Обгонная муфта

 

Использование: в транспортном машиностроении в механизмах для передачи вращения между валами. Сущность изобретения. Одна из полумуфт насажена на вал и кинематически связана с рычагом. Имеется блокирующий механизм включения, содержащий корпус, регулировочную гайку с лапками и упругий элемент. Рычаг имеет выступы, расположенные с возможностью взаимодействия с диаметральной канавкой на торце вала, полумуфты выполнены с торцовыми зубьями. Упругий элемент установлен в радиальных прорезях корпуса с возможностью контакта с подвижной полумуфтой и совместного перемещения с ней в режиме свободного хода. Подвижная полумуфта перемещается на величину высоты зацепления зубьев, равную разности высот выступов на рычаге. Лапки на гайке имеют возможность одновременно взаимодействовать с выступом рычага при обгонном режиме работы. 11 ил.

Изобретение относятся к машиностроению, в частности к транспортному машиностроению, и может быть использовано в механизмах для передачи вращения между валами.

Известны муфты, содержащие две полумуфты, одна из которых насажана на вал, регулировочную гайку, кинематически связанную с насажанной на вал полумуфтой [1] Недостаток таких муфт недостаточная надежность в работе.

Наиболее близкими к изобретению являются обгонные муфты, содержащие две полумуфты, одна из которых насажана на вал, рычаг, кинематически связанный с насажанной на вал полумуфтой [2] Недостатком таких муфт является узкая область применения.

Изобретение направлено на устранение указанных недостатков и обеспечивает расширение эксплуатационных возможностей, а также повышение надежности работы механизма в целом.

Поставленная цель достигается тем, что в обгонной муфте содержащей две полумуфты, одна из которых насажана на вал, рычаг, кинематически связанный с насажанной на вал полумуфтой, имеется блокирующий механизм включения, содержащий корпус с радиальными прорезями и торцевыми щелями, регулировочную гайку с жестко закрепленными на ее торце двумя парами лапок, и упругий элемент, рычаг выполнен с выступами, расположенными ортогонально друг другу с возможностью взаимодействия с выполненной на торце вала диаметральной канавкой, полумуфты выполнены с торцевыми зубьями, одна из них насажана на вал подвижно и размещена внутри корпуса, упругий элемент установлен в радиальных прорезях корпуса с возможностью контакта с подвижной полумуфтой и совместного перемещения с ней в режиме свободного хода, регулировочная гайка установлена на валу с зазором относительно торца подвижной полумуфты, обеспечивающим перемещение подвижной полумуфты на величину высоты зацепления зубьев, причем величина этого зазора равна разности высот выступов на рычаге, лапки гайки установлены в торцевых щелях корпуса и отстоят друг от друга на расстоянии, обеспечивающим возможность одновременного взаимодействия их и диаметральной канавки с одним из выступов рычага при обгонном режиме работы.

На фиг. 1 изображен общий вид обгонной муфты: на фиг. 2 подвижная полумуфта; на фиг. 3 корпус механизма включения; на фиг. 4 вид по стрелке А на фиг. 3; на фиг. 5 профиль зуба; на фиг. 6 регулировочная гайка; на фиг.7 - вид по стрелке Б на фиг.6; на фиг. 8 рычаг фиксатор в двух проекциях: на фиг. 9 упругий элемент; на фиг. 10 общий вид муфты в режиме свободного вращения: на фиг. 11 общий вид муфты при обгонном режиме работы.

Обгонная муфта содержит ведомый вал 1, сопряженный с ним ведущий вал 2, закрепленную неподвижно на ведомом валу ведомую полумуфту 3. Соосно с ведомой полумуфтой на ведущем валу установлена ограниченно подвижная в осевом направлении ведущая полумуфта 4. Ведомая и ведущая полумуфты имеют торцовые зубья 5, предназначенные для периодического зацепления при передачи крутящего момента от вала ведущего к ведомой полумуфте. Ведущая полумуфта выполнена в виде полой втулки, которая имеет наружную кольцевую полость 6, образованную опорным буртиком 7 и зубчатым венцом 8, и ширина которой не меньше высоты зуба. Зубья полумуфт (фиг.5) выполнены несимметричного трапецеидального профиля, имеющего прямой участок 9 и скос 10, обеспечивающие передачу вращения только в одном направлении.

Ведущая полумуфта шлицами 11 связана с валом ведущим для вращения вместе с ним и перемещения вдоль его оси. Ведущая подвижная полумуфта через упругий элемент 12 связана с блокирующим механизмом включения. Механизм включения имеет регулировочную гайку 13, навернутую на резьбовой хвостовик 14 ведущего вала 2, установленную на ведущей полумуфте пружину 15, упирающуюся одним концом в опорный буртик 7 подвижной полумуфты, а другим концом в регулировочную гайку, и свободно установленный на гайке корпус 16, шарнирно соединенный с ручным рычагом 17 при помощи оси 18, проходящей через проушины 19, выполненные за одно целое с корпусом. На хвостовике ведущего вала установлен ограничительный упор 20 для фиксации положения гайки в крайнем ее положении в режиме свободною вращения. Корпус выполнен в виде стакана (фиг.3), на цилиндрической поверхности которого имеются расположенные со смещением друг от друга в окружном направлении прорези 21, через которые охватывающий его по наружной поверхности упругий элемент 12 заходит в кольцевую полость 6 ведущей полумуфты для взаимодействия с опорным буртиком 7 при переключении работы с режима обгонной муфты на свободное вращение. На дне корпуса выполнены кольцевые щели 22 (фиг.4).

Регулировочная гайка установлена так, что между ее передним торцом 23 (фиг.6) и задним торцом 24 ведущей полумуфты (фиг.2) образован зазор 25, обеспечивающий выходу зубьев из зацепления при работе механизма в режиме обгонной муфты или свободного вращения. Гайка на заднем торце имеет жестко закрепленные две пары лапок 26, предназначенных для свободного вхождения в кольцевые щели 22 корпуса. Между лапками образованы совпадающие по оси зазоры 27 для возможного периодического взаимодействия с рычагом 17. Подвижная полумуфта и гайка несут на себе подпружиненную пружиной 28 направляющую втулку 29, которая, взаимодействуя под действием распорного усилия пружины на упругий элемент 12, удерживает корпус в фиксированном поджатом положении Рычаг имеет два ортогонально расположенных боковой 30 и торцовый 31 выступа, предназначенных для скользящего зацепления с диаметральной канавкой 32, имеющейся на торце хвостовика ведущего вала. Причем величина разности высот H-h выступов должна обеспечивать величину зацепления зубьев, т.е. равна величине зазора 25.

Обгонная муфта может работать в трех вариантах: режим работы обгонной муфты, когда движение передается только в одном направлении, режим свободного вращения ведомой полумуфты относительно вала ведущего и режим жесткого зацепления ведомой полумуфты с валом ведущим, когда движение передается в двух направлениях. Работа в режиме обгонной муфты (фиг.1) обеспечивается положением рычага 17 в вертикальном верхнем положении и зазором 25 между передним торцом 23 регулировочной гайки 13 и задним торцом 24 ведущей подвижной 4 полумуфты, равным величине высоты зацепления торцовых зубьев 5 неподвижной и подвижной полумуфт.

При таком положении рычага его боковой выступ 30 находится через канавку 32 в зацеплении с валом ведущим, а сам рычаг находится в зазорах 27 между лапками 26 регулировочной гайки 13.

Получается блокировка гайки, что исключает возможность проворота ее относительно ведущего вала. Усилие от ведущего вала 2 через шлицы 11 передается подвижной полумуфте 4, которая будучи прижата усилием пружины 15 к ведомой полумуфте 3, передает через торцовые зубья 5 крутящий момент на полумуфту неподвижную. Момент от ведущей части муфты к ведомой передается только в одном направлении прямым 9 участком зуба до тех пор, пока угловые скорости обеих частей муфты одинаковы. Если обороты ведомой 3 неподвижной полумуфты по какой-либо причине превысят обороты подвижной полумуфты 4, то скос 10 зуба неподвижной полумуфты, действуя на скос полумуфты подвижной, отжимает последнюю, преодолевая усилие пружины 15, на величину зазора 25, т.е. на величину высоты зацепления зубьев, и получает возможность повернуться относительно вала ведущего.

Передача момента прекращается.

Включение муфты в режим свободного вращения (фиг.11) обеспечивается поворотом рычага 17 вокруг оси 18 в горизонтальное положение. При этом, когда торцовый 31 его выступ начинает входить в канавку 32 на хвостовике 14 ведущего вала 2, рычаг из-за разности высот его выступов (высота торцового выступа H больше высоты h бокового выступа), сжимая пружину 15, принудительно оттягивает назад корпус 16. Одновременно с корпусом упругий элемент 12, воздействуя на опорный буртик 7 подвижной полумуфты, перемещает подвижную полумуфту 4 по шлицам 11 на величину высоты H торцового выступа рычага, т.е. на величину зазора 25, что соответствует величине высоты зацепления зубьев в направлении к отведенному положению готовности относительно неподвижной полумуфты 3.

Зубья полумуфт выйдут из зацепления и неподвижная полумуфта получает свободное вращение относительно подвижной и вала ведущего. В таком положении механизм включения заблокирован положением зажатой с обеих сторон гайки, а сам рычаг зафиксирован в канавке ведущего вала распорным усилием сжатой пружины 15.

Для постоянной жесткой связи полумуфты неподвижной 3 с валом ведущим 2 необходимо повернуть рычаг 17 вокруг оси 18 вертикально вниз. При этом его выступ 31 выйдет из зацепления с канавкой вала, а сам рычаг опять войдет в зазоры 27 между лапками 26 на гайке. Одновременно с поворотом рычага корпус перемещается вперед, а вместе с ним перемещается и упругий элемент 12 в проточке 6 до упора с зубчатым венцом 8 ведущей полумуфты, что обеспечивается шириной проточки, равной величине зазора между гайкой и ведущей полумуфтой. Теперь, поворачивая корпус, рычаг при этом одновременно воздействует на лапки 26, завинчивается гайка 13, которая своим передним торцом 23, воздействуя на задний торец подвижной полумуфты, перемещают последнюю вперед. Зубья 5 обеих полумуфт войдут в зацепление. Свободное перемещение подвижной полумуфты 4 вдоль оси вала ведущего 2 исключается, т.к. отсутствует зазор 25 между полумуфтой подвижной и гайкой и поэтому взаимодействие скосов 9 зубьев муфт не приведет к их взаимному перемещению, т.е. вращение от вала ведущего к валу ведомому 1 будет передаваться и прямым участком 9 зуба, и скосом 10. В таком положении система зафиксирована положением регулировочной гайки.

Для переключения в первоначальный режим, в режим обгонной муфты необходимо поворотом корпуса совместно с рычагом, который воздействует на лапки, отвернуть гайку Положение ведущей полумуфты будет зафиксировано усилием пружины 15, а гайка переместится назад на величину гарантированного зазора 25, т.е. до соприкосновения ее с упором 20 на хвостовике ведущего вала. При вращении теперь рычага вертикально вверх корпус перемещается с упругим элементом 12 назад на величину высоты h бокового выступа 30 рычага и до упора упругого элемента с опорным буртиком 12 ведущей полумуфты. Муфта встанет в положение режима обгонной муфты.

Возможность фиксировать положение подвижной полумуфты в 3-х положениях относительно неподвижной полумуфты позволяет использовать конструкцию муфты в различных режимах работы, что повышает ее эксплуатационные возможности, применение блокирующего механизма включения обеспечивает повышение надежности в работе за счет исключения проворота регулировочной гайки.

Формула изобретения

Обгонная муфта, содержащая две полумуфты, одна из которых насажена на вал, рычаг, кинематически связанный с насаженной на вал полумуфтой, отличающаяся тем, что она снабжена блокирующим механизмом включения, содержащим корпус с радиальными прорезями и торцевыми щелями, регулировочную гайку с жестко закрепленными на ее торце двумя парами лапок, и упругий элемент, рычаг выполнен с выступами, расположенными ортогонально друг другу с возможностью взаимодействия с выполненной на торце вала диаметральной канавкой, полумуфты выполнены с торцевыми зубьями, одна из них насажена на вал подвижно и размещена внутри корпуса, упругий элемент установлен в радиальных прорезях корпуса с возможностью контакта с подвижной полумуфтой и совместного перемещения с ней в режиме свободного хода, регулировочная гайка установлена на валу с зазором относительно торца подвижной полумуфты, обеспечивающим перемещение подвижной полумуфты на величину высоты зацепления зубьев, причем величина этого зазора равна разности высот выступов на рычаге, лапки гайки установлены в торцевых щелях корпуса и отстоят друг от друга на расстоянии, обеспечивающем возможность одновременного взаимодействия их и диаметральной канавки с одним из выступов рычага при обгонном режиме работы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11