Кулачковая предохранительная муфта

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для предохранения высокоскоростных машин и механизмов от перегрузок . Целью изобретения является повышение долговечности за счет автоматического регулирования силы прижатия полумуфт (П) в зависимоеfff (Л 8 00 4 4 со 00 USf

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 F 16 D 43/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4034977 /31-27 (22) 05.03.86 (46) 15.,10.87. Бюл. Ф 38 (71) Белорусский политехнический институт (72) Н.M. Гарцман, А.А. Сабадаш, Н.А. Бендик, А.Т. Скойбеда, А.И.Бобровник, Н.M. Жук и В.В. Краско (53) 621.825.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1283451, кл. F 16 D 43/20, 1985.

„„SU,, 1344986 А1 (54) КУЛАЧКОВАЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ

МУФТА (57) Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для предохранения высокоскоростных машин и механизмов от перегрузок. Целью изобретения является повышение долговечности за счет автоматического регулирования силы прижатия полумуфт (П) в зависимосправляющие пазы 13, в которых установлены центробежные грузы 14 скобообразной формы с возможностью взаимодействия с кольцевой канавкой 6. Крутящий момент от втулки 2 через шлицы передается на П 1 и через кулачки 5 — на П 3. При этом центробежные грузы 14 прижимаются к внутренней поверхности П 1. При изменении крутящего момента изменяется осевая сила, действующая в шлицевом соединении П 1 и втулки 2 и прижимающая

П1кП3.8ил.

1344986 ти от передаваемого крутящего момента. Муфта содержит ведущую П 1, установленную на винтовых шлицах с возможностью осевого перемещения на втулке 2, и ведомую П 3, установленную на втулке 2 посредством подшипника скольжения 4. П соединены между собой кулачками 5. Угол наклона шлицев к оси .муфты выполнен меньшим угла профиля кулачков П 1 и 3. На внутренней поверхности П I выполнена кольцевая канавка 6, а на наружной поверхности втулки 2 выполнены на-Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для предохранения высокоскоростных машин и механизмов от перегрузок.

Целью изобретения является повышение долговечности путем автоматического регулирования силы прижатия полумуфт в зависимости от передавае-мого крутящего момента.

На фиг. 1 изображена предлагае— мая муфта, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А-Л на фиг. I на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг.4 — взаимное положение грузов и ведущей полумуфты на промежуточном этапе размыкания.", на фиг. 5 — относительное положение кулачков нолумуфт на промежуточном этапе размыкания; .на фиг. 6 — взаимное положение грузов и ведущей полумуфты при полном размыкании муфты; на фиг. 7 — относительное положение кулачков полумуфт при полном размыкании муфты; на фиг. 8 — схема сил, действуюших на ведущую полумуфту при передаче крутящего момента.

Предохранительная кулачковая муфта содержит ведущую полумуфту 1, установленную на винтовых шлицах с возможностью осевого перемещения на втулке 2, и ведомую полумуфту 3, установленную на втулке 2 посредством подшипника 4 скольжения. Втулка 2 может быть выполнена как цельной, так и сборной. На торцовых поверхностях полумуфт 1 и 3, обращенных одна к другой, выполнены кулачки 5. Шлицы, 2 выполненные на ведущей полумуфте 1 и втулке 2, в нормальном к винтовой линии сечении могут иметь прямоугольный, трапецеидальный или эвольвент5 ный профили, а направление винтовой линии шлиц выбирают так, чтобы возникающая в шлицевом соединении осевая сила прижимала ведущую полумуфту

1 к ведомой полумуфте 3. Угол накло19 на шлицев к оси муфты выполнен меньше угла профиля кулачков полумуфт 1 и 3. На внутренней поверхности ведущей полумуфты 1 выполнена кольцевая канавка 6 трапецеидальной в попереч16 ном сечении формы. Ведомая полумуфта 3 жестко соединена с звездочкой 7 цепной муфты цепной передачи или друним элементом, связывающим муфту с рабочими органами, и зафиксирована

20 от осевого перемешения по втулке 2 стопорным кольцом 8. Полумуфты 1 и

3 подпружинены одна относительно другой центральной пружиной 9 или комплектом пружин, расположенных между шайбами 10 и 11 Сила прижатия полумуфт, а следовательно, и величина передаваемого крутящего момента регулируется гайками 12. В направляющих пазах 13,, выполненных на наруж-.

ЗО ной поверхности втулки 2, установлены два <кобообразных центробежных груза 14 (фиг. 1,3), имеющих на торцовой поверхности со стороны, противоположной кулачкам ведущей полумуфЗб ты 1, конусную поверхность.. Грузы 14 могут быть подпружинены к внутренней поверхности ведущей полумуфты 1 пружинами I5. Грузы 14 расположены на

3 13449

- втулке 2 так, что при замкну-.ой муфте расстояние между вершинами ко.нусных поверхностей грузов 14 и кольцевой канавки б на внутренней

5 поверхности ведущей полумуфты 1 меньше высоты кулачка. Грузы зафиксированы от проворачивания на втулке 2 при помощи лысок, выполненных на ней. Муфта закрыта кожухом 16, соединенным с ведомой полумуфтой 3 накидной гайкой 17. Уплотнение муфты осуществляется кольцом 18 и манжетами 19 и 20.

Предохранительная кулачковая муфта работает следующим образом.

Муфту предварительно настраивают на передачу требуемого крутящего момента, для чего изменяют усилие при жатия ведущей полумуфты 1 к ведомой полумуфте 3, сжимая при помощи гаек

12 пружину 9. Требуемое усилие пружины 9 определяется из зависимости

25

-(Г,+P Ä, )-f, 35 где  — угол наклона образующих конусов грузов 14 и кольцевой канавки 6 на ведущей полумуфте 1 к основанию, град;

f — приведенный коэффициент треПриь ния грузов 14 о втулку 2 и ведущую полумуфту 1.

При выключении вращения втулки 2 центробежные силы грузов 14 уменьшаются от максимального значения до нуля. При определении значения скорости вращения ведущая полумуфта воздействуя конусной поверхностью кольцевой канавки на конусную поверхность грузов 14, начинает перемещать их в исходное положение. При выходе грузов 14 из кольцевой канавки происходит замыкание муфты. Для

Р,Р= D E g(c(-f) — У tg(Ó+Ð,)72T D где Т вЂ” передаваемый муфтой крутящий момент, Нм; 30

D — наружный диаметр кулачков,м; — угол профиля кулачков, град;

p — угол трения на поверхностях кулачков, град;

d — средний диаметр шлицев, м; у — угол наклона шлицев к оси муфты, град; — угол трения в шлицевом соединении, rpaP,»

F — центробежная сила грузов. Н» 40 р „ вЂ” суммарная сила пружин 15» разжимающих грузы 14, Н;

f — коэффициент трения грузов 14 о ведущую полумуфту 1.

Крутящий момент от втулки 2 через шлицы передается ведущей полумуфте 1, а от нее через кулачки 5 на ведомую полумуфту 3, жестко соединенную с звездочкой 7 или иным другим элементом, связывающим муфту с рабочими ор 50 ганами. При этом центробежные грузы

14 прижимаются к внутренней поверхности ведущей полумуфты 1.

При изменении момента сопротивления изменяется осевая сила, действующая в шлицевом соединении ведущей полумуфты 1 и втулки 2 и прижимающая ведущую полумуфту 1 к ведомой полумуфте 3. Так, при увеличении момента сопротивления на ведомой полумуфте 3 данная сила также увеличивается, но поскольку угол профиля кулачков больше угла наклона винтовой линии шлиц, то сила отталкивания полумуфт 1 и 3 при возрастании момента сопротивления увеличивается быстрее. В момент, когда сила отталкивания полумуфт и 3 уравновесит осевую силу, действующую в шлицевом соединении ведущей полумуфты 1 и втулки 2, и силу пружин 9, произойдет размыкание муфты, т.е. ведущая полумуфта 1, перемещаясь по шлицам втулки 2, выйдет из зацепления с ведомой полумуфтой 3.

На конечной стадии выхода кулачков из зацепления в контакт с конусной поверхностью кольцевой канавки на внутренней поверхности ведущей полумуфты 1 входит конусная поверхность грузов 14 (фиг. 4 и 5), расходящихся под действием центробежных сил и сил пружин 15 по лыскам на втулке 2 в радиальном направлении.

Возникающие при этом осевые силы, сжимая пружину 9, выводят кулачки полумуфт из зацепления и отводят ведущую полумуфту 1 от ведомой полумуфты 3 на заданное расстояние. Передача крутящего момента на ведомую полумуфту 3 прекращается. Ведущая полумуфта 1 удерживается в разомкнутом положении грузами 14 до тех пор, пока передается вращение на втулку 2 (фиг. 6,7). При этом необходимо выполнение условия

FL1+Pпр 7 Pдр (tg8+f прав )»

5 134 замыкания муфты необходимо выполнение условия

Подпружинивая грузы 14 к внутренней поверхности ведущей полумуфты 1, можно добиться начала замыкания муфты при минимальной скорости вращения втулки 2.

В момент пуска, когда действуют большие ускорения в шлицевом соединении, дополнительно возникает сила инерции, прижимающая ведущую полумуфту 1 к ведомой полумуфте 3, что позволяет муфте при ее .настройке на передачу номинального крутящего момента передавать, не размыкаясь, пусковые нагрузки.

При затормаживании ведущей полумуфты 1, когда действуют отрицательные ускорения, данная сила инерции способствует размыканию муфты.

Установка ведущей полумуфты на винтовых шлицах позволяет уменьшить осевые raбариты муфты благодаря уменьшению габаритов пружины, сжимающей полумуфты, и ее радиальные габариты, так как уменьшается требуемая для удержания ведущей полумуфты в разомкнутом положении центробежная сила грузов, зависящая от их разме4986 В ров. Кроме того, это обеспечивает автоматическое регулирование усилия прижатия полумуфт, зависящего от передаваемого муфтой момента. Вслед5 ствие снижения требуемого усилия пружины, сжимающей полумуфты, снижаются удары полумуфт при замыкании, что приводит к повышению долговечности муфты.

Формула изобретения

Кулачковая предохранительная муфта, содержащая подпружиненные одна к другой ведущую и ведомую полумуфты, соединенные торцовыми кулачками, втулку с направляющими пазами на наружной поверхности и механизм фиксации ведущей полумуфты в разомкнутом положении в виде скобообразных грузов, установленных в направляющих пазах втулки с возможностью взаимодействия с кольцевой канавкой на ве2 дущей полумуфте, которая связана с втулкой посредством шлицев, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения долговечности за счет автоматического регулирования силы прижатия полумуфт в зависимости от передаваемого крутящего момента, шлицы выполнены винтовыми с углом наклона к оси муфты меньшим угла проЪ филя кулачков.

1344986

1344986

Составитель Т ° Янова

Редактор А. Маковская Техред М,Дидык Корректор И. Муска

Заказ 4904/37 Тираж 804 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4