Упругая муфта Советский патент 1980 года по МПК F16D43/20 

(54) УПРУГАЯ МУФТА

I

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено дПя снижения динамических нагрузок в приводах тяжело нагруженных машин.

По основному авт.св. № 566041 известна упругая муфта, содержащая ведущий вал, соединенный с солнечной шестерней, взаимодействующей через сателлиты с эпициклическим колесом, закрепленным в подвин ном корпусе, снаб-. женном рычагом, ведомый вал, соединен-: ный через водило с сателлитами, и пружину, закрепленную на рычаге корпуса и неподвижном основании l.

Недостатком муфты является постоянная жесткость и связанные с этим динамические нагрузки в приводе.

Согласно изобретению, с целью автоматического уменьшения динамически.х нагрузок, муфта снабжена регулятором, выполненным в виде размещенной параллельно оси муфты штанги, установленной на ведомом валу муфты солнечной шестерни и соединенной с ней посредст-

.ОМ сателлитов эпициклической шестерс закрепленным на ней рычагом, при этом штанга одним концом соединена с упругим элементом, а другим концом шарнирно соединена посредством тяг с рычагом на эпициклической шестерне и с основанием.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид му( на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на

to фиг. 3 - разрез Б-Б фиг. 1; на фиг. 4 пространственная схема муфты; на фиг. 5 характеристика жесткости муфты; где М крутяищй момент, передаваемый муфтой, f - угол поворота эпициклической шес15терни муфты,Мд- момент предварительной закрутки пружины регулятора.

Упругая муфта содержит ведущую солнечную вал-шестерню 1, сцепленную через сателлиты 2 с эпициклической шес20терней 3, и водило 4 с валом 5. Эпициклическая шестерня 3 установлена с возможностью поворота относительно эси муфты и снабжена рычагом 6, к ко:торому шарнирно присоединен одним концбм упругий элемент 7, со§Диненньй другим концом с основанием 8, выполйеиным в виде башмака. Основание 8 шарнирно смонтировано на жесткой штанге 9, Муфта снабжена регулятором, установленным соосно с муфтой и вьтопненньпл в виде планетарного механизма, который состоит из солнечной шестерни 10, связанной через сателлиты 11 с эпициклической .шестерней 12 и водилом 13, соединенным с ведомым валом 14. Эпициклическая шестерня 12 установлена с возможностью поЕ/орота относительно оси муфты и снабжена рычагом15, который связан шарнирно с жесткой штангой 9 с помощью двух тяг 16 и 17. Штанги образуют совместно с планетарным механизмом параллелограмм, вершины которого обозначены буквами (фиг. 4). Звено параллелограмMapj R (тяга 16) вершиной Dg, шарнир но присоедийено к; неподвижной раме 18 и подпружинено с помощью упругого элемента. 19, выполненного в виде плоской спиральной пружины. Один конец пружины. 19 закреплен .на звене г. t а другой - на неподвижной раме 18. Звено СРг,. (тяга 17) шарнирно соединено с рычагом 15 в точке С„ с тягой 16 и штангой 9 в точке Р . Осталь йыми двумя звеньями параллелограмма в кинематическом смысле являются параллельная звену 1),Рт / раллельная звену СРг. . Звено . параллельно оси пружины 7 (т.е. осиБ,Р Направление перемещения эпициклической шестерни 3 и эпициклической шес терни 12 обозначено стрелками К, а г- - .траектория перемещения точек г, и г обозначена соответственно кривыми Ь. и bj . Назначение регулятора заключается в реакции его на постоянную или низкочас тотную составляющую нагрузки путем деформации параллелограмма Ог,-Ог.Рг.С. в результате чего осуществляется автоматическоеслежение квазинулевьм участком другой характеристики муфты (фиг. 4) за нагрузкой, передаваемой муфтой. Работа муфты осуществляется следую щим образом. При вращении ведущего солнечного вала-шестерни 1 против часовой стрелки эпициклическая шестерня 3 муфты, нагружена реактивным моментом от передаваемого крутящего момент в направлении стрелки К. Крутящий моV64 цент через сателлиты 2 и водило 4 пере дается на ведомый вал 5, а от него на сопнечщЮ шестерню 1(3 регулятора. Далее через сателлиты 11 и водило 13 крутящий момент передается на выходной вал 14, при этом эпициклическая шестерня 12 тоже нагружается реактивным моментом в направлении стрелки К. При постоянном передаваемом крутящем моменте точки Dg . и Bt i принадлежащие регулятору и муфте, находятся на одной оси, параллельной оси муфты. Также совпадают-точки Р и Р,за счет создания предварительной закрутки пружины 19. При наложении постоянной или низкочастотной составляющей на величину постоянного передаваемого момента, эпициклическая шестерня 12 регулятора, преодолевая усилие предварительной закрутки пружины 19, начинает вращаться в направлении стрелки К, при этом параллелограмм ., реагируя . . на возмущение, деформируется, в результате чего точка Р, L параллелограмма передает усилие через жесткую штангу 9 на основание 8 пружины 7. Основание 8 под воздействием этого усилия перемещается вдоль кривой L , изменяя „лечо действия окружного усилия на пру 7. Параметры муфты могут быть выбраны таким -образом, чтобы автомати.е слежение , за постоянной или низкочастотной составляющей осуществлялось лишь на квазинулевом .участке упругой характеристики муфты (фиг. 4 , участок - Ц ). Предварительная закрутка пружины 19 обеспечивает начало работы регулятора при выполнении неравенства , где Д/ - крутяший момент на эпициклической шестерне 12 регулятоДД - момент от предварительной закрутки пружины 19 (он является границей квазинуле вого участка упругой характеристики муфты). обеспечивается поведение регулятора как жесткой сис , , темы., Верхняя граница частот нагрузки, к которой регулятор становится чувствительным, определяется его собственной частотой, которая зависит от жесткосту пружины 19 и приведенного момента .инерции регулятора. Следовательно, регулятор реагирует на возмущение, начиная с некоторой частоты, которая может быть задана заранее. В качестве примера рассмотрим типовой режим работы, муфты. При пуске двигателя крутящий момент через ведущий солнечный вал-шестерню 1, сателлиты 2 и водило 4 передается на ведомый вал 5. При этом эпициклическая шестерня 3 нагружается реактивным моментом в направлении стрелки К Под действием окружного усилия от этого момента пружина 7 сжимается, в результате чего шестерня 3 поворачивается в направлении стретки К до тех пор, пока усилие сжатой пружины 7 не уравно весит окружное усилие от реактивного момента. На упругой характеристике (фиг. 5) этот процесс изображается участ ком Q-l. Так как пружина 19 регулятора установлена с предварительной закруткой, равной моменту М j , то покаМ ЛД5 , эпициклическое колесо 12 регулятора остается неподвижным. Далее происходит передача постоянно- гр крутящего момента от вала 5 через сателлиты 11 и водило 13 к выходному вайу 14. При этом точки Pj и Pg находятся на одной оси, параллельной оси :Муфты. Рабочий участок характеристики муфты обозначен 1-П (фиг. 5). ПриЛЛ ЛЛз эпици1шическая шестерня 3 муфты вращается в направлении стрелки К, сжимая пружину 7. Одновременнов том же направлении поворачивается эпициклическая шестерня 12 регулятора, преодолевая усилие предварительной закрутки пружины 19, при этом параллелограмм деформируется, перемещая точку PJ по траектории Ь 2 (фиг. 4). Так как очка Pj параллелограмма шарнир, но связана жесткой штангой 9 с точкой Р муфты, то, следовательно, и точка Р начинает перемещаться по аналогич ной траектории 1. . При этом проиаходит автоматическое слежение квазинулевым участком Т - П упругой характерис тики жесткости (фиг. 5) за изменяющейся. нагрузкой. Для наброса нагрузки участок рабочей характе ристики муфты обозна чен на фиг. 5 I-II- . Если нагрузка продолжает возрастать, муфта переходит на еще более высокий участок квазинулевой характеристики, „Т-ц и т.д. При уменьшении передаваемого момента до номинальной величины пружина 19 возв р ащает звено 16 параллелограмма в исходное положение, при этом точка Pj перемешается по траектории Ь, в обратную сторону, увлекая за собой точку Р. с помощью штанги 9 по аналогичной траектории L, . Рабочий участок,характеристики муфты снова изобразится участком I- и . Таким образом предлагаемая муфта обеспечивает автоматическое слежение за изменяющейся нагрузкой квазийулевым участком своей упругой характеристики, т.е. участком высокой податливости, за счет чего обеспечиваются минимально возможные коэффициенты динамичности на различных режимах работы машины, а, следовательно, минимальные динамические нагрузки в приводе. Это позволяет надежно защищать привод от повре- ждений и проектировать его с минимапьными запасами прочности. Формула изобретения Упругая муфта по авт.св. № 566041, отличающаяся тем, что, с целью автоматического обеспечения минимальных динамических нагрузок, она снабжена регулятором, выполненным в виде размещенной;параллельно.- оси муфты щтанги, установленной на ведомом валу муфты солнечной шестерни и соединенной с ней посредством сателлитов эпициклической шестерни с закрепленным на ней рычагом, при этом штанга одним кондом соединена с упругим элементом, а другим концом шарнирно соединена посредством тяг с рычагом на эпициклической шестерне и с основанием, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе j Авторское свидетельство СССР 566041, кл. Р 161 43/20, 1977. н

/J

/

19

18 Uf н . 1