Кулачковая муфта сцепления

 

Использование: в машиностроении для соединения валов посредством кулачковой муфты сцепления. Сущность изобретения: муфта сцепления содержит полумуфты 2 и 4 с кулачками с односторонними скосами. На полумуфте 4 выполнены кулачки 7 для связи с обоймой 3. На полумуфте 2 установлено опорное кольцо 9 для блокировки от циклического включения. Для фиксации положения обоймы служит храповое остановочное устройство. Дополнительные кулачки на обойме 3 и полумуфте 4 имеют направление скосов, противоположное направлению скосов основных кулачков ведомой полумуфты 2. Пружина сжатия 16 размещена между упором 18 и обоймой 3. Регулировка усилия пружины 16 осуществляется гайкой 22. Муфта обеспечивает защиту привода от перегрузок. 8 ил.

ССИОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1756б83 А1

lsI)s F 16 0 11/02

ГОСУДЛРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

«:- "l " " ÈÀß

ПТ:- -"= ò! 0-7ЕЕИЯЧИ ия

5„ 4 .".,ij! Т =цд

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4764485/27 (22) 05.12,89 (46) 23.08.92, Бюл. N. 31 (71) Белорусский политехнический институт (72) А.Т.Скойбеда, А,H.Êàøïåðêî, А.А.Зенькович, ИЛА.Комяк, И.В Можаров, Н,В,Шиш, А.А.Калина и В,ИЯнченко (56) Авторское свидетельство СССР

N 1493912, кл. F 16 D 11/02, 1987. (54) КУЛАЧКОВАЯ МУФТА СЦЕПЛЕНИЯ (57) Использование: в машиностроении для соединения валов посредством кулачковой муфты сцепления, Сущность изобретения: муфта сцепления содержит полумуфты 2 и 4 с кулачками с односторонними скосами. На полумуфте 4 выполнены кулачки 7 для связи с. обоймой 3. На полумуфте 2 установлено опорное кольцо 9 для блокировки от циклического включения. Для фиксации положения обоймы служит храповое оатановочное устройство, Дополнительные кулачки на обойме 3 и полумуфте 4 имеют направление скосов, противоположное направлению скосов основных кулачков ведомой полумуфты 2, Пружина сжатия 16 размещена между упором 18 и обоймой 3. Регулировка усилия пружины 16 осуществляется гайкой

22, Муфта обеспечивает защиту привода от перегрузок. 8 ил.

1756683

30

40

55

Изобретение относится к машиностроению, а именно к кулэчковым муфтам сцепления.

Известна кулачковая муфта, содержа щая ведомый вал, установленные на нем соосно неподвижную в осевом направлении ведущую и подпружиненную к ней ведомую полумуфты с торцовыми взаимодействующими между собой кулачками, угол подьема которых больше угла трения. Механизм снабжен установленной на ведомом валу с возможноС1ьЮ вращения СООСйО вЕдомай и ведущей полумуфтам дополнительной полумуфтой с торцовыми кулачками. выполненными трапецеидальными с углами подъема, один из которых больше. а другой меньше угла трения, дополнительными кулачками с профилем. аналогичным профилю кулачков дополнительной полумуфты, размещенны-. ми на ведомой полумуфте и предназначен.ными для взаимодействия с тОрцовыми кулачками дополнительной полумуфты, а концы пружийы закреплены в ведомой и дополнительной полумуфтах, Устройство обладает недостаточной работоспособностью. так как в приводах с остаточным после размыкания муфты моментом на остановочном устройстве не обеспечивается возврат механизма в исходное состояние.

Известна кулачковэя муфта сцепления, содержащая установленные соосйо упруго поджатые друг к другу ведущую и ведомую полумуфты с торцовыми кулачками, установленное с возможностью поворота в одной из полумуфт опорное кольцо с выступами, упор, закрепленный в торце кулачка другой полумуфты с возможностью взаимодействия с выступами опорного кольца, где муфта снабжена обоймой с торцовыми кулачками, остановочным устройством, расположенным с возможностью взаимодействия с обоймой, Средство под:жатия полумуфт выполнено в виде пружины кручения, закрепленной концами на ведомой полумуфте и обойме, На торце ведомой полумуфты, обращенном к обойме, выпол- нены дополнительные кулачки, контактирующие с кулачками обоймы, при этом направление скосов дополнительных кулачков противоположно направлению скосов основных кулачков ведомой полумуфты, Муфта срабатывает только в режиме

: принудительного последовательного разобщения ведущей и ведомой полумуфт и затормаживания последней. Привод и устройство в процессе работы оказываются не защищенными от действия перегрузок, что снижает их надежность.

Цель изобретения — повышение надежности кулачковой муфты сцепления путем обеспечения ее срабатывания в двух режимах: принудительного отключения и остано- . ва ведомой части и предохранения привода от перегрузок, Указанная цель достигается тем, что в кулачковой муфте сцепления, содержащей соосно установленные ведущую и ведомую полумуфты; взаимодействующие посредстВоМ торцовых кулачков с односторонними: скосами, размещенное в одной из полумуфт опорное кольцо с выступами, расположен-. ными в контакте с упором, закрепленным в другой полумуфте, обойму; пружину, разме-. щенную между обоймой и ведомой полумуфтой, остэновочное устройство, установленное с возможностью взаимодействия с обоймой, при этом на обращенных друг к другу торцах ведомой полумуфты и обоймы выполнены дополнительные кулачки; направление скосов которых противоположно направлению скосов основных кулачков ведомой полумуфты, муфта снабжена дополнительной пружиной сжатия, размещенной между упором и обоймой, и средством регулировки усйлия пружины.

На фиг. 1 изображена кулачковая муфта, общий вид, совмещенный с разрезом по оси; на фиг, 2 — разрез А-А на фиг, 1: на фиг.

3 — разрез Б-Б нэ фиг. 2 (схема функционально значимых осевых размеров конструктивных элементов муфты); на фиг, 4 — то же, положение частей в режиме передачи муфтой крутящего момента; на фиг. 5 и 6— положение частей на разрезе Б — Б после принудительного отключения и останова ведомой полумуфты; на фиг. 7 — разрез  — 8 на фиг, 1 (остановочное устройство после затормаживания. приводимого механизма); на фиг, 8 приведена кинематическая схема вальцового прессующе-транспортирующего устройства с делением потока мощности на рабочие органы на ведомой полумуфте кулачковой муфты.

Кулачковая муфта содержит ведомый вал 1, установленные на нем соосно с возможностью вращения ведущую полумуфту 2 и обойму 3, расположенную между ними с возможностью. осевого перемещения ведомую полумуфту 4, подпружиненную к ведущей полумуфте 2 и снабженную с обеих сторон торцовыми кулачками 5 для взаимодействия с аналогичными ответными кулачками 6 ведущей полумуфты и дополнительными кулачками 7 для взаимодействия с кулачками 8 обоймы, устройство блокировки от циклического включения в виде опорного кольца 9, расположенного в расточке ведущей полумуфты 2 с возможно1756683 стью вращения таким образом,"чу торцы бачка 30, поджимаемая к корпусу при отсутего выступов 10 находятся в одной плдско- ствии тяги на электромагните возвратной сти с торцами кулачков 5 ведущей полумуф- пружиной 31. ты, Опорное кольцо 9 взаимодействует Муфта работает следующим образом. своей наружной поверхностью с поверхно- 5 При вращении рабочих органов в прястью расточки сииами трения. Для взаимо- мом направлейии крутящий момент с ведудействия с торцовыми выступами 10 на щей полумуфты 2 передается на ведомую одном иэ кулачков 5 ведомой полумуфты 4 полумуфту4 кулачковыми рядами 5 и 6, взавыполнен упор 11, Во всех кулачковых рядах имодействующими сторонами с углом подькулачки выполнены с односторонними ско- 10 ема больше угла трения. Вследствие этого сами, т.е. одна сторона кулачка имеет угол действие крутящего момента вызывает в куподъема профиля больше угла трения, адру- лачковом зацеплейий"осевую силу, действугая сторона — меньше угла трения. При этом ющую на ведомую полумуфту 4 и кулачки 5 и 7 выполнены с одинаковой атно- стремящуюся . переместить последнюю по сительно поперечного сечения ведомой по- 15 валу совместно с обоймой, так как торцы лумуфты 4 асимметрией профиля, т.е. дополнительных кулачков 7 полумуфты 4 направления скосов основных кулачков 5 и опираются на опорныЕ площадки 12 обоймы дополнительных кулачков 7 ведомой полу- 3 (фиг. 1 и 4). Однако, если величина осевой муфты 4 противоположны. На кулачках 8 силы, приложенной к обойме, и, следоваобоймы 3 для взаимодействия с торцами 20 тельно, соответствующего передаваемого кулачков 7 выполнены опорные площадки крутящего момента не превыйает усилия

12, расстояние Ь г (фиг,3) от которых до впа- пакета тарельчатых пружин 16, совместное дин кулачков 8 обоймы, как и высота hG ку- перемещение полумуфты 4 и обоймы невозлачков ведущей полумуфты, не менее можно, разности осевого размера h4 ведомой полу- 25 При передаче крутящего момента через муфты 4 и расстояния h от торца кулачков муфту выступы 10 опорного кольца 9 наховедущей полумуфты 2 до опорных площадок дятся в пределах объема, который занимали

12, при этом высота пв кулачка 8 обоймы не бы удаленные расточкой части кулачков 6 больше высоты йт кулачков 7 ведомой полу- ведущей полумуфты 2, и. таким образом, не муфты и больше высоты he кулачков 6 веду- 30 взаимодействуют с кулачками 5 полум фщей полумуфты. : ты 4, и п луму

Кулачковая муфта снабжена нерегули- При превышении крутящим моментом в руемой возвратной цилиндрической пружи- зацеплении кулачков 5 и 6 предельного знаной 13 комбинированного нагружения, чения ведомая полумуфта 4 и обойма 3, взазакрепленной зацепом 14 в ведомой полу- 35 имодействующая своим торцом 19 с муфте и зацепом 15 в обойме, и дополни- подвижной втулкой 17, начинают переметельно пакетом тарельчатых пружин 16, щаться под действием осевой силы, сжимая набранных на подвижной 17 и неподвижной пакет тарельчатых пружин 16. и поворачи18

8 втулках, размещенных со сторонй внеш- ваться относительно кулачков 6 ведущей понего торца 19 обоймы между упором 20 вала 40 лумуфты 2, 1 и средством регулировки натяга пружин . После выхода кулачков5и 6иззацеплесоответственно,При этом между втулками ния, что возможно только при наличии заэо17 и 1.8 имеется зазор, не меньший высоты ра между втулками 17 и 18 не менее высоты йе кулачков 6 ведущей полумуфты 2. Средст- йв кулачков, (в начальный период относиво регулировки натяга выполнено в виде 45 тельного вращения полумуфт2 и 4) упор 11 гайки 21 на валу 1 со стопорной шайбой 22, зацепляется эа один иэ выступов 10, огранидля предотвращения срезания уса которой чивая движение кольца 9. При этом торцы между валом 1 и неподвижной втулкой 18 выступов 10 устанавливаются напротив часустановлена шпонка23, тей торцовых поверхностей кулачков 5 севой размер набора из полумуфт 2; 4 50 (враспор), где геометрически препятствуют и обоймы 3 ограничен упором обоймы 3 тор- перемещению (включению) ведомой полуцом 19 в торец подвижной втулки t 7 и упо- муфты 4 под действием пружины 16 либо 13. ром ведущей полумуфты 2 своим внешним - Таким образом, муфта срабатывает авторцом в бурт вала 24. .томатически как предохранительная, разоба наружной поверхности обоймы вы- 55 щая ведущую и ведомую части привода. полнен храповый венец 25, являющийся Дальнейшее своббдное, вплоть до выэлементом остановочного устройства. По- ключения привода вра ф 2 следнее включает в себя(фиг,7) корпус 26, в в прежнем направлении относительно сблокотором на оси 27 установлена приводимая кированного с валом 1 через ведомую получерез толкатель 28 электромагнитом 29 со- муфту 4 опорного коль а 9 ,по ного кольца сопровождается

1756683 преодолением относительно небольших сил трения в паре расточка полумуфты — наружная поверхность опорного кольца, При этом момент силы трения на опорном кольце уравновешивается силой реакции, дополнительно прижимающей боковую поверхность выступа 10 к упору 11, что увеличивает надежность фиксации полумуфт в выключенном положении, При изменении направления вращения ведущей полумуфты 2 сила трения в паре кольцо — расточка изменяет направление, упор 11 перестает взаимодействовать с выступами 10. Опорное кольцо 9 увлекается полумуфтой 2 во вращение относительно ведомой полумуфты 4 и сходит с торцов кулачков 5, после чего перестает препятствовать замыканию муфты под действием пружины

16 или 13.

Устройство возвращается в исходное положение (фиг.1).

Для принудительного последовательного разобщения ведущей и ведомой полумуфт и затормаживания последней под действием сигнала, поступающего на электромагнит. 29, якорь последнего через толкатель 28 перемещает собачку 30 до контакта с зубьями храпового венца 25, Обойма замыкается на корпус 26. Дополнительные кулачки 7.продолжающей поворачиваться ведомой полумуфты 4 сходят c ойорных площадок 12 обоймы 3. Ведомая полумуфта под действием осевой силы (крутящего момента) перемещается по валу 1, сжимая и закручивая (раскручивая)возвратную пружину 13, до тех пор, пока кулачки 7, заходящие во впадины кулачков 8, не начнут взаимодействовать с последними боковыми сторонами с углами подъема меньше угла трения, как показано на фиг. 6. При этом происходит силовое замыкание вала 1 через кулачки 7 и 8 и остановочное устройство 25

- с корпусом 26, Таким образом, кулачковая муфта сцепления в вышеописанном режиме работает аналогичйо прототипу..Это означает, что при деформации (закручивание и сжатие) цилиндрической пружины 13 под действием движений полумуфты 4 и обоймы 3 пакет тарельчатых пружин 16 должен не деформироваться и обеспечивать таким образом неподвижность в осевом направлении втулки

17 и упирающейся в нее обоймы 3 с остановочным устройством. Поэтому принципиально осевое усилие предварительно сжатого (при монтаже) пакета тарельчатых пружин 16 должно быть больше, чем у цилиндрической пружины 13 в случае ее комбинированной деформации, соответствующей максимальному перекрытию по вы5

30

45 данном случае под действием возвратной

50 пружины 13 самопроизвольному циклическому включению ведомой и ведущей полумуфт в процессе выбега последней, а также обеспечивая блокировку от случайного включения рабочих органов без предварительного их реверсирования.

Возврат кулачковой муфты в исходное положение заканчивается тем явлением, что торцы кулачков 7 ведомой полумуфты устанавливаются на торцы выступов 12 кулачков 8 обоймы 3, Для этого полумуфта 4 под действием раскручивающейся возвратной пружины 13 должна повернуться отно соте кулачков 7 и 8 (как показано на фиг. 6).

На практике для надежной работы муфты усилие тарельчатых пружин 16 должно быть существенно больше осевой силы, развиваемой цилиндрической пружиной 13, С другой стороны, для надежного замыкания храпового венца 25 обоймы 3 с собачкой 30 (максимального снижения вероятности отбоя собачки от вершин зубьев храпового венца) необходимо исключить влияние на обойму 3 как осевых усилий, так и сил трения по торцу обоймы от действия тарельчатых пружин 16, Это дает возможность выполнять пружины 13 и 16 с любыми

5 соотношениями усилий, кроме указанного ограничения.

Для устранения влияния пружин 16 и служит бурт 20 вала 1, в который в исходном положении муфты (фиг.1) должна быть уперта втулка 17, что возможно лишь в случае, если, как показано на фиг. 1, осевой размер . набора из полумуфт 2, 4 и обоймы 3 будет не больше расстояния по валу между его буртами 20 и 24. На фиг. 1 эти размеры равны по номиналам при беэзазорном зацеплении кулачков 6 и 5, но устройство вполне работоспособно, если осевой размер пакета полумуфт меньше размера по валу. В этом случае осевая сила, возникающая на наклонных боковых йоверхностях кулачков 6 и

5, "раздвинет" полумуфты 2 и 4 до выбора зазора, пока обойма 3 не упрется торцом 20 во втулку 17. Величина перекрытия кулачков

5 и б в этом случае составит величину Л (фиг,3), меньшую высоты кулачков По и hs, Аналогично срабатыванию муфты при перегрузках к моменту принудительного выключения ведомая полумуфта переместится в осевом направлении на высоту кулачков 5 совместно с упором 10, поворачиваясь относительно кулачков 6 ведущей полумуфты и опорного кольца 9 до взаимодействия с торцовыми выступами 11, ограничивая движение опорного кольца. При этом кулачки 5 ведомой полумуфты устанавливаются своими торцами на выступы 11, препятствуя в

1756683

9 сительно обоймы 3 и переместиться в осе-: щитой их от циклического включения в провом направлении вплоть до замыкания ку- цессе дальнейшего, после срабатывания, лачков 5 с кулачками 6 ведущей вращения ведущей полумуфты и повторного полумуфты 2, включения прямого хода реверсирования

Однако в том случае, когда после затор- 5 ведущей полумуфты, обеспечивающего возмаживания рабочей машиныили механизма врат механизма в исходное положение, в со стороны последнего на вал 1 действует частности, с принудительным размыканием остаточный момент М0сг, создающий, благо- остановочного устройства. даря наличию трения в контакте язычка со- На практике встречается необходибачки 30 сзубом храпового венца 25,,усилие 10 мость одновременного останова двух и боFtp, как показано на фиг, 7, величина кото- лее рабочих органов, в частности, рого существенно больше усилия возврат- противоположного йайравления вращения, ной пружины 31 собачки. Поэтому . как у представленного на фиг. 7 вальцового известный храповыймеханизм оказывается питающего аппарата 32 с неподвижным 33 заклиненным, возврат устройства в исход- 15 и подъемным 34 вальцами. ное положение невозможен без внешнего Вследствие того, что для обеспечения силового воздействия.. . работоспособности кулачковой муфты исПосле реверсирования ведущей полу- пользованы торцовые поверхности ведомой муфты 2 сила трения в паре кольцо — расточ- полумуфты, а по внутреннему диаметру пока изменяет направление, упор 10 20 лумуфта взаимодействует с соосным ведоперестает взаимодействовать с выступом мым валом, имеется свободная йоверхность

11, Опорное кольцо увлекается полумуфтой по наружному диаметру, которая может

2 во вращение относительно ведомой полу- быть снабжена элементами, передающими муфты 4 и сходит с торцов кулачков 5, созда- крутящий момент, например, зубчатым венвая возможность осевого перемещения 25 цом 35(фиг. 1 и фиг. 8). В этом случае ведопоследней под действием возвратной пру- мая полумуфта может геометрически жины 13 до взаимодействия кулачков 5 и 6 совпадать с шестерней раздаточного редуксторонами с углом подьема меньше yrh3 тора привода рабочего органа, несоосного трения. В кулачковом зацеплении возника- валу муфты (вальца 33 на фиг. 8). ет только окружная сила, реверсирующая 30 Такое деление потока мощности максиведомую полумуфту 4 и связанные с ней мально уменьшает число динамически нарабочие органы, Полумуфта 4 и вал 1 пово- гружаемых в процессе останова рабочих рачиваются относительно замкнутой на машин конструктивных элементов и снижакорпус 26 черезхраповый венец 25 обоймы ет габариты привода.

3 в пределах сектора до взаимодействия 35 Ф о р м ул а и з о б р е те н и я кулачков 7 и 8 сторонами с углом подъема Кулачковая муфта сцепления, содержабольше угла трения, так как дополнитель- щая соосноустановленнйе ведущую и ведоные кулачки 7 и кулачки 8 имеют гарантиро- мую полумуфты, взаимодействующие ванное перекрытие (фиг.3). посредством торцовых кулачков с односто Дополнительные кулачки 7 устанавливают- 40 ронними скосами, размещенное в одной из ся на опорные площадки 12. Под действием полумуфт опорное кольцо с выступами, расокружной силы в кулачковом зацеплении положенными в контакте c упором. закреппроисходит реверсирование обоймы 3 и ленным в другой полумуфте. обойму, разблокирование остановочного,устройст- пружину, размещенную между обоймой и

45 ведомой полумуфтой, остайовочное устройУстройство возвращается в исходное ство, установленное с возможностью взаисостояние, как показано на фиг. 1 и фиг. 4, модействия с обоймой, при этом на и может быть включено на прямое направ- обращенных друг к другу торцах ведомой ление вращения рабочих органов, P полумуфты и обоймы выполнены дополниабота кулачковой муфты аналогична в 50 тельные кулачки, направление скосов котослучае, когда опорные площадки 12 выпол- . рых противоположно направлению скосов нены на кулачках 7 ведомой полумуфты. основных кулачков ведомой полумуфты, о тПредлагаемое техническое решение по- л и ч а ю щ а я с я тем. что, с целью повышезволяет обеспечить автоматическую, по ния надежности работы, она снабжена допредельному моменту, защиту привода от 55 полнительной пружиной сжатия, перегрузок, а также принудительное после- размещенной между упором и обоймой, и довательное кинематическое отключение и средством регулировки усилия дополниостанов приводимых рабочих органов с за- тельной пружины.

1756683 Риг3

1756683 а 6 S 101f У

1756683

N».Я

Составитель И. Можаров

Техред M.Moðãåíòàë Корректор О..Юрковецкая

Редактор М, Янкович

Заказ 3078 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул.Гагарина, 101