Предохранительная фрикционная муфта

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для передачи вращения ограниченной величины. Цель изобретения - повышение надежности в работе за счет снижения уровня динамических нагрузок при плавном срабатывании. Полумуфты 1 и 2 связаны фрикционным диском 3, зажатым между упорным и нажимным дисками посредством пружины 5. Отжимное устройство содержит шарики 7 и 8, размещенные в гнездах переменной глубины, промежуточную втулку 6 и пружину сжатия 9. Боковые поверхности гнезд под шарики 8 выполнены криволинейными, выпуклыми в направлении шариков. При передаче крутящего момента на шариках 7 и 8 возникают распорные силы и втулка 6 под действием распорной силы шариков 8, превышающей распорную силу шариков 7 и силу сжатия пружины 9, перемещается влево. Вследствие этого возрастают угол давления шариков 8 и распорная сила, опережающая рост крутящего момента при перегрузке. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 16 0 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4447788/25-27 (22) 23.06.88 (46) 30.10.90. Бюл. М 40 (75) М.П.Шишкарев, (53) 621.825.8(088.8) (56) Поляков В.С. и Барбаш Н.Д. Муфты.

Л,: Машиностроение. 1973, с. 286, рис. 204. . (54) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ ФРИКЦИОННАЯ МУФТА (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для передачи вращения ограниченной величины. Цель изобретения — повышение надежности в работе за счет снижения уровня динамических нагрузок при плавном срабатывании. Полумуфты 1 и 2 связаны фрикционным дис,, ЯЛ„„1603090 А1 ком 3, зажатым между упорным и нажимным дисками посредством пружины 5. Отжимное устройство содержит шарики 7 и 8, размещенные в гнездах переменной глубины, промежуточную втулку 6 и пружину сжатия

9, Боковые поверхности гнезд под шарики 8 выполнены криволинейными, выпуклыми в направлении шариков, При передаче крутящего момента rà шариках 7 и.8 возникают распорные силы и втулка 6 под дейстивием распорной силы шариков 8, превышающей распорную силу шариков 7 и силу сжатия пружины 9, перемещается влево. Вследствие этого возрастают угол давления шариков 8 и распорная сила, опережающая рост крутящего момента при перегрузке. 2 ил.

1603090

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для передачи крутящего момента ограниченной величины.

Цель изобретения — повышение надеж- 5 ности за счет снижения уровня динамических нагрузок при срабатывании, На фиг. 1 изображена принципиальная схема предохранительной фрикционной муфты; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг, 1, 10

Предохранительная фрикционная муфта содержит соосные друг другу ведущую 1 и ведомую 2 полумуфты, связанные фрикционным диском 3. Нажимной диск 4 установлен свободно относительно полумуфты 1 и 15 поджат к диску 3 пружиной сжатия 5. Между упорным диском полумуфты 1 и нажимным диском 4 расположена промежуточная втулка 6, между упорным диском и втулкой 6 размещены в гнездах переменной глубины 20 основные тела качения в виде шариков 7, а между нажимным диском 4 и втулкой 6— дополнительные тела качения в виде шариков 8, Боковые поверхности гнезд перемен- 25 ной глубины под шарики 7 выполнены в виде прямолинейных плоскостей, а боковые поверхности гнезд переменной глубины под шарики 8 в виде криволинейных плоскостей, которые своими выпуклостями на- 30 правлены в сторону шариков 8 (фиг. 2).

Между упорным диском и втулкой 6 установлена пружина сжатия 9, которая может иметь начальное усилие затяжки или устанавливаться незатянутой. В последнем 35 случае длина пружины 9 должна быть такой, чтобы в статическом положении был обеспечен контакт шариков 8 с диском 4 и втулкой 6, как показано на фиг. 2, т.е. враспор, что необходимо для уменьшения глубины 40 гнезд под шарики 8, а значит, и диаметра последних. В том случае, если пружина 9 имеет начальное усилие сжатия, оно должно быть меньше начальной силы сжатия пружины 5. 45

Для регулирования силы сжатия пружины 5; а значит, и величины передаваемого крутящего момента, предназначен регулировочный элемент 10.

Для уменьшения трения между нажим- 50 ным диском 4 и пружиной 5 может быть установлен упорный подшипник (не показан).

Муфта работает следующим образом.

Половина крутящего момента (при двух 55 поверхностях трения) передается на нажимной диск 4 от полумуфты 1 через шарики 7, промежуточную втулку 6 и шарики 8. Г1ри работе нажимной диск 4 сместится в окружном направлении вместе с втулкой 6 относительно полумуфты 1, в результате чего шарики 7 вступят в контакт с гнездами упорного диска и втулки 6 будут участвовать в передаче крутящего момента. В результате это(о на шариках 7 и 8 возникают распорные силы, причем их величины соответственно равны:

Т Т

Р1 2r tg Р2 2 Я ф где Т вЂ” крутящий момент, передаваемый муфтой;

r — радиус окружности, на которой расположены центры шариков 7 и 8;

a — угол между боковой поверхностью гнезда под шарики 7 и осевой плоскостью муфты, проходящей через ось шарика;

Р- угол между касательной в точке касания шарика 8 с гнездом и осевой плоскостью муфты, проходящей центр шарика для положения шарика 8, показанного на фиг. 2, т.е. для статического положения.

Гнезда под шарики 7 и 8 профилируются таким образом, чтобы P ) а. Отсюда следует, что Fp 2 > Fp 1 поэтому в начальный период работы втулка 6 переместится влево до тех пор, пока сумма распорной силы на шариках 7 и силы сжатия пружины 9 не уравновесит распорную силу на шариках 8.

Величина угла Р выбирается такой, чтобы распорная сила на шариках 8 была достаточной для преодоления суммы распорной силы на шариках 7 и начального усилия затяжки пружины 9. Только в этом случае будет обеспечено перемещение втулки 6 влево в начальный период работы муфты.

Осевое равновесие втулки 6 дает

Fp1+ F1 — Fp2, " = гг (tgP1 — tga), (1)

Тн где F1 — сила сжатия пружины 9, соответствующая передаче номинального крутя щего момента Т, Р1- угол между касательной в точке касания шарика 8 с гнездом и осевой плоскостью муфты, проходящей через центр шарика, соответствующий передаче номинального крутящего момента.

Номинальный крутящий момент, передаваемый муфтой, определяется по известной формуле

Тн = (2) где F — начальная сила сжатия пружины 5;

Rcp — средний радиус трений фрикционных пар;

f — коэффициент трения.

Увеличение крутящего момента приводит к возрастанию распорных сил на шариках 7 и 8. Это, в свою очередь, приводит к

1603090

Формула изобретения

Фог2

Составитель Ю.Доможилов

Техред М.Моргентал Корректор В,Гирняк

Редактор М,Товтин

Заказ 3371 — Тираж 534 Подгисное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 увеличению правой части равенства (1). Следовательно, осевое равновесие втулки 6 нарушается и она перемещается влево, дополнительно сжимая пружину 9. Перемещение втулки 6 происходит до момента установления ее нового равновесного положения. При этом шарики 8 перекатываются по гнездам переменной глубины, что приводит к увеличению угла Р. Путем подбора формы кривых, очерчивающих боковые поверхности гнезд переменной глубины под шарики 8, а также жесткости пружины 9 и угла а можно добиться того, чтобы соблюдалось следующее равенство

2г (9k — т9а), (3) где Pz — угол между касательной в точке касания шарика 8 с гнездом и осевой плоскостью муфты, проходящей через центр шарика, соответствующий новому равновесному состоянию втулки 6;

F 1 — сила сжатия пружины 9, соответстt вующая указанному состоянию втулки 6.

Осевые зазоры между шариками 7 и гнездами выбираются такими, чтобы во всем интервале крутящих моментов, которые может передавать муфта, было обеспечено перемещение втулки 6 на величину, обеспечивающую необходимый угол j3 .

Число пар поверхностей трения может быть больше двух. Для уменьшения трения между пружиной 9 и втулкой 7 может быть установлен упорный подшипник (не показан).

Как вариант, начальный угол Р может быть равным или меньшим угла а, в этом случае радиус окружности, на которой расположены центры шариков 8, должен быть меньше аналогичного размера для шариков

7 на величину, достаточную для того, чтобы обеспечивалось условие Р2 FP 1

Ввиду малости величины силы трения качения, действующей при перемещении шариков 7 и 8 в соответствующих гнездах, в приведенных расчетах ее значения не учи5 тывалось.

Предохранительная фрикционная муфта, 10 содержащая расположенные соосно ведущую и ведомую полумуфты, взаимодействующие посредством фрикционного диска, размещенного между закрепленным на ведущей полумуфте упорным и свободно уста15 новленным подпружиненным в осевом направлении нажимным дисками, отжимное устройство, включающее тела качения, расположенйые в гнездах переменной глубины, одни из которых выполнены в упор20 ном диске, и средство регулирования пружины, поджимающей нажимной диск, отличающаяся тем, что, с целью . повышения надежности за счет снижения уровня динамических нагрузок при сраба25 тывании муфты, отжимное устройство снабжено промежуточной втулкой, размещенной между упорным и нажимным дисками, дополнительной пружиной и дополнительными телами качения, располо30 женными без зазора в выполненных в нажимном диске и .промежуточной втулке гнездах, переменной глубины с выпуклой криволинейной формы боковой поверхностью, на противоположном торце проме35 жуточной втулки выполнены гнезда переменной глубины под основные тела ка-. чения, а дополнительная пружина сжатия установлена между упорным диском и промежуточной втулкой, причем усилие допол40 нительной пружины меньше усилия основной пружины.