Зубчатая муфта
1. ЗУБЧАТАЯ МУФТА по авт.св. № 336443, отличающаяся тем, что, с целью устранения динамических нагрузок и обеспечения равномерного распределения нагрузки между зубьями втулки и обоймы, обойма выполнена с радиапьно расположенными упругими выступами, несущими зубья. а втулка установлена в обойме с предварительным натягом. 2.Муфта по п,1,0 т ли чаю щ а я с я тем, что впадины втулки выполнены шириной, большей и меньшей номинальной на величину натяга, и расположены в чередующемся по длине окружности порядке. 3.Муфта ПОП.1, отличающаяся тем, что зубья по крайней мере одного из зубчатых элементов выполнены с радиальным разрезом по их высоте. 4.Муфта ПОП.1, отличающаяся тем, что шаг выступов обоймы выполнен в два раза большим (Л шага выступов втулки. 00 с 00 VI 4ih.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
A. (ю1)4 F 16 D 3/16
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
PblTMA (61) 336443 (21) 3660334/25-27 (22) t2.î9.83 (46) 23.10.85. Бюл. N 39 (72) А.И.Робер (53) 621.825.52(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 336443, кл. F 16 D 3/18, 1970. (54) (57) 1. ЗУБЧАТАЯ МУФТА по авт.св.
9336443,отличающаяся тем, что, с целью устранения динамических нагрузок и обеспечения равномерного распределения нагрузки между зубьями втулки и обоймы, обойма выполнена с радиально расположенными упругими выступами, несущими зубья, „„SU,, 1186854 а втулка установлена в обойме с предварительным натягом.
2. Муфта по п.1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что впадины втулки выполнены шириной, большей и меньшей номинальной на величину натяга, и расположены в чередующемся по длине окружности порядке.
3. Муфта по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что - зубья по крайней мере одного из зубчатых элементов выполнены с радиальным разрезом по их высоте.
4 ° Муфта по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что шаг выступов обоймы выполнен в два раза большим шага выступов втулки.
1186854
Изобретение относится к машиностроению, а именно к зубчатым муфтам, и может быть применено к приводам механизмов, не допускающих наличия мертвого кругового хода, требующих точной остановки и пуска, синфаэного поворота соединяемых валов, наиболее эффективно может быть использовано в приводах радиотелескопов иэмери10 тельных приборов автоматического слежения и др. и является усовершенствованием изобретения по авт.св.
У 336443.
Цель изобретения — устранение динамических нагрузок и обеспечение равномерного распределения нагрузок между зубьями втулки и обоймы.
На фиг.1 изображена зубчатая муфта, разрез; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг,3 и 4- варианты выполнения зубьев; на фиг.5 — сечение
Б-Б на фиг.1.
Зубчатая муфта состоит из втулки
1 с удлиненными в радиальном направлении упругими выступами 2, концы которых выполнены в виде рабочих зубьев 3, втулка 1 соединена с помощью последних с зубьями 4 обоймы 5, размещенными на радиально расположенных упругих выступах 6. Обойма 5 30 закреплена на полумуфте 7. С полумуфтой 7 связана опора 8 подшипника
9, наружное кольцо которого фиксируется во втулке 1 крышкой 10.
Соединение зубьев 3 втулки 1 с зу-З бьями 4 обоймы 5 выполнено с предва= рительным натягом i наименьшая усред. ненная по всем зубьям величина которого i определяется из соотноСр. мин шения 40
i npeA icp. мин inopor гДе 10ре — ПРеДельнаЯ величина натЯ-0РЕ га по условию ограничения потерь на преодоление сопротивления зубьев зуб- чатого соединения;
1 „, — Величина натяга в зубчат0 ф соединении, при котором статическое равновесное состояние привода а кру 0 говом направлении устейчиво; величина предварительного
0Р. МИН натяга между зубьями втулки и обоймы Определяемая при их соосном положении, исходя из условия устранения динамических нагрузок привода и муфты при пуске, остановке и реверсе, повьппения точности остановки и устранения автоколебаний.
Величина 1„0е может быть определена по известной формуле
Р пре С где P — допустимое усилие контактирующих зубьев втулки и обоймы, приведенное к одному угловому участку зубчатого соединения, включающего зуб и упругий выступ как втулки, так и обоймы, а также ступичную часть втулки и часть обода обоймы в пределах одного углового шага;
С вЂ” усредненная-приведенная жесткость углового участка зубчатого соединения.
Поскольку
М.
I@Z где М- допустимый по условию ограничения потерь на преодоление сопротивления зубчатого соединения крутящий момент, определяемый из соотношения к,„ где r — делительный радиус зубчатого соединения;
Z — число зубьев зубчатого сое. динения;
М вЂ” наименьшая по условиям прочKP нос ти вели чин а до пус тимо го статического крутящего момен-. та зубчатого соединения;
К -1коэффициент ограничения no l терь на сопротивление зубчатого соединения, то величина i„рр определяется иэ зависимости
M кр. мин
К Z r С
Аналогично определена величина исходя из величины наибольшего допускаемого статического крутящего момента М„, при котоtl0P0f MOKG ром статическое равновесное состояние привода в круговом направлении устойчиво. В этом случае величина может быть получена из соотношения
M ffоо Ог. ма к С
fl0P 0f г Z
854 з 1186
Предварительный натяг зубьев в одном из вариантов исполнения (фиг,2) обеспечивается выполнением зубчатой втулки 1 с размерами впадин
11 шириной, большей и меньшей номи- 5 нальной на величину натяга и расположенной в чередующемся по длине окружности порядке согласно соотношению
= (Тш ) + (-1 1а
g кп ю = P1 срмим (2) .где р - размер впадины 11 вту-впад лки 1 по делительной окружности 12; ш — модуль зубьев зубчатого с ое дине ни я;
, - размер толщины зубьев
3 втулки 1 по делительной окружности 121 О
n — О, 1, 2, 3 и т.д. — номер (по порядку) впадин зубчатой втулки.
При указанных размерах впадин 11 зубчатой втулки 1 наиболее равномерное распределение натягов получается, если предварительный натяг обеспечен выполнением зубьев
4 обоймы 5 (либо зубьев 3 втулки 1) с радиальным разрезом 13 по всей их высоте (фиг.4), а размеры зубьев 4 обоймы 5 — по делительной окружности
12 выполнены согласно соотношению
1 ш + i с .мин и (3) 2 у 1 + К
1 где К = — — коэффициент соотношения 5
12 толщины зубьев 4 обоймы 5 к толщине зубьев 3 втулки 1, определяемый из условия равнопрочности.
В другом варианте исполнения зубчатой муфты шаг выступов обоймы мо- 4О жет быть выполнен в два раза большим шага выступов втулки, т.е, если: каждый второй зуб 4 обоймы 5 (либо зубья 3 втулки 1) срезаны. Для облегчения сборки муфты при монтаже зубья 4>
3 втулок 1 и зубья 4 обойм 5 выполнены фланкированными, с заходными фасками 14 (фиг.5) .
Муфта работает следующим образом.
При установке втулки 1 в обойму
5 зубья 3 втулки устанавливаются в обойме 5 с натягом, который обра-. зуется либо эа счет выполнения впадин 11 втулок 1 с размерами по делительной окружности 12 согласно соот-, ношению (2), либо благодаря выполнению зубьев 4(3) обоймы 5 (втулкй
1) с радиальным разрезом 13 по всей их высоте и толщиной зубьев 3 втулок 1 и зубьев 4 обойм 5 по соотношениям (3). Заход зубьев 3 втулок 1 в обойму 4 облегчен благодаря выполнению их фланкированными, фасками 14.
Поскольку между зубьями 3 втулок
1 и зубьями 4 обоймы 5 имеется предварительный натяг, в их соединении отсутствуют обычные люфты и зазоры, возникает момент сопротивления
Мсопр. повороту ведущего вала, величина которого согласно соотношению (1) превосходит наибольшии допуска емый статический крутящий момент
М„,, при котором статическое равновесное состояние приводов в круговом направлении устойчиво, но значительно меньше наименьшего передаваемого приводом крутящего момента .мий . Вследствие этого при запус ке привода (или его остановке) необходимо преодолеть момент сопротивления в зубьях зубчатого соединения муфты. При этом зубья втулки несколько разгружаются, воспринимают нагрузки от передаваемого крутящего момента и безударно передают их на зубья обоймы, приводящей в движение ведомый вал (не показаны).
Возможны следующие сочетания: либо два зуба 3 зубчатой втулки 1 обхватывают один зуб 4 зубчатой обоймы 5, либо пара рядом расположенных зубьев 3 втулки 1 располагаются в распор в двух впадинах зубчатой обоймы 5. При этом один иэ зубьев 4 обоймы 5, расположенный между зубьями 3 втулки 1, не нагружен.
При передаче крутящего момента, который в силу наличия начального сопротивления (возникающего в связи с наличием предварительного натяга в зубьях), включается безударно, пара зубьев 3 зубчатой втулки 1, расположенных с распором и контактирующих с зубьями 4 обоймы 5, сближаются между собой, уменьшая таким образом имевшуюся на них нагрузку, и передают усилие на зубья 4 обоймы
5 и далее ведомому валу. Аналогично работают зубья 3 втулки 1, обхватывающие зубья 4 обоймы 5.
Ъ
Однако точное определение, какие . из зубьев 3 втулки 1 расположены в обойме 5 с распором, а какие обхватывают зубья 4 обоймы 5 невозможно, так как это зависит от случайного распределения погрешностей иэготов1186854
ФигЗ
ВНИИПИ Заказ 6526/39 Тираж 897 Подписное
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ления и сборки. Поэтому распределение натягов по зубьям получается неравномерным.
Распределение натягов может быть выполнено более определенным (фиг.3), а именно; каждый иэ оставшихся зубьев 4 обоймы 5 сжат двумя зубьями 3 втулки 1 (если число зубьев четное) или один из зубьев 4 обоймы 5 взаимодействует с одним только зубом 3 втулки 1 (если число зубьев нечетное).
Поэтому распределение натягов может быть обеспечено более равномерным. Взаимодействие зубьев при передаче крутящего момента аналогично описанному. При исполнении муфты согласно фиг.4 все зубья участвуют в передаче крутящего момента.
При передаче крутящего момента все зубья, сжимаясь, несколько разгружаются и передают нагрузку сопряженно работающему с ним зубу. Передача момента в этом случае обеспечи10 вается также безударно, величина натяга зубьев на упругих выступах 2 и
6 может быть уменьшена на величину натяга, созданного между половинами зубьев 4 обоймы 5 (или половинами
15 зубьев 3 втулки 1) за счет распора их по разрезу 13.
