Соединительная муфта с упругими динамическими связями Советский патент 1976 года по МПК F16D3/60 

1

Изобретение относится к области машиностроения и может быть применено для соединения валопроводов силовых установок, снабженных двигателями или рабочими орудиями, у которых амплитуды возмущающих моментов зависят от скоростного и нагрузочного реж.имов работы (типа ДВС или порщневой компрессор).

Известна соединительная муфта с упругими динамическими связями, содержащая ведущую и ведомую полумуфты, соединенные с помощью рычагов - масс, выполненных в виде пакетов пластин, щарнирно связанных между собой посредством установленных в их отверстиях пальцев. При этом палец шарнира, связывающего между собой пакеты, снабжен упругим элементом, например пружиной, поджимающей пластины. Усилие, поджимающее пластины, изменяется в зависимости от изменения взаимного углового положения рычагов. Благодаря этому обеспечивается следящая демпфирующая настройка муфты по отношению к возмущающим моментам, амплитуда которых пропорциональна нагрузочному режиму, т. е. передаваемому крутящему моменту.

В крутильных системах кроме основного источника возмущающих моментов, возбуждающих резонансные колебания, которыми являются периодические моменты от сил давления газов в цилиндрах порщневых двигателей

(или воздуха в цилиндрах компрессоров), изменяющиеся пропорционально нагрузочному режиму, возбуждающими являются моменты от сил инерции масс двигателя, движущихся возвратно-поступательно, амплитуда которых находится в квадратичной зависимости от угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя или компрессора.

Однако известная муфта не может осуществлять саморегулировку демпфирующей способности при изменении скоростного режима работы.

В предлагаемой муфте для обеспечения саморегулирования ее демпфирующей характеристики в зависимости от скоростного режима работы, каждый палец выполнен с двумя коническими участками, симметрично расположенными на его концах и имеющими форму усеченных конусов, обращенных друг к другу малыми диаметрами и с углом наклона, не превышающим угла трения скольжения, причем отверстия в пластинах, в которых размещены пальцы, выполнены также коническими.

На фиг. 1 представлены рычаги-массы описываемой муфты; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - расчетная схема описываемой .муфты.

В описываемой муфте две полумуфты соединены упругими динамическими связями - рычагами-массами, выполненными в виде пакетов пластин 1 и 2, шарнирно соединенных между собой и с полумуфтами. Центральный палец каждого шарнира, соединяющего пакеты, состоит из оси 3, втулки 4. Втулка крепится на оси стопорным кольцом 5. Ось и втулка в сборе образуют палец, имеющий участки, симметрично расположенные на его концах и имеющие форму усеченных конусов. Конусы обращены друг к другу своими малыми диаметрами. Угол наклона образующих этих конусов к их оси не превыщает угла трения скольжения. Ответные отверстия в пластинах выполнены также коническими. Под действием растягивающих усилий Т (ф.иг. 3) в пакетах пластин появляется составляющая Н, прижимающая пластины пакетов и увеличивающая момент трения на их поверхности. Усилия Т для описываемой муфты определяются выражением: 2 (г cos а + / - А Sin%) V /йш2 COS (т/2) где т-неуравновещенная масса пакетов пластин 1, 2, приведенная к оси центрального пальца, и масса всего пальца; со - угловая скоростьВращения муфты; г, I - радиус закрепления пакетов пластин на полумуфтах и длина всей связи; 7-угол деформации связей; 2а - угол относительного поворота полумуфт (угол деформации муфты); v r// Под действием этого усилия на конических участках возникают силы (фиг. 3): Л Гсо5р - сила нормального да:вления; 5 Г sin j3 - сила скольжения, направленная вдоль образующей конуса; .f - сила, препятствующая скольжению. За счет горизонтальной составляющей разности сил 5 и fip будет осуществляться взаимное поджатие пластин H Hcos (S - f jp)cosp Tcos()(2) Самоподжатие будет осуществляться при условии, что .tgf,(3) где / - коэффициент трения скольжения. При выполнении условия (3) обеспечивается Самоподжатие пластин связей с 1силой, определяемой из выражения (2) с учетом (1): H cosHigf.-f)2 / - X sina Здесь учтено, что cos (т/2) У - 1 rcos а. + lYl - 6 Выражение для момента трения в описываемой муфте можно .представить в виде: л,лл / (ГоГо cos а + о) где го Го - радиусы пальцев, соединяющих пакеты с полумуфтами, и центрального пальца соответственно: ()l(d H-dl} ZT - число боковых поверхностей трения между пластинами; МКР - средняя величина передаваемого муфтой момента; sin а ш2, тИко ,. Р 21/1 -лаз Jna Из выражений (1, 4) следует, что изменение скоростного режима работы сопровождается изменением усилия натяжения связей и усилия поджатия Н пластины, что приводит к квадратичной зависимости (6) демпфирующей способности муфты от угловой скорости вращения системы. Также увеличение вращающего момента приводит к увеличению угла деформации муфты, а следовательно, и усиЛИЙ в связях, сил поджатия пластин и демпфирующего момента МтрФормула изобретения Соединительная муфта с упругими динамическими связями, содержащая ведущую и ведомую полумуфты, соединенные с помощью рычагов-масс, выполненных в виде пакетов пластин, щарнирно связанных между собой посредством установленных в их отверстиях пальцев, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения саморегулирования ее емпфирующей характеристики в зависимости от скоростного режима работы, каждый палец ыполнен с двумя коническими участками, симметрично расположенными на его концах имеющими форму усеченных конусов, обраенных друг к другу малыми диаметрами и с глом наклона, не превышающим угла трения кольжения, причем отверстия в пластинах, которых размещены пальцы, выполнены акже коническими.

2т

ц9v2.2

,

N

iA

//

Риг.б