Шариковая предохранительная муфта

 

ШАРИКОВАЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ МУФТА, содержащая две соосно установленные и подпружиненные одна к другой центральной пружиной полумуфты , взаимодействующие между собой посредством шариков, установленньк в выполненных в одной из полумуфт глухих гнездах ступенчатого профиля и подпружиненных посредством компенсационных упругих элементов к второй полумуфте, отличающаяся тем, что, с целью повьшения надежности за счет уменьшения влияния погрешностей изготовления на точность срабатьшания и уменьшения габаритных размеров, она снабжена ограничителями осевого перемещения шариков, каждый из которых установлен между шариком и компенсационным элементом с возможностью взаимодействия с дном и уступом соответствующего гнезда, а суммарное усилие компенсационных упругих элементов Рц определяется зависимостью I Рпр Р К (Л Пш - количество шариков, перегде дающих крутяпщй момент, Рпрусилие центральной пружины. 00 QD Од

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 F 16 D 7/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Рк

P Pp

Г Х У 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3565324/25-27 (22) 21. 03. 83 (46) 15.09.85. Бюл. 11- 34 (72) О.Е. Рейхерт и В.Г. Борисюк . (71) Всесоюзный проектно-конструкторский и технологический институт светотехнической промышпенности (53) 621.825.54(088.8) (54)(57) ШАРИКОВАЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ

МУФТА, содержащая две соосно установленные и подпружиненные одна к другой центральной пружиной полумуфты, взаимодействующие между собой посредством шариков, установленных в выполненных в одной из полумуфт глухих гнездах ступенчатого профиля и подпружиненных посредством компенсационных упругих элементов к второй полумуфте, отличающаяся

„„SU„„1178976 тем, что, с целью повышения надежности за счет уменьшения влияния погрешностей изготовления на точ- " ность срабатывания и уменьшения габаритных размеров, она снабжена ограничителями осевого перемещения шариков, каждый из которых установлен между шариком и компенсационным элементом с возможностью взаимодействия с дном и уступом соответствующего гнезда, а суммарное усилие компенсационных упругих элементов

Pg определяется зависимостью где пщ — количество шариков, передающих крутящий момент, Рпр — усилие центральной пру жины.

1 11789

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для соединения валов машин и механизмов в условиях повышенных требований к величине передаваемого крутящего момента и точности срабатывания.

Цель изобретения — повышение надежности за счет исключения влия- 1О ния погрешностей изготовления элементов устройства на точность срабатывания.

На фиг. 1 изображена муфта, продольный разрез; на фиг. 2 — схема 15 наихудшего сочетания отклонений размеров и расположения рабочих элементов полумуфт от номинальных значений, Шариковая предохранительная 20 муфта содержит полумуфту 1 с радиальными пазами 2, полумуфту 3 со ступенчатыми гнездами 4, рабочие шарики

5, ограничители 6 осевого перемещени шариков 5, компенсационные пружины

7, торцовую шайбу 8, жестко закрепленную на полумуфте 3, центральную рабочую пружину 9, Ход ограничителей 5 определяется разностью между величинами глубины гнезд Ь и длины З0 ограничителей . При компенсации наихудшего сочетания погрешностей изготовления рабочих элементов муфты соответствующие толкатели перемещаются на полный ход и упираются в

35 торцовую шайбу 8.

Муфта работает следующим образом.

До предельного состояния вращение и крутящий момент между полумуфтами

1 и 3 передаются через шарики 5, 40 расположенные в гнездах полумуфты

3 и взаимодействующие с радиальными пазами 2 полумуфты 1. Суммарное усилие поджатия ограничителей 6 компенсационными пружинами 7 больше уси- 45 лия рабочей пружины 9 на величину, не менее суммы сил инерции и сопротивления перемещению подвижной полумуфты при срабатывании устройства, а усилия каждой из пружин 7 в отдель-50 ности меньше .усилия пружины 9. Такое ограничение усилия компенсационных пружин гарантирует постоянство расположения толкателей относительно уступов гнезд, а следовательно, посто- 55 янство зазора между полумуфтами и углов давления между элементами сцепления (шариками 5 и пазами 2) 76 2 при любых условиях эксплуатации устройства, что является одним из основных условий стабильности момента срабатывания муфты.

При возникновении на ведомой полумуфте момента сопротивления, превышающего предельный, на который отрегулирована муфта, полумуфта 3 совместно с элементами .4, 5, 6 и 8 перемещается в осевом направлении, сжимая пружину 9 и проскальзывая относительно полумуфты 1.

Ход 8 ограничителей осевого перемещения шариков 5 выбирается из условия обеспечения компенсации наихудшего сочетания отклонений размеров и расположения рабочих элементов полумуфты от номинальных зна чений, характеризующееся максимальным выступлением шарика из гнезда полумуфты, максимально смещенного в направлении вращения муфты, предельным смешением остальных гнезд в обратном направлении, при этом впадина ответной полумуфты, взаимодействующая с вышеуказанным шариком, предельно смещена против направления вращения муфты, а остальные впадины максимально смещены в обратном направлении.

Для пояснения указанных условий приведена схема такого расположения элементов полумуфт (см. фиг. 2) .

Величина хода ограничителей д определяется из условия упора ограничителя шарика № 1.в шайбу 8 после включения в работу (начало взаимодействия со скосами пазов 2 полумуфты 1) всех остальных шариков: № 2, № 3 и т.д., например, условно одинаково выполненных и неблагоприятно смещенных относительно шарика ¹ 1.

Это условие характеризуется следующими предельными размерами: диаметр

0 шарика ¹ 1 имеет максимальный размер, диаметр Й отверстия гнезда № 1 — минимальный размер, размер ограничителей всех гнезд максимален, глубина h паза под шариком № 1 минимальна, а сам паз максимально смещен (а В/2) против показанного стрелкой направления силового воздействия полумуфты 3 на полумуфту 1, гнездо № 1 (отверстие с1 ) максимально смещена (4

40 и незначительным по величине, жестко ограниченным ходом S который.:

50 мальны и максимально смещены от номинального положения (Л " /2) против направления стрелки, глубины (Ь ) пазов У 2, N - 3 и.т.д . максимальны, а положение их смещено (Л Б/2) максимально по направлению стрелки, глубины (L ) гнезд всех шариков минимальны. Принимая угол (4) накло на боковых сторон и размер всех пазов условно одинаковыми (по инструменту) минимально гарантированный ход толкателей определяется по формуле

$) д +Л1)+ — /5iпк+ЛР+Ь8 +(4Dt

ЛР

+- Ьd+ Л5+- дt)/tp Gt- где Ь, ho, ЛЕ, Л4, hS и Л вЂ” поля допусков соответствующих размеров.

Жестко ограниченный и незначительный по величине ход толкателей шариков обеспечивает постоянство угла давления между рабочими элементами муфты, в следовательно, и стабильность момента срабатывания муфты в любых условиях ее эксплуатации, в том числе при существенных динамических нагрузках, при изменении усилий и даже при выходе из строя одной или нескольких компенсационных пружин. В последнем случае шарик с вышедшей из строя компенсационной пружиной продолжает работать воспринимая на себя оставшуюся после перераспределения между другими шариками нагрузку.

Таким образом, при проектировании нет необходимости закладывать в конструкцию данной муфты излишний запас шариков для учета условия работы, при котором одна из компенсационных пружин вышла из строя.

В результате количество расчетных шариков по сравнению с муфтой по прототипу может быть уменьшено, что дает возможность уменьшить сред" ний диаметр их расположения в полумуфте, а соответственно, и общий габарит муфты по диаметру. Например,. вместо шести шариков в муфте

l0

30 по прототипу в предлагаемой муфте достаточно установить пять шариков того же диаметра (габарит сокращается на 177), при четырех шариках в муфте по прототипу — три шарика в предлагаемой муфте (сокращение габарита на " 257). Снижение габаритов предлагаемой муфты обеспечивает также за счет того, что в муфте по прототипу суммарное усилие поджатия шариков резиновыми вкладышами меньше усилия центральной пружины. В связи с этим при снижении в процессе раб ты упругости или выходе из строя некоторых резиновых вкладышей (компенсационных упругих элементов) торцы полумуфты начинают сближаться.и для предотвращения касания шариков с торцом противолежащей полумуфты в конструкции по прототипу приходится предусматривать соответствующий зазор. Это влечет за собой необходимость увеличения диаметра шариков в муфте по прототипу для обеспечения в процессе ее работы указанного гарантированного зазора между шариками и торцом противолежащей полумуфты при одинаковом расположении центров подпружиненных шариков относительно торца полумуфт в известном и предлагаемом устройствах.

В предлагаемой же полумуфте суммарное усилие поджатия шариков больше усилия центральной пружины, поэтому положение шариков относительно полумуфты практически постоянно и определяется торцами ограниучитывается при проектировании,без каких-либо дополнительных запасов„ т.е. без дополнительного увеличения диаметра шариков, что дает воз-. можность уменьшить габариты данной муфты, и повысить надежность и точность срабатывания, так как касание торцом подвижной полумуфты рабочих элементов ответной полумуфты (что исключено в предлагаемом устройстве) приводит к нарушению расчетного режима срабатывания муфты.

1178976

Составитель В.Иванов

Редактор В. Ковтун Техред Ч. Гергель Корректор Л. Пилипенко

Заказ 5635/33 Тираж 898 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4