Кулачковая муфта сцепления

 

Использование: в приводах технологических машин, в частности кормоуборочных комбайнов для принудительного отключения и останова рабочих органов. Сущность изобретения: ведущая 2 и ведомая 4 полумуфты связаны между собой торцовыми кулачками 5 и 6 с односторонними скосами. Полумуфта 4 подпружинена относительно обоймы 3 и связана с ее кулачками 8 посредством кулачков 7. Кулачки 7 и 8 выполнены с двусторонними скосами. При передаче момента на обойму 3 действует осевое усилие, воспринимаемое пружинами 16. Средство фиксации обоймы 3 в окружном направлении выполнено в виде храпового стопора. При включении храпового стопора ведомая полумуфта 4 перемещается по валу 1, сжимая пружину 13, и поворачивается до выхода кулачков 5 и 6 из зацепления. Происходит силовое замыкание вала 1 через кулачки 7 и 8 с обоймой 3 и его стопорение. 8 ил. П 8 J U/ / ,.а 27 Ш С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИС TVI 1Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 16 0 ii/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1285

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4773903/27 (22) 25.12.89 (46) 07,05.93, Бюл, ¹ 17 (71) Белорусский политехнический институт (72) И.В.Можаров, Н.B.Шиш, А.А.Калина, B.È.ßí÷åíêî, А,T,Ñêîéáåäà и В,Д.Антоненко (56) Авторское свидетельство СССР № 1729175. кл, F 16 О 11(02, 1988.

Авторское свидетельство СССР № 1756683, кл. F 16 D 11/02, 05.12.89, . (54) КУЛАЧКОВАЯ МУФТА СЦЕПЛЕНИЯ (57) Использование: в приводах технологических машин, в частности кормоуборочных

- комбайнов для принудительного отключения и останова рабочих органов. Сущность, . Ж„„1813941 А1

2 изобретения: ведущая 2 и ведомая 4 полумуфты связаны между собой торцовыми кулачками 5 и 6 с односторонними скосами, Полумуфта 4 подпружинена относительно обоймы 3 и связана с ее кулачками 8 посредством кулачков 7, Кулачки 7 и 8 выполнены с двусторонними скосами. При передаче момента на обойму 3 действует осевое усилие, воспринимаемое пружинами 16. Средство фиксации обоймы 3 в окружном направлении выполнено в виде храпового стопора, При включении храпового стопора ведомая полумуфта 4 перемещается по валу 1, сжимая пружину 13, и поворачивается до выхода кулачков 5 и 6 из зацепления. Происходит силовое замыкание вала 1 через кулачки 7 и

8 с обоймой 3 и его стопорение, 8 ил.

1813941

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах технологических машин, в частности кормоуборочных комбайнов, для принудительного отключения и останова рабочих органов, Цель изобретения — повышение надежности и долговечности путем снижения уровня динамической нагруженности муфты и рабочей машины в процессе останова.

На фиг.1 изображена кулачковая муфта, общий вид, совмещенный с разрезом по оси; на фиг.2 — разрез А-А на фиг,1 (по опорному кольцу); на фиг.3 — разрез Б-Б на фиг.2 (схема функционально значимых осевых размеров конструктивных элементов муфты); на фиг.4 — положение частей на разрезе Б — Б при передаче муфтой крутящего момента в направлении рабочего движения; на фиг,5 — положение частей на разрезе Б — Б в начальный момент действия тормозного импульса; на фиг.б — положение частей на разрезе Б — Б в момент действия максимальной величины тормозного импульса; на фиг.7 — график силовой характеристики демпфирующей пружины; на фиг,8 — разрез . В-В на фиг,1 (по остановочному устройству после затормаживания приводного механизма).

Кулачковая муфта (фиг.1) 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 полумуфту4, 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 вазможностью вращения таким образом, что торцы его выступов 10 находятся в одной плоскости с торцами кулачков 6 ведущей полумуфты.

Опорное кольцо 9 взаимодействует своей наружной поверхностью с поверхностью расточки силами трения. Для взаимодействия с торцовыми выступами 10 на одном из кулачков 5 ведомой полумуфты выполнен упор 11. Кулачки 5 и 6 выполнены с односторонними скосами, т.е. одна сторона кулачка имеет угол подъема профиля больше угла трения, а другая сторона — меньше угла трения. Кулачки 7 и 8 имеют двусторонние скосы, т,е. оба угла подъема профиля больше

yrha трения, На кулачках 8 обоймы для взаимодействия с торцами кулачков 7 выполнены опорные площадки 12, расстояние hn (фиг.3) от которых до впадин кулачков 8 обоймы, как и высота hg кулачка 6 ведущей полумуфты, не менее разности осевого размера h4 ведомой полумуфты 4 и расстояния

h p от торца кулачков ведущей полумуфты 2 до упорных площадок 12, при этом высота йа кулачка 8 обоймы не больше высоты Ьт кулачков 7 ведомой полумуфты и больше высоты hg кулачков 6 ведущей полумуфты, Кулачковая муфта снабжена регулируемой возвратной цилиндрической пружиной.

13 комбинированного нагружения, закрепленной зацепом 14 в ведомой полумуфте, и зацепом 15 в обойме, и дополнительно пакетом тарельчатых пружин 16, набранных на подвижной 17 и неподвижной 18 втулках, размещенных со стороны внешнего торца

19 обоймы между упором 20 вала 1 и средством регулировки натяга пружин соответственно, При этом между втулками 17 и 18 имеется зазор; больший Ьв, но меньший меньшей высоты кулачков ha или Ьт.

Средство регулировки натяга выполнено в виде гайки 21 на валу со стопорной шайбой 22, для предотвращения срезания уса которой между валом I и неподвижной втулкой 18 установлена шпонка 23. Осевой размер набора иэ полумуфт 2, 4 и обоймы 3 ограничен упором обоймы 3 торцем 19 и в торец подвижной втулки 17 и упором ведущей полумуфты 2 своим внешним торцем в бурт вала 24, На наружной поверхности обоймы вйполнен храповый венец 25, являющийся элементом остановочного устройства, Последнее включает (фиг.8) корпус 26, в котором на оси 27 установлена приводная через толкатель 28 электромагнитом 29 собачка

30, поджимаемая к корпусу при отсутствии тяги на электромагните возвратной.пружиной 31, Привод рабочих машин и механизмов может. осуществляться не только от вала 1, но и непосредственно от ведомой полумуфты 4. на наружной поверхности которой выполняется в этом случае элемент для передачи крутящего момента, например зубчатый венец 32 (фиг,1).

Муфта работает следующим образом.

При вращении рабочих органов в прямом (рабочем) направлении крутящий момент с ведущей полумуфтой 2 передается на ведомую полумуфту 4 кулачковыми рядами

55 5 и 6, взаимодействующими сторонами с углом подъема больше угла трения, вследствие этого действие крутящего момента вызывает в кулачковом зацеплении осевую силу, действующую на ведомую полумуфту

1813941 где Pnp(ho) — усилие тарельчатых пружин 16, предварительно деформированных на величину h<, Н;

4 и стремящуюся переместить последнюю по валу совместно с обоймой, так как торцы дополнительных кулачков 7 полумуфты 4 опираются на опорные площадки 12 обоймы 3, как показано на фиг.1 и фиг.4. Однако, если величина осевой силы, приложенной к обойме, и, следовательно, соответствующего передаваемого крутящего момента не а- угол подъема кулачков 7 и 8 (фиг.3 и

5);

P — угол трения в зацеплении кулачков

7и8, обойма начинает перемещаться по валу 1. превышает усилия пакета тарельчатых пру-:. При этом часть кинетической энергии жин 16, совместное перемещение полумуф- 10 вращающихся масс переходит в потенциты 4 и обоймы невозможно.: ": . альную энергию деформирующегося пакета . При передаче крутящего момента через . тарельчатых пружин 16. муфту выступы 10 опорного кольца 9 нахо-. : ., Максимальная. величина поглощаемой дятся в пределах объема, который занимали, - .Пружинами потенциальной энергии П" ". . бы удаленные расточкой части кулачков 6 15 ведущей полумуфты 2, и, таким образом;. не:",,,,:::.".,-... взаимодействуют с кулачками 5 полумуфты - . .: " H " . = - J:Pnp(h)dh, Дж, (фиг.7), (2)

".о

При подаче сигнала на электромагнит.

29 последний через толкатель 28 перемеща- 20 rile максимальная деформация h1 определяет собачку 30 до контакта с зубьями храпо- . етсЯ величиной воэможного пеРемеЩенйЯ вого венца 25, Обойма замыкает на корпус обоймы 3 = h1 — ho, вплоть До выбоРа зазора

26 Дополнительнь18 кулачки 7 продолжаю- Мехау йоДвйжной 17 и непоДвижной 18 щей поворачиваться ведомой полумуфты 4 втулками, которое Должно быть меньше высходят с опорных площадок 12 обоймы 3; 25 соты кУлачков 7 и 8, чтобй избежать выход ведомая полумуфта под действием осевой силы (крутящего момента) перемещается по .. Подбором выше ойРеделенных пара.валу 1, сжимая и закручивая (раскручивая) метро Рпр(п), ho;. П1; а в остановочных Уст-... возвратную пружину 13, и одновременно ройствах Ударного типа (например, поворачивается относительно кулачков 6 30 храповых) величину максимального тормоз ведущей полумуфты 2 до тех пор; пока ку- . ного УсилиЯ можно снизить До Расчетной . лачки 5.и. 6 не выйдут из зацепления. а — величины Р, определЯемой соотношением кулачки 7, заходящие во впадины кулачков :

8, не начнут взаимодействовать с последни- . . Характер диссипации .потенциагьной макс мибоковыми сторонами,суугломапрофиля, 35 э ер пружHH R бУДет опреДелЯтьсЯ как показано на фиг,5. При этом происходит параметрами остановочного УстройСтва, сисиловоезамыкайиевала1черезкулачки7и СТЕМЫ ПРИВОДаИРаб Ч йМаШИНЫ ПООКОН8 и остановочное-устройство 25 с корпусом чании этого пРоцесса РабочаЯ машина . полностью останавливается, а муфта эаниПослевыходакулачков5ибиззацепле- 40 мает устойчивое положение аналогичное ния (в начальный период относительного . v®обр ж-"му-ф-4. вращения полумуфт 2 и 4 до начала контакта . Дальнейшее, после сРабаты аниЯ МУфкулачков7и8боковымисторонами)упор11 ".. ™, вРащение ведУщей пОлУМУфты в ПРеж- зацепляется за Один из выступов 10, Огра- НЕМ НаПРаВЛЕНИИ РабОЧЕГО ДВИЖЕНИЯ . ничивая движение опорного кольца 9. При 45 вплоть до вымючениЯ ЛРивода Относитель. этом торцы выступов io устанавливаются но сблокированного с BaRDM 1 чеРез ведо- напротив частейторцевых поверхностей ку- МУю полумуфту 4 ОпоРНОГО кольЦа 9 лачков 5 (враспор), чем геометрически ripe- сопРовожДает преоДолением сил тРениЯ в пятствуют перемещению (включению) паРе Расточка полумуфты- наРУжная поверведомои полумуфты 4 под Д8йстви8м пру 50 хность Опорного кольца, При этОм момент, жин 16 либо 13, как показано на фиг.5. силы тРениЯ на опоРном кольце УРавНовешивается силой реакции, дополнительно

В том случае, когда при торможении прижимающей боковую поверхность выСУ инерционных масс рабочей машины в эа- па 10 к упорУ 11, что Увеличи ает надежцеплении кулачков 7 ведомой полумуфты и 55 ность фиксаЦии полУМУфт в выключенном кулачков 8 обоймы возникает окружные усилия Р, превышающие величину, Определяе- Возвра™уфты в исхоДное положение мую соотношением; должен заканчиваться тем явлением, что р PÄÄ(h) tg(— ) торцы кулачков 7 ведомой полумуфты устанавливаются на торцы выступов 12 кулачков

1813941

8 обоймы 3, Для этого полумуфта 4 под действием раскручивающейся (закручивающейся) возвратной пружины должна . повернуться относительно обоймы 3 переместиться в осевом направлении вплоть до 5 замыкания кулачков 5 с кулачками 6 ведущей полумуфты 2.

Однако в том случае, когда после затормаживания рабочей машины или механизма со стороны последнего на вал 1 действует 10 остаточный момент Мост, создающий, благодаря наличию сил трения в контакте язычка собачки 30 с зубом храпового венца 25, усилие FT, как показано на фиг.8, приведенная величина которого существенно больше 15 усилия возвратной пружины 31 собачки. Поэтому известный храповый механизм оказывается заклиненным.

Возврат кулачковой муфты в исходное положение осуществляется реверсировани- 20 ем ведущей полумуфты 2.

При изменении направления вращения ведущей полумуфты 2 сила трения в паре кольцо — расточка изменяет направление, упор 11 перестает взаимодействовать с вы- 25 ступами 10, опорное кольцо 9 увлекается полумуфтой 2 во вращение относительно ведомой полумуфты 4 и сходит с торцев кулачков 5, создавая возможность oceeoro перемещения последней под действием 30 возвратной пружины 13 до взаимодействия кулачков 5 и 6 нескошенными сторонами с углом подъема меньше угла трения, В кулачковом зацеплении возникает только окружная сила, реверсирующая ведомую 35 полумуфту 4 и связанные с ней рабочие органы. Полумуфта 4 и вал 1 поворачиваются относительно замкнутой на корпус через храповый венец 25 обоймы 3 s пределах сектора до взаимодействия кулачков 7 и 8 40

A-4 боковыми сторонами с углом )3профиля, большим угла трения, так как дополнительные кулачки 7 и кулачки 8 имеют гарантированное перекрытие благодаря выбору функционально значимых геометрических размеров конструктивных элементов, иллюстрируемому фиг.3, Дополнительные кулачки 7 устанавливаются на опорные площадки 12; под действием окружной силы в кулачковом зацеплении происходит реверсирование обоймы 3 и разблокировка остановочного устройства 25.

Муфта возвращается в исходное состояние, как показано на фиг,1 и 4, и может быть включена на прямое направление вращения рабочих органов, Работа устройства аналогична в случае, когда опорные площадки 12 выполнены на кулачках 7 ведомой полумуфты.

Формула изобретения

Кулачковая муфта сцепления, содержащая соосно установленные ведущую и ведомую полмуфты, взаимодействующие посредством торцовых кулачков с одностронними скосами, размещенное в одной из полумуфт опорное кольцо с выступами, контактирующими с упором, закрепленным в другой полумуфте, обойму, нерегулируемую пружину, установленную между обоймой и ведомой полумуфтой, регулируемую пружину, поджимающую обойму к ведомой полумуфте, остановочное устройство, размещенное с воэможностью взаимодействия с обоймой, при этом на обращенных друггк другу торцах обоймы и ведомой полумуфты выполнены дополнительные кулачки со скосами, отличающаяся тем, что, с целью снижения уровня динамических нагрузок,"скосы на дополнительных кулачках выполнены двусторонними.

1813941 фиг.3

1813941

1813941

СРиг.7

1813941

Составитель И.Можаров

Техред М.Моргентал Корректор M.Kåðåöìàí

Редактор В.Савина

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

Заказ 1620 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Рэушская наб„4/5