Храповая муфта свободного хода

 

Использование: в машиностроении, в автоматических инерционных трансформаторах крутящего момента, для повышения надежности. Сущность изобретения муфта снабжена обоймой 4, охватывающей полумуфту 6 с возможностью ограниченных радиальных и окружного перемещений относительно последней и подпружиненной относительно нее через упругие элементы 5 На внутренней полумуфте 2 установлены храповые собачки 8 с возможностью взаимодействия с храповыми зубьями 7 наружной полумуфты 6 Количество зубьев 7 и собачек 8 выбрано кратным трем, а их отношение не равно целому числу При вращении полумуфты 2 собачки 8 под действием центробежных сил входят во впадины зубьев 7 Муфта передает крутящий момент В случае, если собачки 8 попадают на кромку зубьев 7, упругие элементы 5 деформируются . Полумуфта 6 смещается и собачки 8 попадают во впадины зубьев 7, либо собачкм полностью выключаются и включаются следующие три собачки 8 Т к число зубьев 7 и собачек 8 кратно трем то одновременно включаться будут три собачки 8 Отношение зубьев и собачек, не равное целому числу обеспечивает холостой ход при включении меньше шага зубьев 4 ил Ё

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 16 D 41/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4773706/27 (гг) 09 11.89 (46) 07.07.92. Бюл. йа 25 (71) Челябинский филиал Научно-производственного объединения по тракторостроению "НАТИ" (72) А.С.Суетин и Г,К.Михайлин (53) 621.825.5(088.8) (56) Патент Великобритании Ф 1169028, кл. F 16 0 41/12, 1966. (54) ХРАПОВАЯ МУФТА СВОБОДНОГО ХОДА (57) Использование . в машиностроении, в автоматических инерционных трансформаторах крутящего момента, для повышения надежности. Сущность изобретения: муфта снабжена обоймой 4, охватывающей полумуфту 6 с возможностью ограниченных радиальных и окружного перемещений относительно последней и подпружиненной, Ы„„1746086 A1 относительно нее через упругие элементы

5.На внутренней полумуфте 2 установлены храповые собачки 8 с возможностью взаимодействия с храповыми зубьями 7 наружной полумуфты 6. Количество зубьев 7 и собачек,8 выбрано кратным трем, а их отношение не равно целому числу. При вращении полумуфты 2 собачки 8 под действием центробежных сил входят во впадины зубьев 7, Муфта передает крутящий момент.. В случае, если собачки 8 попадают на кромку зубьев 7, упругие элементы 5 деформируются, Полумуфта 6 смещается, и собачки 8 попадают во впадины зубьев 7, либо собачки полностью выключаются и включаются следующие три собачки 8. Т.к. число зубьев 7 и собачек 8 кратно трем, то одновременно включаться будут три собачки 8. Отношение зубьев и собачек, не равное целому числу, обеспечивает холостой ход при включении меньше шага зубьев. 4 ил.

1746086

Изобретение относится к машиностро- Кроме того, в результате. наличия холоению и может быть, например, использова- стого, хода при заклинивании храповых но в автоматических инерционных муфт, когда блокирование ведущего и ведотрансформаторах крутящего момента. мого валов происходит при некоторой скоИзвестны храповые муфты свободного 5 рости встречного движения собачек и хода, содержащие корпус с собачками и хра- зубьев, имеют место ударные нагрузки и разрушение муфт . При этом при равенстве

Недостатком таких муфт является боль- количества зубьев и собачек или их соотношое удельное давление на контактных по- шении, равном целому числу, величина макверхностях запирающих элементов. Кроме 10 симального холостого хода определяется того, такие муфты имеют большие габариты, длиной полки зуба (величиной шага зубьев).

Наиболее близкой к предлагаемой по Суменьшением величины холостогохода,а технической сущности и достигаемому эф- значит, понижением скорости встречи зубьфекту является храповая муфта свободного ев и собачек снижаются ударные нагрузки хода, содержащая две охватывающие одна 15 и, следовательно, увеличивается долговечдругую полумуфты, храповые собачки, уста- ность муфты. новленные на внутренней полумуфте с воз- Целью изобретения является повышеможностью взаимодействия с ние надежности за счет снижения напряжевыполненными на наружной полумуфте хра- ний в деталях и на рабочих поверхностяхтел повыми зубьями, приче,рабочие поверхно- 20 заклинивания, сти собачек и храповых зубьев в Указанная цель достигается тем, что поперечном сечении выполнены в виде час- храповая муфта свободного хода, содержати цилиндра. щая две охватывающие одна другую полуНедостатком известной муфты являют- муфты, храповые собачки, установленные ся BblcoKvlG напряжения на входной кромке 25 на внутренней полумуфте с возможностью вершины зуба и запирающем элементе (co- взаимодействия с выполненными на наружбачке), что приводит к выкрашиванию мате- ной полумуфте храповыми зубьями, причем риала кромки и дальнейшему разрушению рабочие поверхности собачек и храповых муфты, Это обьясняется тем, что при функ- зубьев в поперечном сечении выполнены в ционировании муфты запирающий элемент 30 виде цилиндра, снабжена обоймой, охватыи зуб в момент приложения нагрузки на вающей нэружну1о полумуфту с возможнорабочем ходе занимают бесконечное мно- стью ограниченного радиального и жество различных положений, при этом окружного перемещения и подпружиненимеют место такие позиции, при которых ной в окружном направлении относительно площадь контакта запирающих элементов 35 последней, при этом количество зубьев и теоретически локализуется до линейной. собачек выбрано кратным трем, а их отноНесмотря на местную деформацию удель- шение не равно целому числу. ные давления в связи с этим достигают В процессе вклю гения муфты происхобольших величин, что и приводит к разру-, дит сжатие упругих элементов, смещение

40 наружной полумуфты и равномерное вклюВозникновение больших разрушающих чение нескольких собачек, на которые раснапряжений в таких муфтах вызывается так- пределяется передаваемая нагрузка. Выбор же невозможностью обеспечить одновре- качества зубьев и собачек кратнымтрем поменное включение нескольких собачек и зволяет обеспечить включение трех пар сотем самым равномерно распределить пере- 45 бачка — зуб, размещенных через 120О, так аваем ю нагрузку на несколько рабочих как через три точки можно провести только одну поверхно;,тей. Это обстоятельство опреде- окружность и при таком центрировании галяется технологическими трудностями рантируется передача момента тремя парами собачка — зуб, Выбор соотношения

K недостаткам муфты относится -,àêæå 50 количества зубьев и собачек, не равным цето, что податливости сталей, обычно приме- лому числу, позволяет получить уменьшенняемых в них, не удовлетворяют условиям ное смещение зубьев относительно собачек динамического совмещения вынужде-гныхи и вследствие этого пониженный холостой собственных частот при высокоцикличе- ход на вклю".ение. ском нагоужении. Это приводит к много 55 Все это позволяет равномерно распрекратному включени . кл ючению и выключению делить нагрузку на рабочих поверхностях и запирающих элементов, элементов к их ударному по- ьнизить напряжения B деталях при работе следующему включению, вызывает боль- . муфты. шие «онтактные напряжения и разрушение Наличие пл = ощей наружной полум фты, закрепленной на з:до,o «обойме, муфты. д Я

1746086 позволяет за счет подбора упругостей обеспечить динамическое совмещение вынужденных и собственных частот, тем самым исключить ударное многократное включение и выключение запирающих элементов в течение одного рабочего цикла и увеличить долговечность муфты.

На фиг. 1 изображена предлагаемая муфта, общий вид; на фиг. 2 — то же, поперечный разрез; на фиг. 3.— схема размещения собачек и храповика; на фиг, 4 — схема неустойчивого положения собачки.

Храповая муфта свободного хода состоит из закрепленных на ведущем валу 1 ведущей полумуфты 2 и на ведомом валу 3 обоймы 4 (фиг. 1), на которой закреплена на упругих элементах.5 наружная полумуфта 6 с храповыми зубьями 7 (фиг, 2 и 3). Собачки

8 со смещенными центрами тяжести С (фиг.

4) относительно собственных осей вращения 01 закреплены на ведущей полумуфте

2. Рабочие поверхности 9 и 10 собачек 8 и храповых зубьев ? в поперечном сечении (фиг. 4) выполнены в форме части цилиндра, Зубья 7 выполнены с угловым шагом а1, а собачки 8 — с угловым шагом а2, при этом количество зубьев 7 и собачек 8 должно быть кратным трем, а их соотношение не равным целому числу, Муфта работает следующим образом, При вращении вала 1 совместно с ведущей полумуфтой 2 по часовой стрелке, когда скорость ведущей полумуфты 2 больше скорости обоймы 4 и наружной полумуфты 6, собачки 8 легко скользят по зубьям 7, обеспечивая муфте свободный ход.

По мере торможения ведущего вала 1, когда скорость ведомой обоймы 4.и наружной полумуфты 6 начинает превосходить скорость ведущей полумуфты 2, собачки 8 под действием центробежных сил входят во впадины зубьев 7 полумуфты 6 и три из них надежно сцепляют ведомую обойму 4 с валом 1. При этом рабочее усилие передается с обоймы 4 на наружную полумуфту 6 через упругие элементы 5, которые обеспечивают ей плавающее положение, В. случае, когда в первоначальный момент процесса заклинивания (фиг. 4) вершина собачки 8 попадает на кромку зуба 7, возникает неустойчивое положение собачки 8. По мере нарастания рабочего усилия на кромке зуба 7 упругие элементы 5 деформируются, наружная полумуфта 6 смещается, обеспечивая полное сползание собачки 8 либо во впадину зуба

7, либо собачка 8 выключается полностью, а включается следующая тройка собачка 8.— зуб 7. Таким образом исключается частичное (кромочное) заклинивание собачки 8 и

15 зуба 7 и, следовательно, возникновение больших удельных давлений нэ рабочих поверхностях 9 и 10 запирающих элементов 7 и 8.

Жесткость упругих элементов 5 обеспечивает их одноразовую деформацию в процессе импульса передаваемой нагрузки, исключая повторные ударные выключения и включения собачек 8, Благодаря выполнению числа зубьев ? и собачек 8 кратным трем обеспечивается од- . новременное включение трех пар собачек 8 и зубьев 7, сдвинутых на 120О, а за счет их дробного соотношения каждая следующая после включенной собачки будет смещена относительно ближайшего зуба на величину дроби этого соотношения. В результате холастой ход нэ заклинивание будет меньше шага зубьев.

20 Например, для количества зубьев п1 =

=15 и собачек п2 = 12 условие кратности трем

ni 1 выполняется. Соотношение — = 1 — не п2 4 равняется целому числу. Угловой шаг зубьев

360 о составляет а1 = = 24 . Угловой шэг п собачек Q2 = — 30 . При замкнутой

360 пг

30 муфте 1-я пара собачка — зуб заклиненэ, последующая 2-я собачка смещена, Угловое смещение собачки относительно зуба

Ла =а2 — ai = 6 или — величины шага с 1

4 зубьев (фиг. 3). Смещение 3-й собачки составы — шага зубьев или Л а =- 2 ар — 2 а =

4

=12О Смещение 4-й собачки равно 3/4 или

Ла = 3 щ — 3 а1 = 18О. Смещение 5-й собач40 ки равно 1 или Ла =4а2 — 4а1 = 24О. А так кэк смещение собачки равно шагу зуба, то 5-я собачка совпадает с зубом и зта пара будет также заклинена. Аналогичное расположение зубьев и собачек будет нэ угле 120—

45 240 и на угле 240 — 360О.

Таким образом, благодаря заданному выбору чисел собачек и зубьев в данном случае максимальный холостой ход на. заклинивание (блокирование) муфты составит

5р 1/4 от шага зубьев, т.е. меньше, чем шаг зуба, и вместе с тем обеспечивается срабатывание только трех пар собачка — зуб, размещенных через 120 .

Предлагаемая храповая муфта свободного хода в сравнении с прототипом за счет плавного и полного включения трех равнорасположенных пар зубьев и собачек с уменьшенным холостым ходом при заклинивании обеспечивает снижение напряжений на контактирующих поверхностях и

1746086 б

2 Рог. 4

Составитель А.Суетин

Редактор О.Юрковецкая Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Е,Островская

Заказ 2381 Тираж 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 деталях муфты, что позволяет увеличить ее ресурс не менее чем на 607ь.

Формула изобретения

- Храповая муфта свободного хода, содержащая две охватывающие одна другую полумуфты, храповые собачки, установленные на внутренней полумуфте с возможностью взаимодействия с выполненными на наружной полумуфте храповыми зубьями, причем рабочие поверхности собачек и храповых зубьев s поперечном сечении выполнены в виде части цилиндра, о т л и ч а ю щ а ясятем,,что, с целью повышения надежности, она снабжена обоймой, охватывающей наружную полумуфту с возможностью ограниченно5 го радиального и окружного перемещения и подпружиненной в окружном направлении относительно последней, при этом количество зубьев и собачек выбрано кратным, трем, а их отношение не равно целому чис10 лу.