Упругая муфта Советский патент 1975 года по МПК F16D3/56 

1

Изобретение относится к машиностроению и применяется при исключении взаимного влияния крутильных колебаний вала двигателя и вала рабочего органа, а также -при осуществлении периодического накопления механической энергии, чередуюидегося с импульсной отдачей последней, например, в грунтоуялотняющих машинах с припудительпым падением рабочего органа, в различных молотах, виброударных механизмах, камнедробилках и т. д.

Известны упругие .муфты, содержашие две концентричпо расположенные лолумуфты, соединенные упругими элементами в виде пружин.

Недостатком известных упругих муфт является малый угол закручивания, что обусловлено непосредственным скреплением упругих элементов с толумуфтамп. В результате этого упругие муфты аккумулируют незначительное количество энергии. Поэтому такие муфты непригодны, например, для грунтоуплотняюших машин с принудительным падением рабочего органа, где нужна большая энергия удара.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение угла закручивания муфты.

Для этого на наружной полумуфте закреплены параллельно оси стержни, па которых установлены шестерни, входящие в зацепленпе с центральным зубчатьгм колесом, смонтированным на внутренней полумуфте, при этом пружины установлены на стержнях, а их концы связаны соответственно с шестернямп и с наружной полумуфтой.

На фиг. 1 изображена упругая муфта, разрез; на фиг. 2 - схема действия шагающего рабочего органа, приводимого в движение

улругой муфтой (|полож:ения а, б, в, г, д).

содерл :ит внутреннюю полумуфту 1, которая расположена на валу 2 рабочего органа (или двигателя - в зависимости от необходимости) и закреплена на этом валу

шлонкой 3 и болтом 4. На полумуфте 1 закреплено центральное зубчатое колесо 5, а при помощи .подшипников 6 и 7 - иаружная полумуфта в виде корпуса 8. На корпусе 8, параллельно оси вращения

муфты, неподвижно закреплены стержни 9. На каждом .из стержней расположеп упругий элемент 10 в виде одной или нескольких пруЖШ1 кручения. Один конец каждой прулуины соединен с корпусом 8, а другой с шестерней

И, которая установлена на стержне 9 при помощи подшипннка 12 и входит в зацепление с центральным зубчатым колесом 5. На корпусе 8 расположен венец 13, предназначенный для привода муфты с помощью пепной передачи.

Привод упругой муфты может быть осуществлен с помощью любого другого типа трансмиссии. В этом случае зубчатый венец 13 должен быть заменен соответствующим устройством.

Предлагаемая упругая муфта является обратимой - ведущим звеном может быть как корпус 8, так и полумуфта 1.

Муфта работает следующим образом.

Д-вигатель с помощью цепной .передачи и венца 13 приводит во вращение корлус 8 упругой муфты. При этом центральное зубчатое колесо 5, соединенное с валом 2 рабочего органа, до определенного момента остается неподвижным. Корпус муфты 8 поворачивается вокруг полумуфты 1, а шестерни 11 обкатываются вокруг центрального зубчатого колеса 5. Их поворот вызывает закручивание упругого элемента 10, чем и обусловлено накопление энергии. Когда будет накоплена энергия и крутящий момент упругой муфты станет достаточным для преодоления сопротивления рабочего органа, щестеряи с помощью упругого элемента 10 приведут во вращение бьющее до этого неподвижным центральное зубчатое колесо б. Осуществляется луск рабочего органа.

Если в дальнейшем нагрузка меняется незначительно, то устройство работает как обычная упругая муфта.

В случае, если предлагаемое устройство включено в трансмиссию машины, в которой нагрузка на валу рабочего органа периодически меняется в щироких пределах, то упругая муфта работает как аккумулятор механической энергии.

Примером может служить работа упругой муфты на грунтоуплотняющей мащине с шагающим рабочим органом.

Шатающий рабочий орган (фиг. 2) грунтоуплотняющей мащины состоит из наружной секции 14, щарнирно соединенной с коленчатым валом 2, и внутренней секции 15, которая соединена с валом 2 также шарнирно. На коленчатом валу 2 зстановлена предлагаемая упругая муфта, соединенная с двигателем при помощи трансмиссии 16.

В начальный момент (фиг. 2, а) обе секции 14 и 15 стоят на грунте - коленчатый вал 2 занимает горизонтальное положение. При В1ключении трансмиссии корпус получает равномерное вращение, упругий элемент 10 скручивается, и энергия накапливается. На этой стадии коленчатый вал 2 и соединенное с ним центральное зубчатое колесо 5 неподвижны.

Когда в упругих элементах 10 будет накоплена энергия и крутящий момент упругой муфты станет достаточным для преодоления сопротивления рабочего органа, шестерни И с помощью упругих элементов 10 приведут во

вращение бывщее до этого неподвижным центральное зубчатое колесо 5 и соединенный с ним коленчатый вал 2.

Вращение коленчатого вала 2 (фиг. 2, б) 5 вызывает подъем наружной секции 14 рабочего органа. При этом динамическая нагрузка, обусловленная подъемом секции 14, воспринимается внутренней секцией 15, которая в это время стоит на грунте и является опорной.

С увеличением угла поворота коленчатого вала 2 горизонтальная проекция колена, к которому присоединена секция 14, уменьшается и в верхней «мертвой точке равна нулю

5 (фиг. 2, в). Таким образом, момент сил сопротивления убывает от максимального до 0. Упругие элементы 10 (одновременно с уменьщением момента сил сонротивления), освоболадаясь от нагрузки, раскручиваются и

0 через щестерни Г1 с возрастающей угловой скоростью поворачивают центральное зубчатое колесо 5 и соединенный с ним коленчатый вал 2 рабочего органа (фиг. 2, г). Происходит импульсная отдача энергии, что обес5 нечивает разгон секции 14 рабочего органа с ускорением, значительно превышающим ускорение свободного падения. Так осуществляется принудительное падение секции 14. На этой стадии угловая скорость вращения коленчатого вала 2 рабочего органа значительно превышает угловую скорость корпуса 8 муфты. Поворот коленчатого вала 2 заканчивается ударом секции 14 по грунту (фиг. 2, д). При это,м рабочий орган перемещается

5 на величину щага.

Далее цикл накоплений и импульсной отдачи энергии повторяется - происходит подъем и принудительное падение внутренней секции 15. В это время наружная секция 14

3 является опорной.

В процессе работы упругой муфты в режиме аккумулятора энергии осуществляется вращение ведущего звена с равномерной угловой скоростью, в то время как угловая

5 скорость ведомого звена меняется в щироких пределах.

Предмет изобретения

Упругая муфта, содержащая две кон0 центрично расположенные полумуфты, соединенные упругими элементами в виде пружин, отличающаяся тем, что, с целью увеличения угла закручивания муфты, на наружной полумуфте закреплены параллельно оси 5 стержни, на которых установлены щестерни, входящие в зацепление с-центральным зубчатым колесом, смонтированным на (Внутренней Полумуфте, при этом пружины установлены на стержнях, а их концы связаны соответст0 венно с шестернями и с наружной 1полул1уфтой.

s:

У 2

Фиг 2 5