Зубчатая упругая муфта

 

Использование, для передачи крутящего момента при колебаниях нагрузки и перекосах валов. Сущность изобретения: муфта содержит полумуфту 1 с зубчатым внутренним венцом и полумуфту 6 с шестернями 3 на осях 4, Шестерни 3 имеют две лыски и входя г в зацепление с венцом полумуфты 1. Ось 4 поворота шестерни 3 расположена в плоскости ее симметрии и совмещена с центром ее начальной окружности. Предусмотрен ограничитель поворота каждой шестерни 3 в виде выступов 5 на полумуфте 6, при этом шестерни 3 находятся в зацеплении с зубчатым колесом 10, установленным на конце торсионного вала 11. Колесо 10 и торсион 11 смонтированы на полумуфте 1 и представляют собой демпфирующее звено. Радиус начальной окружности зацепления каждой шестерни 3 с зубчатым венцом полумуфты 1 больше радиуса начальной окружности зацепления шестерни 3 с зубчатым колесом 10 - это приводит к увеличению части крутящего момента, передаваемого через торсионный вал 11с полумуфты 6 на полумуфту 1 и к уменьшению скорости деформации упругого элемента. Повышена несущая способность без увеличения габаритов . 4 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 16 D 3/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KOMMTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4728957/27 (22) 08.08,89 (46) 07.11 92, Бюл, К.. -41 (71) Белорусский политехнический институт (72) Н.Л,Бендик, В.С.Чешун, Л.T,Ñêîéáåäà и

Л,И.Бобровник (56) Авторское свидетельство СССР

К 1372124, кл. F 16 0 3-/18, 1988, (54) ЗУБЧЛТЛЯ УГ1РУГЛЯ МУФТА (57) Использование: для передачи крутящеt о момента при колебаниях нагрузки и перекосах валов. Сущность изобретения: муфта содержит полумуфту 1 с зубчатым внутренним венцом и r.ollóìóôòó 6 с шестернями 3 па осях 4, Шестерни 3 имеют две лыски и входят в зацепление с венцом полумуфты 1.

Ось 4 поворота шестерни 3 расположена в плоскости ее симметрии и совмещена с цен„„5U„„1774092 А1 тром ее. начальной окружности, Предусмотрен ограничитель поворота каждой шестерни 3 в виде выступов 5 на полумуфте 6, при этом шестерни 3 находятся в зацеплении с зубчатым колесом 10, установленным на конце торсионного вала 1.1. Колесо 10 и торсион 11 смонтированы на полумуфте 1 и представляют собой демпфирующее звено.

Радиус начальной окружности зацепления каждой шестерни 3 с зубчатым венцом полумуфты 1 больше радиуса начальной окружности зацепления шестерни 3 с зубчатым колесом 10 — это приводит к увеличению части крутящего момента, передаваемого через торсионный вал 11 с полумуфты 6 на полумуфту 1 и к уменьшению скорости деформации упругого элемента. Повышена несущая способность без увеличения габаритов. 4 ил.

1774092

Изобретение относится к общему машиностроени а и может быть использовано для передачи крутящего момента при колебаниях нагрузки и перекосах валов, Известна зубчатая упругая муфта, содержащая ведущую полумуфту в виде зубчатого колеса с внутренними зубьями, зацепля ощегося с зубчатыми колесами, установленными на осях, закрепленных в ведомой полумуфте, и выполненными са срезами на наружной l10BGp>;IIOGTM, между которыми расположен упругий элем -iiT, в виде набора упругих пластин (авт.св. N:

658328, кл. F 16 0 3/18, БИ 1х1" 15, 1979), Угол относительного поворота полумуфт, определяемый деформациями с.к тия упругого элемента, а следовательно. и демпфирующая способность муфты, не высоки, Долговечность упругого элемента низкая, т.к, зубчатые колеса, установленные на осях, кромками воздействуют на упругий элемент, создавая при этом дополнительно сминающее и перерезывающее воздействие на него.

Известна также зубчатая упругая муфта, содержащая полумуфту с зубчатым венцам на ее внутренней поверхности, другу а полумуфту с установленными в ней на осях с возможность,о поворота и входящими D зацепление с зубчатым венцом шестернями с двумя параллельными лысками, причем ось поворота каждой шестерни располо>кена в плоскости ее симметрии и совмешена с центром ее начальной oêðóæíîñòè, а также ограничители поворота шестерни в виде

Ъыступав на торце другой полумуфты и демпфиру ощее звено в виде связанного с первой палумуфтой одним ко гцом торсионного вала с зубчатым колесом на другам его конце, входящим в зацепление с шестернями (авт.св. Н 1372 124, кл. F 1 6 ГЗ 3/18, БИ % 5, 1988; прототип), Жесткость и демпфирующая способность муфты зависят не только от геометрических размеров и характеристик материала упругого элемента, но и ат величины крутящего момента, передаваемого через упругий элемент, и от скорости его деформации, которые, в свою очередь, зависят от параметров зубчатых зацеплений муфты, что не позволяет улучшить ее упругие характеристики без увеличения габаритов, а следовательно, и массы, Несущая способность муфты также не мо>кет быть повышена без увеличения радиальных габаритов муфты, Цель изобретения — повышение несущей способности муфты.без увеличения ее габаритов.

Поставленная цель достигается тем, что в известной зубчатой упругой муфте. садер10

2".> ляет уменьшить жесткость муфты и устранить удар ihlе нагрузки на торсианный вал, ч о увеличивает его долговечность. Увеличение части крутящего момента, передаваемога через упругий элемент, позволяет повысить нагрузочную способность муфты, т.к, уменьшается часть крутящего момента, передаваемого зубчатым венцом.

На фиг,1 изображена предлагаемая муфта, общий вид, продоль-; на фиг.2 — разрез A — A на фиг.1; на фиг,З вЂ” то же, в процес ; на фиг.4— зубчатая муфта при работе в режиме компенсации угловых смещений соединяемых валов, продольный разрез.

Зубчатая упругая муфта содержит полумуфту1 с зубчатым венцом íà ее внутренней поверхности, выполненную за одно целое со ступицей 2 или жестко соединенную с ней. В зацепление с венцом полумуфты 1 находятся шестерни 3, установленные на осях 4 с зазорами ме>кду выступами 5, предусмотренными на торце палумуфты б и служащими для ограничения угла поворота шестерни 3 при перегрузках, Оси 4 закреплены в полумуфте 6. Шестерни 3 установлены на осях 4 HB подшипниках 7 сколь>кения или качения и выполнены с двумя параллельными лысками, делящими каждую шестерню 3 на два зубчатых сектора 8 и 9, один из которых (сектор 8) находится в постоянном зацеплении с зубчатым вен30

55 жащей полумуфту с зубчатым венцом на ее внутренней поверхности, другую полумуфту с установленными в ней на осях с возможностью поворота и входящими в зацепление с зубчатым венцом шестернями с двумя параллельными лысками, причем ось поворота каждой шестерни располажена в плоскости ее симметрии и совмещена с центром ее начальной окружности, а также ограничители поворота шестерни в виде выступов на торце другой полумуфты и демпфирующее звено в виде связаннога с первой полумуфтой одним концом торсионного вала с зубчатым колесом на другом ега конце, входящим в зацепление с шестернями, радиус начальной окружности зацепления шестерни с зубчатым венцом полумуфты больше радиуса начальной окружности зацепления шестерни с зубчатым колесом, Такое выполнение зубчатых элементов позволяет без увеличения габаритов муфты увеличить часть крутящего момента, передаваемого через упругий элемент, что приводит к сни>кению динамических нагрузок в приводах машин, Кроме того, уменьшается скорость деформации упругаio элемента (закручивание торсионного вала), что позво1774092

10

20. со скосами, с которыми при достижении допустимого прочностными свойствами ма25 териала вала.11 угла закручивания взаимо30

40

50 цом полумуфты 1, а другой (сектор 9) — с зубчатым колесом 10, жестко закрепленном на конце торсионного вала 11; расположенного и жестко соединенного другим концом внутри ступицы 2 полумуфты 1. Радиус R2 начальной окружности зубчатого сектора 8 шестерни больше радиуса г2 начальной окружности зубчатого сектора 9, при этом ось

4 поворота каждой шестерни 2 расположена в плоскости ее симметрии.и проходит через точку, из которой описаны начальные окружности зубчатых секторов 8 и 9. Муфта закрыта гофрированной крышкой 12, допускающей угловые смещения полумуфт при перекосах соединяемых валов. Уплотнение осуществляется прокладкой 13 и. манжетой 14, Для исключения выхода из зацепления шестерен 3 при компенсации угловых смещений соединяемых валов ширина зубчатых поверхностей колеса 10 и венца полумуфты 1 должна быть увеличена в сравнении с обычными значениями на величину h, b, определяемую из выражения

Лb=Dща, где 0 — диаметр окружности расположения осей 4 в полумуфте 6: а — угол перекоса соединяемых валов.

Ограничение угла поворота шестерен 3 при их установке на сферических подшипниках 7 достигается конструктивным выполнением осей 4.

Зубчатая упругая муфта работает следующим образом, Крутящий момент с полумуфты 6 передается на ступицу 2 двумя потоками, Одна часть крутящего момента от полумуфты 6 передается через оси 4, шестерни 3 (зубчатые сектора 8) и зубчатый венец полумуфты

1 на ступицу 2, а другая часть — через шестерни 3 (зубчатые сектора 9), зубчатое колесо 10 и торсионный вал 11, расположенный и жестко закрепленный другим концом внутри ступицы 2 полумуфты 1, При этом происходит закручивание торсионного вала 4

11, что приводит к снижению амплитуды колебаний, действующих в элементах привода нагрузок. Торсионный вал 11 закручивается до тех пор, пока силы его раскручивания не уравновесят часть крутящего момента, передаваемого с полумуфты

6 на ступицу 2 меньшим потоком.

При этом крутящие моменты, действующие на основные звенья муфты, и их угловые скорости связаны между собой 5 соотношениями

Мп . г2 RÇ

М вЂ” м =м г2 | iЗ 2 R1

1+ —— 2 1 г2 RÇ Г2 КЗ

Ид = 0)д (1 + — — ) - O)d — 2 R1 R2 где Мп, No u Mb — крутящие моменты, передаваемые соответственно полумуфтой 6, торсионным валом 11 и зубчатым венцом полумуфты 1;

Nn, йЪ и 04 — их угловые скорости;

R1, R3, г2, R2 — радиусы начальных окружностей зубчатого колеса 10. зубчатого венца полумуфты 1, зубчатых секторов 9 и 8 соответственно.

При снижении момента сопротивления на ступице 2 происходит обратное раскручивание торсионного вала 11.

При дальнейшем увеличении момента сопротивления на ступице 2 часть крутящего момента, передаваемая через торсионный вал 11, также увеличивается, что может привести к его поломке, Для ограничения угла закручивания торсионного вала 11 на торце полумуфты 6 выполнены выступы 5 действуют соответствующие лыски на наружной поверхности шестерен 3, после чего муфта работает как жесткий элемент привода.

При наличии угловых смещений соединяемых валов полумуфта 6 с осями 4 и закрепленными на них шестернями 3 за счет зазоров в зубчатых зацеплениях или за счет установки шестерен 3 на сферических подшипниках 7 поворачивается относительно полумуфты 1 и зубчатого колеса 10.

Из приведенных зависимостей видно, что выполнение радиуса начальной окружности зубчатого сектора 8 (R2) больше радиуса начальной окружности зубчатого сектора 9 (г2) приводит к увеличению части крутящего момента, передаваемого через торсионный вал 11, и к уменьшению скорасти деформации упругого элемента, что и позволяет улучшить упругие характеристики муфты без увеличения ее радиальных габаритов (соотношение R3/R1). Несущая способность муфты при этом также может быть увеличена.

Формула изобретения

Зубчатая упругая муфта, содержащая полумуфту с зубчатым венцом на ее внутренней поверхности, другую полумуфту с установленными в ней на осях с возможностью поворота и входящими в зацепление с зубчатым венцом шесте1.нями с двумя параллельными лысками, причем ось поворота каждой шестерни расположена в плоскости ее симметрии и совмещена с центром ее

1774092 начальной окружности, а также ограничители поворота шестерни в виде выступов на торце другой полумуфты и демпфирующее звено в виде связанного с первой полумуфтой одним концом торсионного вала с зубчатым колесом на другом ее конце, входящим в зацепление с шестернями, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения несущей способности без увеличения ее габаритов, радиус начальной окружности зацепления шестерни с зубчатым венцом

5 полумуфты больше радиуса начальной ov.ружности зацепления шестерни с зубчатым колесом.

1774092

Составитель Н. Бендик

Техред М,Моргентал Корректор Л, Лукач

Редактор С, Козлова

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

За аз 3915 аказ Тираж Подписное

Т СССР

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб„4/5