Храповой механизм свободного хода
Владельцы патента RU 2439389:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к механизмам свободного хода. Храповый механизм свободного хода содержит храповое колесо, обойму и заклинивающие пластины. На боковых поверхностях храпового колеса расположены два кольца соосно храповому колесу. Профиль наружной поверхности каждого кольца повторяет профиль наружной поверхности храпового колеса, причем размеры наружной поверхности каждого кольца больше соответствующих размеров наружной поверхности храпового колеса. В обойме установлены заклинивающие пластины, имеющие возможность поворота вокруг своих осей и поджатые к наружным поверхностям колец пружинами. Решение направлено на снижение нагрузок на рабочие поверхности колец в момент заклинивания платин, что позволяет увеличить долговечность храпового механизма. 3 ил.
Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения. В частности, механизмы свободного хода используют в импульсных вариаторах, приводах стартеров различных машин, гидротрансформаторах, металлорежущих станках, приводах топок, подъемно-транспортных машинах и т.д.
Известны конструкции храповых механизмов свободного хода, в которых отвод заклинивающих пластин (собачек) от храповика во время свободного хода осуществляется с помощью специальных устройств рычажного типа, связанных с храповиком. Введение этих дополнительных устройств усложняет конструкцию. Более простым представляется введение дополнительных резиновых колец, по которым скользят собачки.
Прототипом предлагаемого изобретения является храповой механизм свободного хода с буферным элементом, изображенный на фиг.1 и фиг.2 (Коляганов Е.А., Леонов А.И., патент на изобретение №2382249 «Храповый механизм свободного хода»; Бюллетень №5, 2010 г.). На фиг.1 представлен главный вид и разрез А-А, на фиг.2 - храповое колесо с двумя кольцами и разрез Б-Б. Механизм свободного хода содержит храповое колесо 1 и обойму 2. По обе стороны храпового колеса 1 закреплены два кольца 3, изготовленные из упругого материала, например резины. Профиль наружной поверхности каждого кольца 3 повторяет профиль наружной поверхности храпового колеса 1, причем размеры наружной поверхности кольца 3 больше соответствующих размеров храпового колеса 1. В обойме 2 установлены оси заклинивающих пластин 4. Последние имеют возможность поворота на осях относительно обоймы 2 и поджаты к наружным поверхностям колец 3 пружинами 5.
При вращении храпового колеса 1 по часовой стрелке, либо обоймы 2 против часовой стрелки, заклинивающие пластины 4 скользят по наружным поверхностям колец 3, обеспечивая тем самым режим холостого хода механизма. При вращении храпового колеса 1 против часовой стрелки, либо обоймы 2 по часовой стрелке, заклинивающие пластины 4 под действием пружин 5 входят в зацепление с зубьями храпового колеса 1, передавая тем самым крутящий момент.
Благодаря наличию буферных колец 3 конец каждой заклинивающей пластины 4 при свободном ходе скользит и ударяется при переходе с зуба на зуб не о стальной храповик 1, а о резиновые пластины 3. Это обусловливает увеличение долговечности механизма. Кроме того, уменьшается шум и достигаются другие преимущества.
Одним из существенных недостатков рассмотренного прототипа является сминание поверхности буферных колец 3, контактирующих с заклинивающими пластинами 4, в момент заклинивания механизма. При заклинивании и передаче крутящего момента действуют значительные силы, вынуждающие концы пластин 4 перемещаться в самый низ впадины зуба храповика 1. Поверхности буферных колец 3 в этот момент деформируются (сминаются) на величину, на которую они выступают над храповиком. Материал буферных колец 3 достаточно прочный, чтобы противостоять износу (типа покрышек автомобильных колес) и при определенной частоте включений поверхности буферных колец разрушаются.
Техническим эффектом, достигаемым предлагаемым изобретением, является устранение сминания - значительной местной деформации буферных колец в зоне контакта колец 3 с концами пластин 4 при заклинивании механизма. Это позволяет повысить долговечность механизма свободного хода.
Технический эффект достигается тем, что в предлагаемом храповом механизме, содержащем храповик, два буферных кольца, обойму, в которой крепятся оси пластин, поджимаемых пружинами к храповику, на храповике по всей окружности проточены канавки, обеспечивающие возможность захода в них колец при заклинивании пластин.
На чертеже (фиг.3) представлена конструкция предложенного храпового механизма свободного хода, где 1 - храповик, 2 - обойма, 3 - буферные кольца, 4 - заклинивающие пластины, поджимаемые к буферным кольцам пружинами 5, 6 - канавки, выточенные в храповике.
Механизм работает следующим образом. При повороте храповика 1 вместе с буферными кольцами 3 по часовой стрелке относительно обоймы 2 заклинивающие пластины 4 скользят и проскакивают с зуба на зуб по буферным кольцам 3, не задевая храповик 1. Совершается свободный ход механизма, при котором крутящий момент не передается. При повороте храповика 1 с буферными кольцами 3 против часовой стрелки часть заклинивающих пластин 4 упирается в зубья храповика 1 и начинает передавать крутящий момент обойме 2. В первоначальный момент заклинивания концы заклинивающих пластин 4 скользят по внутренней поверхности зуба, опускаясь в самый низ впадины зуба храповика. Перемещаясь вниз концы пластин 4 встречают на своем пути буферные кольца и деформируя их перемещают в канавки 6. При этом сминания буферных колец концами пластин не происходит. После окончания периода передачи крутящего момента буферные кольца выходят из канавок и восстанавливают свою форму.
В результате материал упругих колец в месте их контакта с заклинивающими пластинами не сминается, за счет чего увеличивается долговечность колец.
Храповой механизм свободного хода, содержащий храповик, обойму, заклинивающие пластины, установленные в обойме с возможностью поворота вокруг своих осей, два кольца из упругого материала, расположенных на боковых поверхностях храпового колеса, соосно ему, и имеющих профиль наружной поверхности, повторяющий профиль наружной поверхности храпового колеса, причем размеры наружной поверхности каждого кольца больше соответствующих размеров наружной поверхности храпового колеса, пружины, поджимающие заклинивающие пластины к наружным поверхностям колец, отличающийся тем, что храповик имеет канавки под кольцами, обеспечивающие возможность захода в них колец при заклинивании пластин.
