Упругая муфта

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях и в испытательных стендах для передачи крутящего момента и повышения точности измерения передаваемого момента. Упругая муфта содержит две полумуфты в виде втулок с резьбой на наружных поверхностях . Резьбы вьшолнены с разным направлением винтовых линий; Полумуфты охвачены втулкой с двумя кольцевыми аттестованными поверхностями для взаимодействия с преобразователями перемещений. Между полумуфтами и аттестованными поверхностями втулки установлены цилиндрические прорезные пружины. По оси муфты на полумуфтах жестко в осевом направлении закреплен торсионный валик. В процессе сборки муфты подбором длины торсионного валика в муфте создается предварительный осевой натяг, пружины сжимаются. При приложении крутящего момента к ведущей полз муфте втулка с кольцевыми аттестованными поверхностями навинчивается в ту или другую сторону (в зависимости от направления вращения), одна из пружин сжимается, а другая раскручивается . Крутящий момент передается через винтовые пары и пружины. При осевых смещениях втулки преобразователя перемещений, взаимодействуя с аттестованными ее поверхностями,вырабатьгаают электрический или другой сигнал, пропорциональный величине передаваемого крутящего момента. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. о сл ьэ СП о СП 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (я) 4 F 16 D 3/23, G 01 L 3/02

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3895443/25-27 (22) 13.05.85 (46) 23.09.86. Бюл. ¹- 35 (71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР (72) П.А.Удовидчик, Н.Т.Минченя, N.Â.Ñêoðûíèí, P.Ã.Óäoâèä÷èê и С.С.Соколовский (53) 621.825,7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 727890, кл. F 16 D 3/24, 1977. (54) УПРУГАЯ МУФТА (57) Изобретение относится к машино-: строению и может быть использовано в трансмиссиях и в испытательных стендах для передачи крутящего момента и повышения точности измерения передаваемого момента. Упругая муфта содержит две полумуфты в виде втулок с резьбой на наружных поверхностях. Резьбы выполнены с разным направлением винтовых линий; Полумуфты охвачены втулкой с двумя кольцевыми аттестованными поверхностями для взаимодействия с преобраэоватеÄÄSUÄÄ 1259058 А 1 лями перемещений ° Между полумуфтами и аттестованными поверхностями втулки установлены цилиндрические прорезные пружины. По оси муфты на полумуфтах жестко в осевом направлении закреплен торсионный валик. В процессе сборки муфты подбором длины торсионного валика в муфте создается предварительный осевой натяг, пружины сжимаются. При приложении крутящего момента к ведущей полумуфте втулка с кольцевыми аттестованными поверхностями навинчивается в ту или другую сторону (в зависимости от направления вращения), одна из пружин сжимается, а другая раскручивается. Крутящий момент передается через винтовые пары и пружины.

При осевых смещениях втулки преобразователи перемещений, взаимодействуя с аттестованными ее поверхностями, вырабатывают электрический или другой сигнал, пропорциональный величине передаваемого крутящего момента.

2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1 12

Изобретение относится к машиностроению и может быть использоваИо в трансмиссиях и испытательных стендах для передачи и контроля широкого диапазона реверсивного крутящего момента.

Целью изобретения является расширение диапазона передаваемых нагрузок и повышение точности измерения передаваемого момента.

На .фиг.l показана муфта с жесткой установкой торсионного валика, о6щий вид; на фиг.2 — то же, с подвижным в окружном направлении торсионным валиком относительно полумуфт, общий вид; на фиг.3 — схемы работы муфт в нейтральном положении (a), при Передаче крутящего момента, направленного по часовой стрелке (b), при направлении вращения против часовой стрелки (6).

Упругая муфта содержит ведущую 1 и ведомую 2 полумуфты, выполненные в виде втулок с резьбами 3 и 4 на наружных поверхностях. Резьбы 3 и 4 имеют разные направления винтовой линии. Резьбовые концы 3 и 4 полумуфт охвачены промежуточным элементом 5, выполненным в виде втулки, на наружной поверхности которой имеются две параллельные между собой кольцевые аттестованные поверхности

6 и 7 для взаимодействия с преобразователями 8 (фиг.1) и 9 (фиг.2) перемещений. Между полумуфтами l.u

2 и втулкой 5 установлены упругие элементы 10 и l l,âûïîëíåííûå в виде цилинд рических прорезных пружин, опирающихся для снижения потерь на трение на упорные подшипники 12 и 13 соответственно. Муфта дополнительно снабжена торсионным валиком 14, размещенным по оси муфты и закрепленным на полумуфтах 1 и 2 жестко в осевом направлении. Торсионный валик

14 при передаче небольших крутящих моментов закреплен с возможностью вращения относительно полумуфт (фиг,2) благодаря установке упорных подшипников 15 и 16. При передаче больших нагрузок торсионный валик 14 закрепляется жестко относительно полумуфт (фиг.l). Муфта снабжена сменными торсионными валиками 14 с разными величинами полярного момента инерции (разной жесткостью на кручение).

Конструктивно полумуфты 1 и 2 имеют разъемные фланцы 17 и 18. Для закреп59058

40.муфты 2. Пружина !О сжимается, при

5

l5

30 ления в осевом направлении торсионного валика 14 предусмотрены гайки

19 и винты 20. Преобразователи 8 и 9 перемещений закреплены на кожухе 21, связанном с неподвижным корпусом 22 с помощью рычага 23 и установленном на полумуфтах 1 и 2 с помощью подшипников 24 и 25. При использовании в качестве преобразователя 8 перемещения бесконтактных индуктивных датчиков последние соединены с мостовой схемой 26, усилителем 27, амплитудным детектором 28 и регистрирующим или указывающим прибором 29.

Упругая полумуфта работает следующим образом.

В процессе сборки муфты подбором длины L торсионного валика 14 в муфте создается предварительный осевой натяг, при этом под действием усилия Р упругие элементы 10 и Il о сжимаются. Под действием приложенного к полумуфте 1 крутящего момента, а к полумуфте 2 — момента сопротивления, происходит относительный поворот полумуфт 1 и 2. При этом благодаря тому, что полумуфта 1 имеет, например, правую резьбу, а полумуфта 2- левую, и полумуфты 1 и 2 жестко связаны между собой в осевом направлении с помощью торсиона 14, происходит осевое смещение промежуточного элемента — втулки 5, При этом, если момент направлен, например, по часовой стрелке (фиг.38 ), промежуточный элемент смещается вле-. во на величину лН, так как происходит ввинчивание втулки 5 на полумуфту 1 H вывинчивание ее с полуэтом ее длина Н, =Н, -ьН„, где

Н„- длина пружины под действием усилия Р предварительного осевого натяга; дН„ - деформация пружины под действием осевого усилия, развиваемого винтовой парой под действием приложенного крутящего момента И.

Пружина 11 удлиняется, при этом

H H,+nH Таким образом, приложенный крутящий момент уравновешивается осевыми усилиями пружин.

Передача крутящего момента непосредственно между полумуфтами l и 2 через втулку 5 не происходит, так как момент трения в резьбе мал благода ря использованию несамотормозящей многозаходной резьбы (или шариковых винтовых пар). Усилие Р осевого

1259058 предварительного натяга выбирается из условия, чтобы при приложении максимального крутящего момента не происходил отрыв (разгрузка) удлиняющейся пружины т. е. ЛНс >r ll„«„° 5 где AH — предварительное с:катце о пружины усилием P„; л Н„„,„, — деформация пружин под действием максимального крутящего момента,.

При приложении момента, направ- 10 ленного против часовой стрелки (фиг.З 6 ), втулка 5 смещается вправо, пружина 10 удлиняется, а пружина 11 сжимается.

Жесткость пружин 10 и ll выби- 15 ,рается из условия, чтобы результирующее осевое усилие л Г = аН„ уравновешивало осевое усилие в винтовых парах, возникающее под действием крутящего момента. Усилие 20 является функцией величины крутящего момента M и геометрических характеристик винтовых пар, т.e. „ = (м, 1, d), где — шаг винтовой пары; d — - диаметр винтов.

Для увеличения максимального передаваемого момента без увеличения несущей способности винтовых пар и пружин торсионный валик 14 жестко связывается с фланцами (фиг.l). В 30 этом случае крутящий момент распределяется на два потока. Один поток передается через винтовые пары и пружины, другой — через торсионный валик. Количественно перераспределе- З5 ние момента между потоками происхо" дит обратно пропорционально жесткостям на кручение названных контуров.

Лодбирая необходимую величину попарного момента инерции торсионного щ валика 14, задают необходимый закон разделения потоков крутящего момента.

При осевых смещениях втулки 5 преобразователи 8 и 9 перемещений, .взаимодействуя с аттестованными поверхностями 6 и 7, вырабатывают электрический или другой сигнал, пропорциональный величине передаваемого крутящего момента.

Симметричное выполнение муфты и промежуточного элемента обеспечивает при измерении крутящего момента компенсацию влияния осевых усилий, из— гибающих моментов и температурных полей на точность измерений, так как указанные влияния при воздействии на промежуточный элемент (втулку) уравновешивают друг друга и не приводят к перемещениям последнего в осевом направлении.

Предлагаемая муфта позволяет передать и контролировать с высокой точностью широкий диапазон реверсивного крутящего момента, снижает динамические нагрузки привода. ормула изобретения

1. Упругая муфта преимущественно для испытательных стендов, содержащая ведущую и ведомую полумуфты, взаимодействующие через несамотормозящую винтовую пару, упругое звено и блок измерения крутящего момента, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона передаваемых нагрузок и повышения точности измерения передаваемого момента, она снабжена торсионным валиком, связанным с полумуфтами, промежуточным элементом в виде втулки, охватывающей концы полумуфт и связанной с ними посредством несамотормозящей разнонаправленной резьбы, а упругое звено выполнено в зиде двух пРужин, каждая из которых установлена между втулкой и соответствующей полумуфтой.

2. Муфта по п.l, о т л и ч а ющ а я с я тем, что торсионный валик установлен с возможностью вращения относительно полумуфт °

3. Муфта по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что торсионный валик жестко связан с полумуфтами.

1259058 фиг. l фиг. 2

1259058

Составитель О.Бадеева

Редактор И.Шулла Техред Л.Сердюкова Корректор М.Шароши

Заказ 5107/36 Тираж 880 Подписное

ВНИИпИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4