Предохранительная шариковая муфта
Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для передачи крутящего момента ограниченной величины. Цель изобретения - повышение долговечности путем обеспечения качения шарика в гнездах полумуфт при срабатывании муфты. Полумуфта /П/ 3 сочленена со стаканом 1 при помощи направляющей шпонки 2, П 4 установлена свободно. Силовое замыкание осуществляют при помощи пружины 7. П 3 и 4 связаны одна с другой посредством шариков 5, расположенных в конических гнездах 6 П 3, 4, выполненных с определенным углом α. При перегрузке осевая реакция на шариках приводит к отходу вправо полумуфты 3. Шарики 5, перекатываясь по коническим гнездам 6, выходят из последних, чем обеспечивается срабатывание муфты. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (51)5 F 16 Р 7 06
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4447786/25-27 (22) 23.06.88 (46) 30.07.90. Бюл. № 28 (75) М. П. Шишкарев (53) 621.825.5 (088.8) (56) Дьяченко С. К. и Киркач H. Ф. Предохранительные муфты, Киев, 1962, с. 32, рис. 13. (54) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ ШАРИКОВАЯ МУФТА (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для передачи крутящего момента ограниченной величины. Цель изобретения — повышение долговечности путем обеспечения качения шарика в гнездах полумуфт при срабатывании муфты. Полумуфта (П) 3 сочленена со стаканом 1 при помоши направляющей шпонки 2, П 4 установлена свободно.
Силовое замыкание осуществляют при помощи пружины 8. П 3 и 4 связаны одна с другой посредством шариков 5, расположенных в конических гнездах 6 П 3 и 4, выполненных с определенным углом а. При перегрузке осевая реакция на шариках приводит к отходу вправо полумуфты 3. Шарики 5, перекатываясь по коническим гнездам 6, выходят из последних, чем обеспечивается срабатывание муфты. 2 ил.
1581913
Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для nepeiIà÷è крутящих моментов ограниченной вели4ины.
Цель изобретения — повышение долговечности путем обеспечения качения шарика в гнездах полумуфт при срабатывании муфты.
На фиг. 1 изображена предохранительная шариковая муфта, продольный разрез;
Иа фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1 (расчетНая схема).
Муфта содержит стакан 1, на котором (ри помощи направляющей шпонки 2 устаовлена ведущая полумуфта 3. Ведомая олумуфта 4 установлена свободно. Полууфты соединены шариками 5. На обращеных друг к другу торцах полумуфт 3 и 4 оответственно выполнены конические гнезда под шарики 5, при этом плоский угол а дри вершине конуса определяется из выра)кения
cosn) (— —, Ч вЂ”вЂ”
f,D де f — коэффициент тр. ния между шариками и полумуфт, ми;
d — средний диаметр шпоночного сочленения полумуфты и стакана;
f — коэффициент трения в соединении полумуфты 3 и стакана 1;
D — диаметр окружности, на которой расположены центры шариков 5.
Конические гнезда б полумуфт 3 и 4 имеют одинаковые геометрические параметры. Шарики 5 заключены в сепаратор
7 для центровки шариков 5 в процессе срабатывания муфты, на торцах полумуфт
3 и 4 соответственно между коническими гнездами 6 выполнены сферические беговые дорожки. Полумуфты 3 и 4 поджаты одна к другой пружиной 8, регулировка усилия которой производится гайкой 9, навинченной на резьбовой участок стакана 1.
Муфта работает следующим образом.
Крутящий момент со стакана 1 передается посредством шпонки 2 на полумуфту
3 и далее через шарики 5 на полумуфту
4. Возникающая в результате передачи крутящего момента осевая реакция шариков
5 уравновешивается силой сжатия пружины
8 и силой трения в шпоночном соединении. При увеличении крутящего момента выше предельного полумуфта 3 под действием возрастающей осевой реакции шариков 5 отходит вправо (фиг. 1). Шарики 5, перекатываясь в конических гнездах, выходят из последних и попадают в беговые дорожки, после чего происходит повторное сцепление полумуфты 3 и 4, и далее описанный процесс повторяется до прекращения действия перегрузки.
В полумуфте имеет место качение шариков 5. Указанное обстоятельство снижает потери на трение и повышает долговечFoh F hi F Di=О, (1) где и — плечо действия силы F,;
h> — то же, для силы F,;
Di — диаметр шарика 5.
Моментом, вызываемым силами трения между шариками 5 и сепаратором 7, пренебрегают ввиду его крайне незначительно и вел и чины.
Имеем:
h=D h> — — D i cosn; 50 где f — коэффициент трения между шариком 5 и полумуфтой 3. Кроме того, б Fa — =Fa (kgn — — — f ), пр о где +np — сила (начальная) пружины 7; D — диаметр окружности, на которой расположены центры шариков; ность, так как коэффициент трения качения значительно меньше коэффициента трения скольжения. Анализ процесса срабатывания муфты показывает, что условие качения шариков 5 в конических гнездах полумуфт 3 и 4 может быть обеспечено и ри соблюдении соответствующих соотношений параметров полумуфт, очевидность которых показана на фиг. 2; где приведена схема сил, действующих на шарик 5. На фиг. 2 приняты следующие обозначения: F, — окружная сила, действующая на шарик; на F — сила нормального давления; Р, — осевая реакция шарика 5, равная начальной силе сжатия пружины 8 (при условии, отражающем состояние равновесия полумуфты 3); F, — сила трения между шариком 5 и полумуфтой 3; а — угол между образующей и высотой конуса. Направление действия указанных сил на фиг. 2 дано для случая, когда полумуфта 3 вращается в направлении, показанном стрелкой. Из фиг. 2 следует, что качение шарика 5 имеет место в том случае, когда результирующий момент сил, действующих на шарик, совпадает по направлению с предлагаемым направлением вращения шарика вокруг своей оси при его перемещении по гнездам, т.е. против часовой стрелки (при указанном направлении вращения полуЗО муфты 3). Это объясняется тем, что в противном случае имело бы место скольжение шарика, т.е. предлагаемое направление вращения шарика не совпадало бы с направлением действия результирующего момента сил. 35 Уравнение моментов относительно точки О (фиг. 2) дает 1581913 Формула изобретения или cosa) —, (g) Ч f,D A-4 у3етчено Фиг. Г Составитель В. Юдаева Редактор М. Петрова Техред А. Кравчук Корректор И.Муска Заказ 2075 Тираж 535 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прп 1 КНТ СССР 113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4,5 Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина. 101 — средний диаметр шпоночного соединения; — коэффициен г трения в шпоночном соеди ненни. С учетом этого уравнения (1) приобретает вид d. со 4 — f cosa — =О. (2) В соответствии со сказанным для обеспечения условия качения шарика необходимо, чтобы момент, стремящийся повернуть шарик против часовой стрелки, был больше момента, стремящегося повернуть шарик по часовой стрелке, поэтому D с сжс — f>cosa — — )О Таким образом, неравенство (3) отражает условие обеспечения качения шариков в процессе срабатывания муфты и, следовательно, достижения цели изобретения. Предохранительная шариковая муфта, содержащая одну полумуфту, соосную и 5 подпружиненную к ней другую полумуфту, соединительные шарики, размещенные в выполненных на обращенных друг к другу торцах полумуфт гнездах, отличающаяся тем, что, с целью повышения дэлговечности путем обеспечения качения шарика в гнездах при срабатывании муфты, гнезда выполнены коническими, а величина угла а между образующей и высотой конуса определяется по зависимости 15 cosa> КО где f — коэффициент трения между шариками и полумуфтами; d — средний диаметр посадочной поверх20 ности подвижной полумуфты; fi — коэффициент трения между подвижной полумуфтой и сопряженным с ней элементом; .0 — диаметр окружности, на которой расположены центры шариков.
