Инерционная муфта

 

О П И С А"""Й МЗ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

° и 11 572612

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.12.74 (21) 2081897/25-27 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.77. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 18.10.77 (51) М. Кл.з F 16D 43/22

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. В. Зарщиков и А. А, Палей (71) Заявитель (54) ИНЕРЦИОННАЯ МУФТА

Для снижения динамических нагрузок в неустановившихся режимах работ для повышения срока службы предлагаемого устройства внутренняя поверхность направляющих, взаимодействующая с инерционными грузами, выполнена спиральной, например, имеет форму спирали Архимеда.

Такое выполнение обеспечивает переменность радиуса относительного движения груза при работе муфты, причем в фазе выбега указанный радиус уменьшается. При этом энергия груза в фазе выбега реализуется на ведомом валу муфты и накопления энергии грузом не происходит.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема описываемой муфты; на фиг. 2 — схема направляющих с инерционным грузом.

Муфта содержит ведущий и ведомый валы

1 и 2, размещенные в корпусе 3.

20 С ведущим валом связано водило 4 планетарного механизма, центральная шестерня 5 которого закреплена на ведомом валу, а сателлиты 6 размещены на опорах 7 в водиле 4. Направляющие 8 имеют внутреннюю поверхность

25 спиральной формы и закреплены на валах 9, размещенных на опорах 10 в водиле 4. Направляющие выполнены уравновешенными относительно оси вращения и с помощью, например, зубчатых (шлицевых) муфт 11 соединены с

30 сателлитами. В направляющих находятся инерИзобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для соединения валов с бесступенчатым изменением скорости ведомого вала в зависимости от нагрузки.

Известна инерционная муфта, содержащая водило, несущее сателлиты, входящие в зацепление с центральным колесом, и инерционные грузы, взаимодействующие с внутренней поверхностью направляющих, связанных с сателлитами.

В этой муфте центр масс груза перемещается по дуге окружности с центром на оси вращения сателлита, и при работе муфты силы инерции относительно движения груза остаются постоянными. Линия действия указанных сил проходит через ось вращения сателлита, и крутящий момент от них на выходном валу равен нулю; в результате чего при работе муфты в фазе выбега груз накапливает (аккумулирует) энергию (1).

Недостатком такого устройства является передача накопленной энергии на выходной вал в течение короткого промежутка времени — в момент контакта груза с концевыми частями направляющих, что приводит к удару и резкому повышению крутящего момента на сателлите, снижающему плавность работы муфты и долговечность зубчатого зацепления сателлитов с центральным колесом. (53) УДК 621.825.5(088.8) 572612

60 ционные грузы 12, выполненные в виде тел качения. Внутренние поверхности концевых частей 13 направляющих выполнены криволинейными (например, по дуге окружности) с радиусом кривизны, превышающим радиус кривизны инерционного груза, и имеют общую касательную с внутренней поверхностью направляющих.

Для упрощения чертежа на фиг. 1 и 2 показано, что с каждым сателлитом соединена одна направляющая с инерционным грузом 12.

Для повышения энергоемкости муфты и обеспечения перекрытия импульсов инерционного момента от инерционных грузов с каждым сателлитом может быть соединено несколько направляющих, отличающихся формой и угловой ориентацией спиралей.

Инерционная муфта работает циклически.

Полный цикл работы соответствует одному обороту сателлита (направляющих) и состоит из двух периодов (фаз): период I — рабочий ход; период 11 — холостой ход (выбег).

Период I. При вращении ведущего вала l c угловой скоростью о ведомый вал 2 под действием соответствующего момента сопротивления вращается с угловой скоростью о>, при >! ®2.

Сателлиты 6 и направляющие 8 совершают сложное движение, вращаясь вокруг собственной и общей оси системы.

Инерционные грузы 12, находясь в концевых частях 13 направляющих, также совершают сложное движение, результатом которого являются инерционные силы, действующие на груз 12.

Радиальные (проходящие через ось вращения сателлита) составляющие указанных сил передаются опорами 10 на водило 4, а тангенциальные создают инерционный крутящий момент на валу 9, сателлите 6, центральной шестерне 5 и ведомому валу 2.

В течение периода 1 грузы 12, находясь в концевых частях 13 направляющих, движутся к общей оси муфты и создают инерционный крутяш,ий момент на выходном валу 2.

Период I заканчивается, когда центр масс груза максимально приближается к общей оси муфты и выходит на прямую,, соединяющую указанную ось с осью сателлита, что соответветствует повороту направляющих на угол от 0 до 180 .

Период II. При дальнейшем повороте направляющих 8 груз 12 под действием сил инерции переносного (с водилом 4) движения выходит из концевой части направляющей и начинает перемещаться по ее спиральному участку, при этом груз удаляется от общей оси муфты и приближается к оси вращения сателлита.

Груз движется по инерции и также совершает сложное движение, состоящее из вращения вокруг собственной оси, оси сателлита и общей оси муфты.

Ведомый вал 2 движется по инерции и вся система находится в фазе выбега, 10

23

ЗО

Затем концевые части направляющих «догоняют» инерционный груз 12, контактируют с ним, и цикл работы муфты повторяется.

В описываемой муфте безударное взаимодействие груза с концевой частью направляющей обеспечено тем, что поверхность концевых частей 13 направляющих выполнена криволинейной с радиусом кривизны, превышающим радиус кривизны инерционного груза, и в местах перехода имеет общую касательную с направляющей. С другой стороны, выполнение направляющих спиральными ликвидирует возмо>кность аккумуляции грузом энергии в течение периода II за счет передачи ее на выходной вал, в результате чего к моменту начала периода 1 груз обладает минимальной энергией, В предложенной муфте передача энергии груза на ведомый вал 2 происходит в течение всего периода II и осуществляется следующим образом; в каждый момент времени равнодействующая сил инерции груза н реакция направляющей равны по всличине и противоположны по направлению, причем реакция (без учета сил трения) нормальна к профилю направляющей. Вследствие спиральной формы внутренней поверхности направляющей линия действия реакции не проходит черсз ось вращения сателлита, в результате чего равнодействующая сил инерции груза в течение всего периода II создает крутящий момент на сателлите 6, центральной шестерне 5 и ведомом валу муфты 2.

Таким образом, при двужении груза по спиральному участку направляющей в периоде II энергия груза реализуется в виде крутящего момента на ведомом валу 2 и, следовательно, накопления энергии грузом не происходит.

Выбором параметров спирального участка направляющих можно обеспечить реализацию всей энергии груза к началу периода I, что позволяет исключить динамические явления в момент контакта груза с концевыми частями направляющих, повысить плавность работы и долговечность зубчатых зацеплений муфты.

При высокой угловой скорости ведущего вала 1 и малом моменте сопротивления на ведомом валу 2 инерционные грузы 12, взаимодействуя с направляющими 8, блокируют муфту напрямую, обеспечивая «жесткое» соединение валов 1, 2. Соответствующим выбором параметров муфты можно обеспечить сохранение данного положения в широком диапазоне скоростей.

Инерционная муфта обратима, т. е. ведущим элементом может быть центральная шестерня

5, тогда ведомым будет водило 4.

Формула изобретения

1. Инерционная муфта, содержащая водило, несущее сателлиты, входящие в зацепление с центральным колесом, и инерционные грузы, 572612

Фие. 2

Составитель И. Антипова

Техред И. Михайлова Корректор Т. Добровольская

Редактор И. Марголис

Подписное

Заказ 2093/14 Изд. № 724 Тираж 1154

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

5 взаимодействующие с внутренней поверхностью направляющих, связанных с сателлитами, отличающаяся, тем, что, с целью снижения динамических нагрузокв неустановившихся режимах работы для повышения ее срока службы, внутренняя поверхность направляющих, взаимодействующая с инерционными грузами, выполнена спиральной.

2. Муфта по п.1, отличающаяся тем, что упомянутая внутренняя поверхность направляющих имеет форму спирали Архимеда, 5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство № 174077, кл.

F 16D 43/26, 1962.