Упругокомпенсационная муфта

 

Использование: машиностроение, соединение валов машин и механизмов в условиях смещений осей валов при наличии динамических нагрузок. Сущность изобретений: муфта содержит две фланцевые полумуфты , соединенные цилиндрической пружиной . На взаимно обращенных поверхностях фланцев полумуфт выполнены кольцевые и радиальные выступы. В кольцевых выступах выполнены отверстия, в которых размещены резинометаллические вкладыши. Пружина установлена зигзагообразно с образованием окружных 4 и радиальных 5 участков. Витки окружных участков 4 пружины расположены в отверстиях резинометаллических вкладышей, а витки рэдиальных участков 5 закреплены на радиальных выступах полумуфт прижимными планками. Каждый виток пружины связан с полумуфтами диаметрально противоположными участками. 5 з. п. ф-льк Зил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 16 О 3/52

ГОСУДАРСТВЕ НЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4817383!27

{22) 06;03.90 (46) 30.О7.92. Бюл, М 28 (71) Научно-исследовательский институт автоматизации производственных процессов при МГТУ им. Н. Э. Баумана (72) 8. H. богачев, О, А. Ряховский и В. А;

Верещака (М) Авторское свидетельство СССР

tk 694695, кл. F 16 D 3!52, 1978, (54). УОРУГОКОМПЕ Н СИ РУЮЩАЯ МУФТА (57) Использование: машиностроение, сое-: динение валов мавйн и механизмов в условиях смещений осей валов при наличии дййамических нагрузок, Сущность изобретения: муфта содержит две фланцевые полу4,, ЯЦ„„1751518 А1

2 муфты, соединеннйе цилиндрической пружиной. На взаимно обращенных поверхностях фланцев полумуфт выполнены кольцевые и радиальные выступы. 8 кольцевых выступах выполнены отверстия, в которых размещены резйнометаллические вкладыши. Пружина установлена зигзагообразно с образованием окружных 4 и радиальных 5 участков. Вйтки окружных участков

4 пружины расположены в отверстиях резинометаллических вкладышей, а витки радиальных участков 5 закреплены на радиальных выстуйах полумуфт прижимными планками. Каждый виток пружины связан с полумуфтами диаметрально противоположными участками. 5 з. и. ф-лы, 8 ил, 1751518

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для соединения валов машин и механизмов в условиях смещения валов и при наличии динамических нагрузок.

Известна упругокомпенсирующая муфта, предназначенная для соединения валов машин и механизмов в условиях смещения валов и при наличии динамических нагрузок, содержащая две концентричные полумуфты с пазами на обращенных одна к другой поверхностях, в которых установлены две пары цилиндрических пружин со взаимно противоположным наклоном витков. .. Недостатком известной муфты является низкая нагрузочная способность.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является упругокомпенсирующая муфта, предназначенная для соединения валов машин и механизмов в условиях смещения валов и при наличии динамических нагрузок, содержащая две фланцевые полумуфты с равномерно расположенными по окружности отверстиями разного диаметра, соединенные между собой упругим элементом в виде цилиндрической пружины, витки которой размещены в отверстиях обеих полумуфт, причем межцентровое расстояние между смежными отверстиями каждой полумуфты выполнено равным шагу витков пружины .

Недостатками известной муфты являются низкие нагрузочная и демпфирующая способности, а также низкая энергоемкость. Свободно пропущенные в отверстия витки пружины при циклических деформациях проскальзывает и трутся об острые кромки отверстий, поэтому быстро изнашиваются, При изменении направления вращения имеет место значительный люфт.

Цель изобретения — повышение нагрузочной и демпфирующей способностей, долговечности и энергоемкости, а также устранение люфта.

Указанная цель достигается тем, что муфта снабжена резинометаллическими .вкладышами, выполненными в виде двух концентрично расположенных Måòàëëè÷eских и размещенной между ними резиновой втулок, прижимными планками Г-образной формы и резьбовыми элементами, на каждой из взаимно обращенных поверхностей фланцев полумуфт выполнены кольцевой и радиальные выступы, отверстия под витки пружины расположены в кольцевых выступах полумуфт, а резинометаллические вкладыши размещены в указанных отверстиях, пружина установлена зигзагообразно с образованием окружных и радиальных участ50 внутренних торцах фланцев полумуфт выполнены кольцевые 6 и радиальные 7 выступы. В кольцевых выступах 6 имеются отверстия 8, при этом ось каждого отверстия наклонена к радиусу окружности рас55 положения отверстий, пересекающему центр оси отверстия под углом ф равным углу подъема витков пружины, Отверстия 8 в одной полумуфте смещены в окружном направлении относительно отверстий в другой полумуфте на половину. шага витков пру10

45 ков, витки окружных участков пружины установлены в отверстиях резинометаллических вкладышей с натягом, а витки радиальных участков пружины закреплены на радиальных выступах обеих полумуфт посредством прижимных планок и резьбовых элементов, при этом каждый виток пружины связан с полумуфтами диаметрально противоположными участками, отверстия в кольцевых выступах фланцев одной полумуфты смещены в окружном направлении относительно отверстий другой полумуфты на половину шага витков пружины, ось каждого отверстия наклонена к радиусу окружности расположения отверстий, пересекающему центр оси отверстия под углом, равным углу подъема витков пружины, каждая рабочая поверхность радиальных выступов полумуфт и прижимных планок выполнена в виде части боковой поверхности цилиндра с наклонными канавками, профиль и угол наклона которых соответствует профилю и углу наклона витков пружины, центр кривизны дугообразных в поперечном сечении участков указанных рабочих поверхностей расположен на оси соответствующего радиального участка цилиндрической пружины, канавки на радиальном выступе одной полумуфты смещены в радиальном направлении относительно канавок противолежащего выступа другой полумуфты на половину шага витков пружины, а внутренняя металлическая втулка резинометаллического вкладыша выполнена составной в виде по меньшей мере трех сегментов тора с радиусом кривизны оси тора, равным радиусу кривизны оси витка пружины.

На фиг, 1 изображена муфта, вид с торца; на фиг, 2 — сечение А — А на фиг. 1; на фиг, 3 — сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез

 — В на фиг, 2; на фиг. 5 — разрез Г-Г на фиг.

2; на фиг, 6 — разрез Д-Д на фиг, 2; на фиг, 7 — сечение Š— Е на фиг. 3; на фиг. 8 — сечение

Ж-Ж на фиг. 4 и 5.

Муфта содержит полумуфты 1 и 2 с фланцами 3, соединенные упругим элементом в виде цилиндрической пружины, установленной зигзагообразно с образованием окружных 4 и радиальных 5 участков. На

1751518 жины. В отверстиях 8 установлены резинометаллические вкладыши, состоящие иэ концентрично расположенных наружной 9 и внутренней металлических, а также размещенной между ними резиновой 10 втулок.

Внутренняя металлическая втулка выполнена составной в виде по меньшей мере трех сегментов 11 тора. Радиус кривизны оси тора равен радиусу кривизны оси витка пру10 жины. Окружные участки 4 цилиндрической пружины установлены в отверстиях резинометаллических вкладышей, а радиальные участки 5 закреплены на радиальных выступах 7 полумуфт посредством прижимных планок 12 и резьбовых элементов 13. Чтобы разгрузить планки 12 от действия центробежных сил, они снабжены выступами 14, упирающимися в цилиндрические поверхности 15 полумуфт и придающим планкам

Г-образную форму. Рабочие поверхности 16 и 17 соответственно радиальных выступов 7 и прижимных планок 12 выполнены в виде части боковой поверхности цилиндра.

Центр кривизны дугообразных в поперечрасположен на оси соответствующего радиального участка цилиндрической пружины, На рабочих поверхностях 16 и 17 имеются канавки 18 с поперечным сечением, очерченным подуге, радиус которой равен радиусу гп-d„/2 проволоки пружины (где d — диаметр проволоки пружины). Канавки 18 на рабочих поверхностях 16 и 17 соответственно радиальных выступов 7 и прижимных планок 12 одной полумуфты смещены в радиальном направлении относительно канавок на смежных выступах 7 и планках 12 другой полумуфты на половину шага витков пружины. Угол наклона канавок 18 к пер30

40 пендикуляру, к радиусу, проходящему через середину радиального выступа, равен углу

tp подъема витков пружины.

Муфта работает следующим образом, При вращении ведущей полумуфты, например 1, вращающий момент передается через закрепленные на полумуфтах окружные 4 и радиальные 5 участки пружины на полумуфту 2. При динамических нагрузках кинематическая энергия ударов частично

50 аккумулируется пружиной и резиновыми втулками 10, превращаясь в потенциальную энергию деформации, э частично поглощается и переходит в теплоту главным образом за счет внутреннего трения в резине втулок 10, При взаимных смещениях соединяемых валов пружина и резиновые втулки дополнительно деформируются,компенсируя смещения. Витки пружин жестко прикреплены к радиальным выступам 7 полумуфт и довольно надежно закреплены

55 ном сечении рабочих поверхностей 16 и 17 25 в отверстиях резинометаллических вкладышей, поэтому при динамических нагрузках отсутствует проскальзывание пружины в местах ее контакта с полумуфтами.

Витки пружины, установленные в отверстиях резинометаллических вкладышей, удерживаются в закрепленном состоянии силами трения, возникающими за счет упругости резины. Внутреннее отверстие реэинометаллического вкладыша должно иметь диаметр do, меньший диаметра проволоки пружины dn Чем меньше do, тем надежнее крепление пружины. При этом деформация резины будет

dil — бо яз — — - —, где дст — толщина стенки резиновой втулки 10.

Напряжения сжатия в резине бз =еэ Е— (1) ст где Š— модуль упругости первого рода для резины, Помимо напряжений сжатия оэ, возникающих при закреплении пружины. в резиновых втулках возникают также напряжения сжатия от под действием вращающего момента и напряжения сжатия о, возникающие при смещении валов, Результирующее напряжение .0 в резиновых втулках не должно превышать допускаемое напряжение (o), т. е. о —— оз +от +о (о) . (2)

Подставляя (1) в (2), получим зависимость, связывакыцую do и д,т.

О ) и acJJ) о - (ATÜ) Е

2 дст

Для обеспечения йаиболее надежного крепления пружины целесообразно принимать

do = dn — ((о) — от — о )

2 дст

Установка пружины зигзагообразно с дополнительными радиальными участками повышает нагрузочную и демпфирующую способности, а также энергоемкость муфты.

Демпфирующая способность значительно повышается также за счет внутреннего трения в резиновых втулках.

Жесткое закрепление витков пружины в отверстиях резинометаллических вкладышей и в канавках 18. повторяющих форму витков, исключает истирание витков о полумуфты и, следовательно, повышает долговечность. пружины. Отсутствие зазоров устраняет люфт при реверсировании.

Формула изобретения

1. Упругокомпенсационная муфта, содержащая две фланцевые полумуфты с равномерно расположенными по окружности отверстиями во фланцах, соединенные меж1751518 ду собой упругим элементом в виде цилиндрической пружины, витки которой размещены в отверстиях обеих полумуфт, причем межцентровое расстояние между смежными отверстиями каждой полумуфты выпол- 5 нено равным шагу витков пружины, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения нагруэочной и демпфирующей способностей, долговечности и энергоемкости и устранения люфта в момент включения муфты, 10 она снабжена резинометаллическими вкладышами с отверстиями, прижимными планками и резьбовыми элементами, на каждой иэ взаимно обращенных поверхностей фланцев полумуфт выполнены кольцевой и 15 радиальные выступы, отверстия под витки пружины расположены в кольцевых выступах полумуфт, а резинометаллические вкладыши размещены в указанных отверстиях, пружина установлена зигзагообразно с об- 20 разованием окружных и радиальных участ- . ков, витки окружных участков пружины расположены в отверстиях резинометаллических вкладышей, а витки радиальных участков пружины закреплены на радиальных 25 выступах обеих полумуфт посредством прижимных планок и резьбовых элементов, при этом каждый виток пружины связан с полумуфтами диаметрально противоположными, участками, 30

2, Муфта по и. 1, отличающаяся . тем, что ось каждого отверстия в кольцевых выступах фланцев полумуфт наклонена к радиусу окружности расположения отверстий, пересекающему центр оси отверстия, под 35 углом, равным углу подьема витков пружины, при этом отверстия одной полумуфты смещены в окружном направлении относительно отверстий другой полумуфты на половину шага витков пружины.

3. Муфта по и. 1, отличающаяся тем, что каждая рабочая поверхность. радиальных выступов полумуфт и прижимных планок выполнена в виде части боковой поверхности цилиндра с наклонными канавками, профиль и угол наклона которых соответствует профилю и углу наклона витков пружины, при этом центры кривизны дугообразных в поперечном сечении участков указанных рабочих поверхностей расположены на оси соответствующего радиального участка цилиндрической пружины, а канавки выступа одной полумуфты смещены в радиальном направлении относительно канавок смежного выступа другой полумуфты на половину шага витков пружиHbf, 4, Муфта по и. 1, отличающаяся тем, что каждый резинометаллический вкладыш выполнен в виде двух концентрично расположенных металлических и размещенной между ними резиновой втулок, при этом внутренняя металлическая втулка вкладыша выполнена составной в виде по меньшей мере трех сегментов тора с радиусом кривизны оси тора, равным радиусу кривизны оси витка пружины, 5. Муфта попп. 1 и4, отл ича ю ща яс я тем, что витки пружины установлены в отверстиях резинометаллических вкладышей с натягом.

6. Муфта по пп. 1 — 3, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что прижимные планки выполнены

Г-образной формы.

1751518

1751518

-Е

Редактор M,Ïåòðîâà Техред М.Моргентал Корректор 3.Лончакова

Заказ 2680 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