Роликовая муфта свободного хода Советский патент 1993 года по МПК F16D41/06 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в импульсных передачах, приводах стартеров и других устройствах.

Цель изобретения - повышение надежности и долговечности муфты.

Это достигается тем, что в предлагаемой муфте на цилиндрической поверхности роликов выполнены винтовые канавки, геометрические параметры которых определяются из условия отношения фактической площади касания ролика к контурной площади касания в пределах от 0,5 до 0,8, при этом число канавок на полоске касания не менее двух, а нормальная ширина канавок равна от 0,05 до 0.1 длины ролика.

На фиг. 1 изображена муфта, главный вид; на фиг. 2 - то же, вид слева с разрезом; на фиг. 3 - полоска контакта ролика со звездочкой при наличии дискретных разрывов канавками.

Муф0та содержит звездочку 1. обойму 2, ролики 3, поджатые в клиновое пространство пружиной 4 через плунжер 5.

На фиг. 2 обозначены параметры винтовых канавок ролика: р- угол подъема; Pt - основной шаг; bt, bn - осевая и нормальная ширина канавки; h - глубина канавки, профиль которой может быть выполнен в форме треугольника, прямоугольника, окружности и др.; L - длина ролика.

На фиг. 3 приведена геометрия полости касания (трения) цилиндрического ролика по плоскости под нагрузкой.

Выбор параметров канавок выполняют на основе результатов исследований влияния поверхностного слоя и условий смазки на эксплуатационные свойства деталей машин. Роль конструктивных факторов узла трения (площадь трения, взаимное перекрытие, формы и размеры элементов контакта) проявляется через изменение площади фактического контакта, образование и удаление продуктов износа, через тепловой режим, действие окружающей среды,

В обгонной муфте ролики испытывают трение качения со скольжением при налисо

ГчЭ СА О

чии смазки. В момент начала заклинивания реализуется коэффициент трения в пределах 0,01...0.05. Этот период времени сопровождается пробуксовкой роликов. В последующий период времени коэффициент трения увеличивается в пределах 0,05...0,1 и происходит заклинивание ролика без пробуксовки.

Установлено, что неполное (дискретное) взаимное перекрытие поверхностей контакта при постоянном усилии и скорости увеличивает теплоотдачу от поверхности в окружающую среду, снижает интенсивность изнашивания, повышает коэффициент трения и стабилизирует его значение.

Для обеспечения режима заклинивания роликов без пробуксовки в условиях граничного трения, когда вязкость смазки практически не влияет на трение, предлагается на роликах выполнить винтовые канавки со следующими параметрами: h (0,5...1) мм; Ьп - (0,05...0,1)L; bt Ьп/cosjS ;.Pt (2...5)bt; / 30...60°. Эти параметры выбраны из следующих предпосылок: h. bn - из условия обеспечения гарантированного разрыва полоски контакта, отбора смазки и продуктов износа из зоны контакта; Pt - из условий отношения фактической площади касания ролика к контурной площади касания с учетом разрыва канавками

Аф/Ас 1 - bt/Pt 0.5...0.8,

(D

где Ас - контурная площадь касания цилиндрического ролика по плоскости под действием нормальной силы Fn по формуле Герца без учета шероховатости поверхностей контакта и отклонений формы их после приработки равна номинальной площади касания Ап, т.е.

Ac An 2C-L

Здесь С - 1,52 Vpn fbp/L Епр (рпр, Епр - приведенный радиус кривизны поверхностей контакта и приведенный модуль упругости 1-го рода).

Аф - фактическая площадь касания ролика при наличии числа канавок n L/Pt:

Аф-Ас-п-Ак-2сЦ1--р|}.

где Ак 2С -bt - контурная площадь канавки в пределах ширины полоски касания 2С.

Такое отношение обеспечивает минимальный износ ролика и звездочки при -наличии дискретности контакта. Угол / определяют из условия минимального числа канавок п:

n.(0.5.0,21LcoS|3a2

Длина ролика L и радиус его R определяются из условий прочности на смятие тел контакта по формуле Герца (онмакс 0,418

.

Муфта работает следующим образом. При повороте обоймы против часовой стрелки ролики перекатываются в клиновое пространство, смазка в контактной зоне выдавливается, ролики заклиниваются и

происходит рабочий ход. Холостой ход будет в противоположном направлении вращения обоймы. За счет прерывистости полоски контакта толщина смазочного слоя будет минимальной, сравнимой с высотой

Rai + Ra2, коэффициент трения увеличивается, температурный градиент нагрева в зоне максимальных давлений снижается, продукты абразивного износа, излишки смазки будут удаляться канавками. При холостом

ходе канавки ройиков притормаживают их вращение, снижая износ роликов. Совокупность действия этих факторов обеспечивает режим граничного трения в зоне контакта роликов и звездочки, повышая надежность

заклинивания без пробуксовки, стабильность угла заклинивания и долговечность работы муфты..

Формула/изобретения Роликовая муфта свободного хода, содержащая концентрично расположенные звездочку и обойму и размещенные между ними подпружиненные ролики, отличаю- щ а я с я тем, что, С Целью повышения надежности и долговечности, на цилиндрической поверхности роликов выполнены винтовые канавки, геометрические параметры которых определяются из условия отношения фактической площади касания ролика к контурной площади касания в пределах от 0,5 до 0,8, число канавок не меньше двух, а нормальная ширина каждой канавки составляет 0,05-0,1 длины ролика.

Использование: область машиностроения, в импульсных передачах, приводах стартеров и др. Сущность изобретения: муфта состоит из звездочек, обоймы и размещенных между ними роликов. На цилиндрической поверхности роликов выполнены винтовые канавки, параметры которых определяются по математическим зависимостям. За счет прерывистости поверхности контакта ролика с обоймой и звездочкой улучшаются условия смазки, стабилизируется коэффициент трения, уменьшается пробуксовка при заклиниваний. 3 ил.