Зубчатая муфта
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для соединения валов машин и механизмов в условиях повышения нагрузок и перекосов осей до 1-2° с частотой вращения до 100 об/мин. Цель изобретения - повышение надежности муфты путем равномерного перераспределения нагрузки в зацеплении и устранении зон перенапряжения. Две полумуфты в виде ступиц 6,7 с венцами 4,5 соединены промежуточным звеном. Звено выполнено в виде трубы 1 и закрепленных на ней концентрично 2,3. Венцы 4,5 входят с венцами 2,3 в зубчатое зацепление. Венцы 2,3 и 4,5 выполнены в виде жестких тонкостенных аркообразных выступов 9 (на венцах 2,3) и 10 (на венцах 4,5). Выступы 9 и 10 соединены соответственно цилиндрическими перемычками 11 и 12. Все тонкостенные элементы имеют одинаковую толщину. При передаче момента выступы 9 венцов 2,3 контактируют с охватывающими их арочными впадинами венцов 4,5. Благодаря выполнению зубчатых соединений тонкостенными, сохраняющими геометрию зубьев и впадин, нагрузка равномерно распределяется между всеми выступами,локализуясь только к центру, где находится бочкообразная часть зуба. 1 з.п.ф-лы, 7 ил. со с
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4615034/27 (22) 21.10.88 (46) 23,09.91.Бюл.М 35 (71) Производственное объединение "Уралмаш (72) В.Г.Акутин, Г.Н,Астафьев, О.И,Базлина, В.Н.Бобров, А.П.Коломейцев и Б.А.Прилепский (53) 621.825.5(088,8) (56) ГОСТ 5333-62 (54) ЗУБЧАТАЯ МУФТА (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для соединения валов машин и механизмов в условиях повышения нагрузок и перекосов осей до 1-2 с частотой вращения до 100 об/мин. Цель изобретения — повышение надежности муфты путем равномерного перераспределения нагрузки в зацеплении и устранении зон перенапряжения. Две по„„Я ÄÄ 1679079 А1 лумуфты в виде ступиц 6,7 с венцами 4,5 соединены промежуточным звеном. Звено выполнено в виде трубы 1 и закрепленных на ней концентрично 2,3. Венцы 4,5 входят с венцами 2,3 в зубчатое зацепление. Венцы 2,3 и 4,5 выполнены в виде жестких тонкостенных аркообразных выступов 9 (на венцах 2,3) и 10 (на венцах 4,5). Выступы 9 и 10 соединены соответственно цилиндрическими перемычками 11 и 12. Все тонкостенные элементы имеют одинаковую толщину. При передаче момента выступы 9 венцов 2,3 контактируют с охватывающими их арочными впадинами венцов 4,5. Благодаря выполнению зубчатых соединений тонкостенными, сохраняющими геометрию зубьев и впадин, нагрузка равномерно распределяется между всеми выступами, локализуясь только к центру, где находится бочкообразная часть зуба. 1 з.п.ф-лы, 7 ил, 1679079 Изобретение относится к металлургическому машиностроению и может быть использовано в других отраслях машиностроения для соединения валов машин и механизмов в условиях повышенных нагрузок и перекосов осей до 1-2 с частотой вращения до 100 об/мин. Цель изобретения — повышение надежности путем равномерного перераспределения нагрузки в зацеплении и устранения зон перенапряжения. На фиг,1 изображена жесткая зубчатая муфта, продольный разрез; на фиг.2 — разрез А-А на фиг,1; на фиг,3 — обойма муфты; на фиг.4 — разрез Б-Б на фиг.3; на фиг. 5— втулка муфты, на фи -.6 — разрез В-В на фиг.5; на фиг.7 — разрез Г-Г на фиг.5. Л(есткая подвижная зубчатая муфта содержит пустотелый вал в виде трубы 1, на концах которого закреплены венцы 2 и 3, входящие в зубчатое зацепление с венцами 4 и 5, Последние соединены со ступицами 6 и 7, первая из которых снабжена ограничителем 8, Венцы 4 и 5 со ступицами 6 и 7 образуют полумуфты, труба 1 с венцами 2 и 3 — соединительное звено, Венцы 2 и 3 трубы 1 и венцы ступиц 6,7, 4 и 5 выполнены пустотелыми в виде тонкостенных жестких оболочек, Зубья венцов 2 и 3 и сопряженные с ними впадины венцов 4 и 5 выполнены s виде жестких тонкостенных выступов 9 и 10 аркообразной формы, сопряженных в основании между собой последовательно цилиндрическими перемычками 11 и 12, образующими на венцах 2 и 3 впадины зубьев, а на венцах 4 и 5 — вершины зубьев. Для жесткости и сохранения геометрии выступов 9 и 10 венцы 3,2 и 4,5 имеют ребра жесткости, На венцах 4 и 5 ребра жесткости выполнены с обоих торцов в виде фланцев 13 и 14 связывающих их продольных ребер 15, выполненных вдоль каждого выступа 10. На венцах 2 и 3 ребра жесткости выполнены в виде торцового фланца 16, расположенного со стороны ступиц 6 и 7, Во фланце 16 выполнены сквозные отверстия 17 в центре каждого выступа 10, Венцы 4 и 5 фланцами, например 13, жестко соединены со ступицами 6 и 7, а венцы 2 и 3 фланцами 16 соединены, например, сваркой с трубой 1. Выступы 9, перемычки 11 и ребра 16 жесткости выполнены «а одно целое в виде единой детали, Выступы 10 перемычки 12 и ребра 13-15 жесткости выполнены за одно целое в виде единой детали, Толщина S no сечению всех элементов 9-16 выполнена 30 Основное преимущество предлагаемого решения заключается в том, что арочные полые зубья, обладая жесткостью коробчатой конструкции, одновременно податливы в пределах упругих деформаций. Поскольку упругая деформация арочных зубьев больше, чем сплошных, рабочие поверхности контактируют не по точкам или линиям, а по площадкам, Это резко снижает удельное давление и существенно повышает контактную выносливость и стойкость к резкопеременным нагрузкам. Кроме того, для смены изношенных втулок и обойм достаточно срезать сварочные швы в местах крепления. равной во избежание концентрации напряжений. Арочные зубья венцов 2 и 3 выполнены бочкообразными и имеют сферическую контактную поверхность для локализации пятна контакта ближе к центру зуба во избежание концентрации напряжений по краям зубьев. Толщина S по сечению выступов 9 и 10, перемычек 11 и 12 и ребер 13-16 жесткости, а также радиус R выступов 9 венцов 2 и 3, радиус Й1 бочек выступов 9 венцов 2 и 3, радиус Rz выступов 10 венцов 4 и 5 и внутренний диаметр 01 венцов 4 и 5 по их вершинам зубьев 12 (в качестве которых цилиндрические перемычки 12) определяются из следующих соотношений в зависимости от диаметров О трубы 1: S = (0,077...0,081) D, R = (0,154...0,16)D, Rj = (2,3...2,4) D, Rz = (0,246...0,25) D, 0 = (1,192...1,2) 0. Выполнение размеров элементов муфты согласно указанных зависимостей обеспечивает достаточно большую жесткость арочных венцов 2 и 3 и венцов 4 и 5 при сохранении их минимальных размеров, Муфта работает следующим образом. Вращающий момент от ступицы 6 через венец 4 передается на венец 2, Вращается цилиндрическая труба 1 и передает вращение через венцы 3 и 5 ступице 7. В осевом направлении труба 1 фиксируется ограничи5 телем8, При вращении выступы 9 венцов 2 и 3 контактируют с охватывающими их впадинами венцов 4 и 5, и благодаря жесткости, сохраняющей геометрию арочных зубьев и впадин, нагрузка равномерно распределяется между всеми выступами 9, локализуясь ближе к центру арочных зубьев из-за наличия бочкообразности. 1679079 Формула изобретения 1. Зубчатая муфта. содержащая две полумуфты в виде ступиц с зубчатыми венцами, соединительное звено в виде промежуточного элемента с венцами бочкообразных зубьев, входящих в зацепление с зубчатыми венцами ступиц, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем равномерного перераспределения нагрузки в зацеплении и устранения зон перенапряжения, промежуточный элемент выполнен в виде трубы, зубчатые венцы ступиц и промежуточного элемента имеют в поперечном сечении форму аркообразных тонкостенных равнотолщинных выступов, сопряженных между собой цилиндрическими перемычками, при этом венцы ступиц и 5 промежуточного элемента выполнены с фланцами на одном из торцов, жестко соединенными соответственно со ступицами и трубой. 2, Муфта по п.1, отличающаяся 10 тем, что венец каждой ступицы выполнен с дополнительным фланцем на свободном торце и ребрами жесткости вдоль каждого аркообразного выступа, соединенными с фланцами. 1679079 г. 7 Составитель В.Юдаева Редактор И,Горная Техред M.Moðãåíòàë Корректор Т,Малец Заказ 3195 Тираж 404 Подписное 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
