ШАРИКОВАЯ ОБГОННАЯ МУФТА Советский патент 1973 года по МПК F16D41/20 

1

Известны шариковые обгонные муфты одностороннего действия, содержащие полумуфту с наклонным желобом .и полумуфту с продольными пазами, снабженными полукруглыми углублениями, между которыми помещены шарики; а также обгонные муфты двустороннего действия, имеющие, кроме того, поворотный сепаратор. Однако эти шариковые обгонные муфты характеризуются недостаточной надежностью точного сцепления полумуфт (в местах толчков и вибраций), а также необходимостью выдерживания высокой точности глубины продольных пазов.

Известны также шариковые обгонные муфты с наклонным желобом, снабженным подпружйненным эластичным кольцом на отдельных участках. Однако эти муфты недостаточно долговечны при использовании в высокоскоростных приводах при работе в режиме длительного обгона.

Предлагаемая муфта отличается тем, что пружинное кольцо выполнено плавающим, а углубления пазов выполнены в виде части поверхности цилиндра, диаметр которого равен диаметру шарика, и выбраны из условия обеспечения величины угла между касательными, проведенными к цилиндрической поверхности углубления в точке соприкосновения заклиненного шарика с краем последнего и к боковой

поверхности наклонного желоба в пределах угла самозаклинивания.

Это повышает долговечность и точность сцепления полумуфт.

Кроме того, с целью передачи крутящего момента в обоих направлениях, пазы выполнены с двусторонними углублениями, одна сторона которых перекрыта сепаратором, установленным между полумуфтами.

На фиг. 1 изображена предлагаемая муфта в разрезе; на фиг. 2 - разрез по А-Л на фиг. 1; на фиг. 3 - вид по стрелке Б на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез по В-В на фиг. 3; на фиг. 5 - схема муфты, поясняющая геометрию

ее основных элементов; на фиг. 6 и 7 - схема сил, действующих в муфте.

На одной из полумуфт / выполнен наклонный желоб 2 с размещенными в нем шариками 3, взаимодействующими с другой полумуфтой 4 через выполненные в ней сквозные пазы 5 с углублениями 6, каждое из которых образовано частью поверхности цилиндра, диаметр которого равен диаметру шарика. Оси образующих цилиндров расположены с постоянным угловым шагом и лежат в плоскости, перпендикулярной оси вращения муфты, совпадающей с плоскостью симметрии наклонного желоба. Шарики 3 поджаты к желобу плавающим пружинным кольцом 7, выполненный в

виде гладкой тонкостенной цилиндрической оболочки, причем ее поверхность, соприкасающаяся с шариками, может быть либо цилиндрической, либо сферической. При анализе работы муфты полагаем, что в период обгона полумуфта 4 является неподвижным звеном. Полумуфты I тл 4 изготовлены так, что их относительное угловое положение в сцепленной муфте (см. ф.иг. 7), когда шарик заклинен между боковой поверхностью желоба полумуфты 1 (точка Е) и краем углубления (точка А) определяется совпадением оси цилиндра, образующего углубление, с прямой, соединяюш,ей точку дна желоба, лежащую в плоскости симметрии желоба, и ось вращения муфты. В период обгона полумуфта 1 вращается по часовой стрелке (см; фиг. 1), прижимая шарики 5 к ровным стенкам пазов 5. При этом шарики, зажатые между поверхностью пружинного кольца 7 ,и дном наклонного желоба 2, вращаются вокруг своих центров в сторону вращения полумуфты 1, заставляя кольцо 7 вращаться в противоположную сторону, колеблясь одновременно вдоль ров1ных стенок пазов 5. При обгоне кольцо принимает форму непрерывно деформирующегося эллиптического цилиндра. В период сцепления полумуфта / начинает поворачиваться против часовой стрелки (см. фиг. 1). При этом кольцо 7 и шарики 3 поворачиваются как одно целое с полумуфтой 1, так как суммарная сила трения между наклонным желобом и шарикам-и, упирающимися в стенки пазов с углублениями (АН), меньше суммарной силы трения между наклонным желобом и остальными шариками. По мере поворота полумуфтьг / вместе с шариками и кольцом один из щариков касается края углубления. При этом (в общем случае) угол между касательными, проведенными в точки соприкосновения шарика с краем углубления и боковой поверхностью желоба, будет больше угла самозаклинивания, вследствие чего шарик будет выдавлен возникающимй при этом силами обра.тно в продольный п-аз. Если при соприкосновении шарика с краем углубления угол между касательными, проведенными в точки соприкосновения- шарика с краем углубления и боковойповерхностью желоба, будет находиться в пределах угла самозаклйнивания, шарик затягивается возникающими при этом силами обратно в продольный паз. ЕСЛИ при соприкосновении шарика с краем углубления угол между касательными, проведенными в точки соприкосновения шарика с краем углубления и боковой поверхностью желоба, будет находиться в пределах угла самозаклинивания, шарик затягивается возникающими при этом силами в углубление, перекатываясь по краю углубления и по площадке заклинивания наклонного желоба (см. фиг. 6), и происходит сцепление полумуфт. При заклинивании шарика полумуфты стремятся раздвинуться В разные стороны, в результате чего внутренняя полумуфта заклинивается между шариком и торцом половинки зубчатороликовой обгонной муфты. Конструкция муфты двустороннего действия отличается от описанной тем, что половина всех углублений, выполненных по обеим сторонам сквозных пазов, перекрыта поворотным сепаратором, установленным между полумуфтами. Работа муфты двустороннего действия аналогична вышеописанной. Предмет изобретения 1.Шариковая обгонная муфта, одна из полумуфт которой имеет наклонно расположенный желоб с размещенными в нем шариками, взаимодействующими с другой полумуфтой через выполненные в ней пазы с углублениями и поджимаемыми прун инным кольцом, отличающаяся тем, что, с целью повышения долговечности и точности сцепления полумуфт, пружинное кольцо выполнено плавающим, а углубления пазов выполнены в виде части поверхности цилиндра, диаметр которого равен диаметру шарика, и выбраны из условия рбеспечения величины угла между касательными, проведенными к цилиндрической поверхности углубления в точке соприкосновения заклиненного шарика с краем последнего и к боковой поверхности наклонного желоба в пределах угла самозаклинивания. 2.Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью передачи крутящего момента в обоих направлениях, пазы выполнены с двусторонними углублениями, одна сторона которых перекрыта сепаратором, установленным между полумуфтами.

М

Л/

Фиг. 7