корпуса ВОМ компенсируются большой податливостью резиновых роликов.

На фиг.1 изображен продольный разрез упругопредохранительной муфты с внутренним зацеплением упругих роликов и продольной дорожкиу установленной в картере маховика ДВС; на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1; на фиг.З изображен продольный разрез упругопредохранительной муфты с внешним зацеплением упругих роликов и профильной дорожки, установленной в-кар- т&ре маховика ДВС; на фиг.4 - разрез по А-А фиг.З.... . -. На маховике 1 по окружности закреплены пальцы 2, на которые одеты резиновые ролики 3, армированные вкладышами 4 из антифрикционного материала. На венце полумуфты 5, закрепленной на валу отбора мощности 6, выполнен зубчатыйПзенец 7,

Формулаизобретения

выступы которого образованы скругленными у вершин и впадин несамотормозящими цилиндрическими поверхностями.

Муфта работает следующим образом.

При вращении маховика 1 крутящий момент передается через пальцы 2 упругим роликам 3 и далее через полумуфту 5 зубчатым венцом 7 валу отбора мощности 6. При дальнейшем увеличении крутящего

момента и достижении назначенной максимальной величины, установленной из конструктивных соображений заранее, ролики, упруго перекатывающиеся по цилиндричег ским поверхностям , перескакивают

через вершины зубчатого профиля в. следующие впадины, предохраняя ВОМ от перегрузок.- ,

Технико-экономический эффект данного изобретения по сравнению с существующими конструкциями складывается из экономии в сфере производства и сфере эксплуатации. В сфере производства - за счет упрощения и удешевления конструкции, улучшения условий монтажа корпуса

ВОМ на ДВС без необходимости точной взаимной установки валов, в сфере эксплуатации - за счет уменьшения динамических нагрузок и неравномерности вращения привода сельхозмашин, что повышает надежность выполняемого технологического процесса и ресурс сельскохозяйственной машины,

а другая полумуфта закреплена на маховике.

тем, что длина дуги, очерчивающей впадину,

определяется из выражения max R , a

высота выступа определяется из выражения

ц -

nTrZ(R±r)f-Cp где I -длина дуги, очерчивающей впадину;

рта.- максимальный угол упругого закручивания муфты;

. R - расстояние от оси полумуфты до вершины впадины;

h - высота выступа;

Мтах - предельное значение передаваемого крутящего момента;Z - число роликов;

г- радиус ролика (знак + при расположении выступов и впадин на наружной поверхности полумуфты, знак - при расположении выступов и впадин на внутренней поверхности полумуфты);

f - коэффициент перекатывания роликов через выступы;

Ср - радиальная жесткость ролика.