Упругая муфта

 

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться во всех отраслях народного хозяйства для соединения валов и механизмов в условиях динамических нагрузок. Цель изобретения - повышение надежности и срока службы муфты путем расширения участка квазинулевой жесткости и придания муфте после этого участка упругих свойств с устойчивой упругой характеристикой. Упругая муфта состоит из двух полумуфт 1 и 2, связанных основными и дополнительными соединительными звеньями. Основные соединительные звенья состоят из опорных элементов 3 и 7, шарнирно закрепленных на полумуфтах, связанных пружинами 5 и 8. Пружины 8 расположены с зазором Λ 1 относительно опорных элементов 3. На опорных элементах 3 и 7 имеются цилиндрические пальцы 4 и 6. Дополнительные соединительные элементы состоят из опорных элементов 10 и 11, шарнирно установленных на полумуфтах. На опорных элементах 10 и 11 имеются цилиндрические пальцы 12 и 13. На пальце 12 закреплена пружина 14. Между свободным концом пружины 14 и опорным элементом 10 имеется зазор Δ 2. При превышении крутящего момента полумуфта 1 смещается относительно полумуфты 2 в окружном направлении. При Δ 1 = 0 в работу вступают пружины 8. При Δ 2 = 0 в работу вступают пружины 14. Муфта выполнена так, что пальцы 4 и 6, 12 и 13 не вступают в контакт друг с другом. Пальцы 4 и 6, 12 и 13 не являются ограничителями сжатия пружин. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1580071 А 1 (51)5 F 16 D 3/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сл

00 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

l (21) 4481957/25-27 (22) 14.09.88 (46) 23.07.90. Бюл. № 27 (75) Г. В. Архангельский (53) 621.825.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 569770, кл. F 16 D 3/56, 1975. (54) УПРУГАЯ МУФТА (57) Изобретение относится к машиностроению и может использоваться во всех отраслях народного хозяйства для соединения валов и механизмов в условиях динамических нагрузок. Цель изобретения — повышение надежности и срока службы муфты путем расширения участка квазинулевой жесткости и придания муфте после этого участка упругих свойств с устойчивой упругой характеристикой. Упругая муфта состоит из двух полумуфт I и 2, связанных основными и дополнительными соединительными звеньями. Основные соединительные звенья состоят из опорных элементов 3

2 и 7, шарнирно закрепленных на полумуфтах, связанных пружинами 5 и 8. Пружины 8 расположены с зазором Ai относительно опорных элементов 3. На опорных элементах 3 и 7 имеются цилиндрические пальцы 4 и 6. Дополнительные соединительные элементы состоят из опорных элементов 10 и 11, шарнирно установленных на полумуфтах. На опорных элементах

10 и 11 имеются цилиндрические пальцы

12 и 13. На пальце 12 закреплена пружина 4. Между свободным концом пружины 14 и опорным элементом 10 имеется зазор Л . При превышении крутящего момента полумуфта смещается относительно полумуфты 2 в окружном направлении.

При Л =О в работу вступают пружины 8.

При Л =О в работу вступают пружины 14.

Муфта выполнена так, что пальцы 4 и 6, 12 и 13 не вступают в контакт друг с другом. Пальцы 4 и 6, 12 и 13 не являются ограничителями сжатия пружин. 2 ил.

1580071

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться во всех отраслях народного хозяйства для соединения валов и механизмов для снижения динамических нагрузок и повышения надежности и срока службы привода.

Цель изобретения — повышение надежности и долговечности привода.

На фиг. 1 изображено конструктивное выполнение предлагаемой муфты; на фиг. 2-графическое изображение упругой характер ист ики м уфты.

Упругая муфта состоит из наружной полумуфты 1 и концентрично установленной ей внутренней полумуфты 2, связанных соединительными звеньями. Основные соединительные звенья состоят из опорных элементов 3, шарнирно закрепленных на внутренней полумуфте 2, имеющих цилиндрические пальцы 4, на которых одним концом закреплены пружины 5 сжатия. Другим концом пружины 5 закреплены на пальцах б опорных элементов 7, шарнирно установленных на другой полумуфте 1. На опорных элементах 7 также закреплены пружины

8, которые скользят по цилиндрическим втулкам 9, жестко закрепленным на опорных элементах 3. Между свободным концом пружины 8 и опорными элементами 3 имеется зазор Ль Пружины 5 и 8 образуют один блок пружин. Муфта выполнена таким образом, что пальцы 4 и 6 при ее работе не вступают в контакт, т. е. не выполняют функцию ограничителей.

Дополнительные соединительные элементы состоят из опорных элементов 10, шарнирно установленных на полумуфте 2, и опорных элементов 11, шарнирно установленных на полумуфте 1. На опорных элементах 10 и 11 имеются цилиндрические пальцы 12 и 13. На гальце 2 закреплена пружина 14, второй конец которой может свободно перемещаться вдоль пальца 13.

Между свободным концом пружины 14 и опорным элементом 10 имеется зазор

Ле. При Л =0 в работу вступает пружина

14. Муфта выполнена таким образом, что пальцы 12 и 13 не контактируют между собой во время работы, т. е. всегда зазор Ле)0, и пальцы 12 и 13 не являются ограничителями.

Таким образом, муфта содержит пары соединительных звеньев, состоящих из основных и дополнительных. Таких пар может быть несколько n=2,3,4... Минимальное число пар n=2. На фиг. 1 изображена муфта, имеющая четыре пары соединительных элементов n=4 (изображена одна пара, а вместо остальных указаны осн).

Оси шарниров пальцев основных и дополнительных соединительных звеньев смещены относительно друг друга в окружном направлении, причем величина окружного

30 смещения у осей шарниров пальцев дополнительных соединительных элементов больше, чем величина смещения у осей шарниров пальцев основных соединительных звеньев.

Муфта работает следующим образом.

При приложении к полумуфте 1 вращающего момента М„(фиг. 1) за счет податливости пружин 5 угол у уменьшается относительно полумуфты 2 на угол q относительного поворота полумуфт, равный

q=7i Vi р где у =у (0) — значение угла у, при котором деформация пружин 5 равна нулю.

Упругий момент М„, возникающий на полумуфтах под действием йружин 5 М„=М„8, имеет характер полуволны синусоиды и изменяется по кривой OAN (фиг. 2). В точке

А упругий момент М„=М„4 достигает максимального значения М,, после которого участок AN упругой характеристики является неустойчивым. В муфте в точке А (фиг. 2), т. е. при q=q, зазор Ai становится Л =О и в работу вступают пружины 8. Обозначают через М„е упругий момент на полумуфтах, создаваемый пружинами 8. Тогда при q)q,, т. е. после точки А (фиг. 2), упругий момент на полумуфтах

М у в = Чуе+ М уе, а жесткость С„муфты

С У (М 5+М 8)

Ь/

Когда угол q достигает значения q=

=О + qp (фиг. 2), момент М„8=0, т. е. в точке В Af„=Ì 8=М8.

Обозначают осредненную жесткость на участке ОА через С, а на участке А — Cp.

3а счет податливости пружин 8 упругий момент М„на участке АВ изменяется в малых пределах, т. е. жесткость весьма мала — квазинулевая.

Длина пружины 14 выбирается таким образом, что при q=q,+qp становится зазор Л =О, т. е. в точке В в работу вступают пружины 14, которые создают на полумуфтах упругий момент М„ 4, а общий момент

Му — — Му5+ Муе+ Му!4.

3а счет жесткости пружин 14 можно обеспечить на участке (фиг. 2) среднюю жесткость Ci»Cp. На фиг. 2 пунктирными линиями показаны линеаризованные участки ОА, АВ, BD.

По мере роста угла q относительного поворота полумуфт углы у и у уменьшаются. Чем меньше угол уцоь тем меньше интервалы q, и qp. Поэтому невыгодно выбирать малые значения yi(0). То же самое относится к углу у>. Но кроме того, при уменьшении у происходит выбор зазора

Л>. Поэтому для увеличения интервала д (фиг. 2) угол у (0) следует выбирать больше yi(0).

В предлагаемой муфте после участка квазинулевой жесткости в работу вступают

1580071

Формула изобретения

Фиг.2

Составитель И. Шестакова

Редактор О. Головач Техред А. Кравчук Корректор С. Черни

Заказ !998 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям в открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К вЂ” 35. Раушская наб., д. 45

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 пружины, что делает муфту податливой, и это способствует снижению динамических нагрузок и является одним из достоинств.

Проведенные теоретические исследования динамики одномассовой динамической модели с данной муфтой и линеаризованной по участкам ее упругой характеристикой при C1=C показали, что при скачкообразном приложении нагрузки М„коэффициент динамичности К, по возмущению М при определенных значениях участка до квазинулевой жесткости и величины Со может быть

Кд — 1.

Таким образом, предлагаемая муфта за счет расширения участка квазинулевой жесткости снижает динамические нагрузки, что приводит к повышению надежности и долговечности привода.

В предлагаемой муфте жесткость муфты от пружин 5 на участке AN (фиг. 2) отрицательна, а от пружин 8 — положительна, что дает возможность при суммировании получить участок малой квазинулевой жесткости.

Снабжение муфты дополнительными пружинами и дополнительными соединительными элементами позволяет снизить динамические нагрузки и повысить надежность и срок службы привода.

Упругая муфта, содержащая две концентрично установленные полумуфты, свя5 занные соединительными звеньями в виде пальцев с опорными элементами, шарнирно установленных на обращенных одна к другой поверхностях полумуфт со смещение1и осей шарниров в окружном направлении один относительно другого и пружин, установленных на пальцах, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и срока службы путем расширения участка квазинулевой жесткости, она снабжена дополнительными пружинами и дополнительными соединитель15 ными звеньями, дополнительные пружины установлены концентрично пружинам основных соединительных звеньев, причем величина окружного смещения осей шарниров пальцев дополнительных соединительных звеньев больше, чем величина смещения осей шарниров пальцев основных соединительных звеньев, а дополнительные пружины и пружины дополнительных соединительных звеньев расположены с зазором по отношению к опорным элементам пальцев, установленных

25 на внутренней полумуфте.