Кулачковая муфта Советский патент 1978 года по МПК F16D11/04 

1

Изобретение относится к машиностроению.

Известна кулачковая муфта сцепления с фрикционным синхронизатором оборотов полумуфт 1 . Однако она громоздка и имеет большой вес.

Известна кулачковая муфта, содержащая две установленные на валах полумуфты с кулачками на торцах, взаимодействующими при включении 2. Данная муфта наиболее близка к изобретению по технической сущности. Однако при включении возникают ударные нагрузки.

Целью изобретения является обеспечение безударного включения полумуфт путем введения упругой связи между ними.

Поставленная цель достигается тем, что муфта снабжена кулачковой втулкой, концентрично установленной в одной из полумуфт с возможностью ограниченного поворота и взаимодействующим с ней упругим элементом, а на торце другой полумуфты выполнен дополнительный кулачковый венец, взаимодействующий с кулачковой втулкой, при этом зазор между торцовыми поверхностями кулачков полумуфт при их отключении больше, чем зазор между торцовыми поверхностями кулачков втулки и дополнительного кулачкового венца.

Муфта может быть снабжена стопорным кольцом, фиксирующим кулачковую втулку от осевого смещения, ежду кулачками другой полумуфты и венца выполнена кольцевая канавка, взаимодействующая при включении муфты с торцом стопорного кольца. На обращенных друг к другу цилиндрических поверхностях полумуфты и кулачковой втулки выполнены взаимодейс- вующие между собой шлицы, имеющие зазор между боковыми поверхностями. Привод подвижной по оси полумуфты может быть осуществлен поршнем, размещенным в цилиндре, соединенным через многопозиционный клапан с датчиком относительных скоростей полумуфт, отрегулированным на срабатывание при разности скоростей полумуфт

200 об/мин.

На фиг. 1 показана кулачковая муфта в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А фиг, 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В фиг. I при ненагруженной муфте; на фиг. 5 - то же, при нагруженной муфте; на фиг. 6 - гидравлическая схема муфты. Кулачковая муфта содержит две установленные на валах I и 2 полумуфты 3 и 4 с кулачками 5 и 6 на торцах, взаимодействующими при включении. Кулачковая втулка 7

концентрично установлена в одной из полумуфт С возможностью ограниченного поворота и взаимодействует с упругим элементом 8. На тОрце другой полумуфты выполнен дополнительный кулачковый венец 9, взаимодействующий с кулачковой втулкой, при этом зазор между торцовыми пов.ерхностями 10 и 1 кулачков 5 и 6 полумуфт 3 и 4 при их отключении больше, чем зазор между торцовыми поверхностями 12 и 13 кулачков втулки 7 и дополнительного кулачкового венца 9. Между полумуфтой и кулачковой втулкой размещено стопорное кольцо 14, фиксирующее ее от осевого смещения. Между кулачками другой полумуфты и венца выполнена кольцевая канавка 15, взаимодействующая при включении муфты с торцом стопорного кольца. На обращенных друг к другу цилиндрических поверхностях полумуфты 4 и кулачковой втулки 7 вылолнены взаимодействующие между собой щли цы 16 и 17, имеющие зазор между боковыми поверхностями. Угфугий элемент 8 выполнен в виде установленных в шлицевом пазу кулачковой втулки шариков, а полумуфта имеет радиальные отверстия 18, в которых размещены пружины, взаимодействующие с этими щариками. С одной нолумуфтой связан гидроцилиндр 19 с питающим каналом 20 и порщнем 21, связанным с .другой гюлумуфтой. Муфта может быть снабжена установленными в питающем канале многопозиционным клапаном 22 и датчиком 23 относительных скороссй полумуфт и связанным с ним регулировочным клапаном 24, установленным в питающем канале. Упругий элемент 8 размещен в коническом углублении 25, выполненном на наружн й цилиндрической поверхности втулки 7. . Полумуфта 4 установлена на валу 2 на шлицах 26 без возможности осевого перемещення, а полумуфта 3 установлена на щлицах на валу 1 подвижно по оси. Поршень 21 закреплен на полумуфте 3 кольцом 27 с возможностью поворота относительно последнего, а цилиндр .19 связан с полумуфтой 4 кольцом 28. Полумуфты расцепляются пруж11ной 29, установленной между концом цилиндра 19 и/ кольцом 30, закрепленным на конце порщня 21. Концы пружины 29 закреплены соответственно на цилиндре 19 и кольце 30. Кулачки 5 и 6, когда они не передают крутящего .момента, раз.мещены относительно друг друга с боковыми зазорами, а при передаче момента один из зазоров выбирается, и они контактируют своими боковыми поверхностями. Кулачки втулкн 7 по форме соответствуют впадинам на торце дополнительного кулачкового венца 9. Источник 31 гидравлической жидкости высокого давления через трубопровод 32 соединен с регулировочным клапаном 24, соединяющимся через трубопровод 33 с датчиком 23, который воспринимает разницу скоростей между вала.ми 1 и 2. Регулировочный клапан 24 присоединяется через трубопровод 34 к многопозиционному клапану 22, который соединен трубопроводом 35 с резервуаром 36, а трубонро.io,:i()M .37 - с гидроцилиндром 19 через питающий канал 20. Муфта работает следующим образом. При отсутствии зацепления кулачковая втулка 7 занимает среднее положение, а ее кулачки находятся на одной линии с кулачками 6 полумуфты 4. При включении муфты гидравлическая жидкость перемещает nopujeHb 21 влево в осевом направлении. Первыми элемента.ми, которые вступают в контакт между собой, являются наружные торцовые поверхности 12 и 13. Величина усилия пружины упругих элементов должна быть больще, чем усилие гидравлической жидкости, которая, перемещая полумуфту 3 в осевом направлении, вводит кулачки втулки 7 и дополнительного кулачкового венца 9 в зацепление так, что при это.м отсутствует прямое зацепление кулачков 5 и 6 В этот момент кулачки втулки 7 еще находятся на одной линии с кулачками 6, т. е. втулка 7 находится в центрированном положении по отнощению к нолумуфте 4 и кулачки 5 входят в пространство между кулачками 6 (касание или контакт их боковых поверхностей отсутствует). При относительном повороте валов 1 и 2 втулка 7 смещается в угловом направлении от своего среднего положения, когда величина передаваемого крутящего момента превышает усилия пружин упругих элементов 8. Полный крутящий момент передается при контакте кулачков 5 и 6. Кулачковая втулка 7 действует как синхронизатор и сводит к .минимуму ударную нагрузку между кулачка.ми 5 и 6. Угловое смещение кулачковой втулки 7 на 5° относительно полумуфты 4.создает зацепление между полумуфтами 3 и 4 даже в динамических условиях при разности скоростей вращения валов 1 и 2, достигающей до 200 об/.мин. Муфта может иметь реверсивное вращение. Многопозиционный клапан 22 соединяет трубопроводы 34 и 37 .между источнико.м 31 и цилиндром 19 и обеспечивает подачу рабочеГ жидкости в цилиндр 19. Клапан 22 обеспечивает также сброс жидкости из цилиндра в резервуар 36 по трубопроводам 35 и 37. Датчик 23 вместе с клапано.м 24 .может перекрывать магистраль между источником 31 if клапано.м 22, когда разность скоростей валов 1 и 2 npeBj iсит установленную величину, например 200 об./мин. Формула изобретения 1. Кулачковая .муфта, содержащая две установленные на валах полумуфты с кулачками на торцах, взаимодействующими при включении, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения безударного включения, она снабжена кулачковой втулкой, концентрично установленной в одной из полумуфт, с воз.можностью ограниченного поворота и взаимодействующи.м с ней упругим элементом, а на торце другой полумуфты выполкеп дополнительный кулачковый венец, вза.юдейст.вук.пдий с кулачковой втулкой, при этом зазор между торцовьши поверхиостямя ку.м.ачков при огклю-:ении fio-ibuie, чем зпзс)р ;(.ждv торцовыми поверхностями кулачков втулки и дополнительного кулачкового венца.

2.Муфта по п. L отличающаяся тем, что она снабжена размещенным между полумуфтой и кулачковой втулкой стопорным кольцом, фиксирующим последнюю от осевого смещения, а между кулачками другой полумуфты и венца выполнена кольцевая канавка, взаимодействующая при включении муфты с торцом стопорного кольца.

3.Муфта по н. 1, отличающаяся тем, что на обращенных друг к другу цилиндрических поверхностях нолумуфты и кулачковой втулки выполнены взаимодействующие между собой щлицы, имеющие зазор между боковыми поверхностями.

4.Муфта по н. 1, отличающаяся тем, что упругий элемент выполнен в виде установленных в шлицевом пазу кулачковой втулки шариков, а полумуфта выполнена с радиальными отверстиями и снабжена размещенными в них пружинами, взаимодействующими с шариками.

5.Муфта по п. 1, отличающаяся тем. что величина поворота кулачковой втулки относительно иолумуфты составляет 5°.

6.Муфта по п. 1, отличающаяся те.м, что разность скоростей вращения полумуфт составляет 200 об/мин.

7.Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена связанным с одной из полумуфт гидроцилиндром с питающим каналом и поршнем, связанным с другой полумуфтой.

8.Муфта по п. 7, отличающаяся тем, что она снабжена установленными в питающем канале многопозиционными клапанами.

9.Муфта по п. 8, отличающаяся тем, что она снабжена датчиком относительных скоростей полумуфт и связанным с ним регулировочным клапаном, установленным в питающем каHa.ie перед многопозиционными клапана.ми.

10.Муфта по п. 9, отличающаяся тем, что датчик относительных скоростей полумуфт отрегулирован на срабатывание при разности скоростей вращения полумуфт 200 об/.мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР Л 150328, кл. F 16 D 23/01, 1960.

2.Авторское свидетельство СССР Л 206955, кл. F 16 D 11;00, 1966.

UJC

IS

А- л

8-6

е- в

8- в