Муфта свободного хода

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в высоконагруженных быстроходных передачах одностороннего действия. Цель изобретения - повышение надежности и долговечности муфты. Муфта свободного хода состоит из концентрично расположенных звездочки 1 и обоймы 3, размещенных между ними заклинивающих роликов (Р) 4, поджатых с торцов подпружиненными нажимными кольцами, зафиксированными от поворота относительно обоймы 3. На осях 7, равномерно размещенных в звездочке 1, установлены поворотные упругие перемычки (УП) 8 U - образной формы. Верхний конец одной плоскости УП 8 имеет криволинейный профиль, очерченный дугой окружности, центр которой расположен на оси 7. УП 8 подпружинены относительно звездочке 1 пружинами 9 и отклонены силой пружин 9 от радиального положения до упора в Р 4. Другая плоскость УП 8 образует с соседним Р 4 зазор. Между концевой криволинейной частью плоскости УП 8 и обоймой 3 также имеется зазор. При заклинивании Р 4 между звездочкой 1 и обоймой 3 на Р 4 действуют силы от пружин 9, силы трения между торцами Р 4 и нажимными кольцами и силы вязкого трения смазки в зазоре между концевой поверхностью УП 8 и наружной рабочей поверхностью обоймы 3, что повышает надежность заклинивания Р 4. При свободном ходе силам действия пружин 9 противодействуют силы трения от контакта Р 4 с нажимными кольцами, силы вязкого трения в зазорах и гидродинамические силы взаимодействия концевых частей УП 8 со слоем смазки. В результате этого УП 8 отклоняются в строго радиальное положение. При этом сила поджатия Р 4 минимальна, что ведет к снижению износа звездочки 1, обоймы 3 и Р 4. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН щ)5 Р 16 D 41/06

Г.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д ВТОРСИОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4499699/25-?7 (22) 28,10,88 (46) 23.08.90. 1>юл. И 31 (72) В.Б.Панов (53) 621.825.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 798381, кл. F 16 Л 41/06, 1979. (54) МуфтА С11ОБОДНОГО ХОДА (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в высоконагруженных быстроходных передачах одностороннего действия. Цель изобретения — повышение надежности и долговечности муфты. Муфта свободного хода состоит из концентрично расположенных звездочки t и обоймы 3, /фазмещенных между ними заклинивающих роликов (Р) 4, поджатых с торцов подпружиненными нажимными кольцами, зафиксированными от поворота относительно обоймы 3. На осях 7, равномерно размещенных в звездочке 1, установлены поворотные упругие перемычки (УП) 8 V-образной формы. Верхний конец одной плоскости УП 8 имеет криволинейный профиль, очерченный дугой окружности, центр которой расположен

А-д

„„Я0„„1587233 А1

2 на оси 7, УП 8 подпружинены относительно звездочки 1 пружинами 9 и отклонены силой пружин 9 от радиального положения до упора в Р 4. Другая плоскость УП 8 образует с соседним Р 4 зазор. Между концевой криволинейной частью плоскости УП 8 и обоймой 3 также имеется зазор, При заклинивании Р 4 между звездочкой и обоймой 3 на P 4 действуют силы от пружин 9, силы трения между торцами

Р 4 и нажимными кольцами и силы вязкого трения смазки в зазоре между концевой поверхностью У11 8 и наружной рабочей поверхностью обоймы 3, что повышает надежность заклинивания

P 4, При свободном ходе силам действия пружин 9 противодействуют силы трения от контакта Р 4 с нажимными кольцами, силы вязкого трения в зазорах и гидродинамические силы взаимодействия концевых частей УП 8 со слоем смазки. В результате этого УП 8 отклоняются в строго радиальное положение. При этом сила поджатия Р 4 минимальна, что ведет. к снижению износа звездочки 1, обоймы 3 и Р 4.

2 ил„

1587233

И зобретение относится к машиностроению, а более конкретно к муфтам сВободного хода, и может быть использовано в высоконагруженных быстроход5 ных передачах одностороннего действия.

Целью изобретения является повыы ение надежности и долговечности.

На фиг. 1 показана муфта свобод1 ого хода, общий вид, разрез; на

Фиг. 2 — разрез А-Л на фиг. 1.

Муфта содержит звездочку 1, закрепленную на валу 2, обойму 3, зак инивающие ролики 4, средство торцового поджатия роликов в виде нажим ых колец 5, установленных в обойме, зафиксированных от поворота относительно нее и подпружиненных в осевом аправлении плоскими кольцевыми IIpj gp нами 6„

На звездочке 1 между роликами на осях вращения 7 установлены поворот ныее перемычки 8, которые выполнены в виде U-образных плоских пружин, подпружиненных относительно звездочки спиральными пружинами 9. Растояние между внешними плоско-параллельными ! поверхностями каждой перемычки меньше расстояния между смежными роликами на величину зазора, выбранного из условия обеспечения свободного вращения роликов между перемычками при работе МСХ в режиме обгона.

Перемычки 8 снабжены консольным выступом ot ограничивающим угол по35 ворота перемычки относительно оси.

Второе назначение выступа — смещение центра массы перемычки относительно ее геометрической оси симметрии с целью обеспечения такого равновесного положения перемычек под действием центробежных сил при вращении звездочки, при котором перемычки несколько отклонены от радиального положения.

Радиальный размер перемычек выбран таким, чтобы между поверхностью концевой части каждой перемычки и дорожкой качения роликов оставался минимальный зазор б, необходимый для о наиболее эффективного использования вязкостного трения в зазоре при вращении обоймы относительно звездочки в период обгона. С целью сохранения постоянной величины этого зазора при ограниченных поворотах перемычки относительно ее оси вращения концевая часть перемычки изогнута с образованием небольшой Г-образной полочки криволинейного (цилиндрического) про филя, очерченного дугой окружности, центр которой находится на оси вращения перемычки.

Силой пружин 9 перемычки 8 отклонены на небольшой угол от радиального положения до упора в заклинивающие ролики. При этом между тыльными поверхностями перемычек и смежными роликами имеются небольшие равные по величине зазоры 8.

Жесткость U-образных пружин — перемычек выбрана такой, чтобы исключить их деформацию при взаимодействии с роликами под действием силы пружин 9.

В рассматриваемом устройстве ведущим звеном является звездочка 1, ведомым — обойма 3.

Муфта работает следующим образом.

При расклиненном статическом состоянии МСХ ролик 4 под действием тангенциальных сил со стороны подпружиненных перемычек 8 находятся в контакте с обоймой 3 и площадками профильной звездочки 1. При этом перемычки отклонены от строго радиального положения до упора в заклинивающие ролики и между их тыльными поверхностями и смежными роликами имеются равные по величине зазоры 8. По мере увеличения прикладываемой нагрузки после начала заклинивания КСХ и перемещения роликов в глубину клинового пространства происходит увеличение угла отклонения перемычек от радиального положения, в результате чего полностью выбираются малые зазоры между тыльными поверхностями перемычек и смежными роликами, При этом возможна некоторая деформация U-образных пружин, зажатых между заклиненными роликами.

В результате упругой податливости перемычек устраняется возможность возникновения нерасчетных сил в контакте их с заклинивающимися роликами, при этом компенсируются перекосы роликов в клиновом пространстве, вызванные неблагоприятными динамическими условиями работы МСХ или неравномерной деформацией деталей. Устраняются условия "врезания" заклиненных роликов в перемычки в случае их неравномерного заклинивания и интенсивного истирания контактных поверх1S8 7233.ностеи перемычек при многократных заклиниваниях 11СХ.

После снятия нагрузки и расклинивания MCX ролики и перемычки возвращаются в исходное положение готовности к следующему циклу заклинивания.

При вращении звеньев МСХ наряду с силой пружин 8, отклоняющих перемычки от строго радиального положения, также действует дополнительная центробежная составляющая от неуравновешенной массы упорного выступа а .

Так как при этом угол отклонения перемычек, соответствующий их равновес.ному положению в поле центробежных сил, несколько больше угла возможного отклонения перемычек до упора в незаклиненные ролики, при работе муфты до начала заклинивания на ролики действует дополнительная тангенциальная прижимная сила, увеличивающая нормальную силу их взаимодей. ствия с площадками звездочки в момент начала заклинивания (это повышает надежность включений MCX) .

Большая величина прижимного усилия, действующего на ролики в момент включения предлагаемой МСХ, обусловлена суммированием нескольких составляющих: силы пружин 9; центробежной силы инерции; фрикционной составляющей в контакте торцов роликов с нажимными кольцами; силы вязкостного трения смазки в зазоре между концевыми поверхностями перемычек и дорожкой качения роликов.

Все перечисленные выше силы, действующие на ролики со стороны комбинированного прижимного устройства, при включении ИСХ имеют одинаковую направленность, что способствует образованию надежного контакта роликов с обоймой и звездочкой.

Особенность функционирования комбинированного прижимного устройства муфты заключается в том, что в период ее свободного хода (обгона) силе пружин 9 и инерционной (центробежной) составляющей, возникающей при наличии дисбаланса перемычки, начинают противодействовать силы трения в контакте торцов роликов с пажимными кольцами 5, силы вязкостного трения в зазорах F и гидродинамические силы взаимодействия концевых частей перемычек со слоем жидкой смазки, сконцентрированной на внутренней поверхности обоймъ, 5

По мере возрастения скорости относительного движения звездочки и обоймы в период обгона. увеличиваются силы вязкостного трения в зазорах между перемычками и обоймой, силы гидродинамического воздействия слоя смазки на поверхности концевых частей перемычек, а также фрикционные силы в контакте торцов роликов с нажимными кольцами. В результате изменения соотношения сил перемычки отклоняются от первоначального (исходного) положения и занимают строго радиальное положение на ограничительных упорах Q взаимодействующих с буртами звездочки.

При радиальном положении перемычек зазоры между их поверхностями и роликами имеют наибольшую величину, а сила тангенциального поджатия роликов к площадкам звездочки ранна нулю. В результате этого исключается трение вращающихся роликов с площадками звездочки и обеспечиваются наиболее благоприятные условия движения звеньев в период высокоскоростного обгона, что способствует повышению долговечности предлагаемой МСХ.

Одной из существенных особенностей работы муфты является то, что при отклонениях перемычек от радиального положения происходит уменьшение Зазоров между перемычками и роликами.

В период свободного хода эти зазоры имеют максимальную величину, перед началом заклинивания роликов уменьшаются до установленного минимума.

11ри этом происходит параллельное смещение линий контакта роликов по поверхностям перемычек, в результате чего существенно уменьшается интенсивность изнашивания этих поверхностей и устраняется влияние изнашивания перемычек в период обгона на точность взаимного расположения роликов в момент начала заклинивания муфты.

В связи с тем, что отвод перемычек в радиальное положение в период обгона обеспечивается главным образом за счет сил, воздействующих непосредственно на перемычку, сила взаимодействия роликов с перемычками в этот период остается минимальной, поскольку определяется трением качения роликов по обойме и трением верчения в контакте торцов роликов с нажимными кольцами.

1587233

Подвижные перемычки, имеющие равную толщину, выполняют роль дистанционных проставок, обеспечивающих равномерное распределение роликов по окружности.

3а счет подвижности перемычек при наличии малых и равных зазоров межДу ними и роликами обеспечивается инхронное перемещение всего блока оликов относительно звездочки от

1 ! оложения соответствующего свободУ ному ходу МСХ (радиальное расположеие перемйчек), до положения, соотетствующего началу заклинивания 15

СХ (наклонное положение перемычек) .

1ри этом по мере увеличения угла от клонения перемычек от радиального расположенияя и приближения роликов к пло1 щадкам звездочки происходит уменьшение 20

:зазоров между боковыми поверхностями перемычки и роликами и соответствен но возможность отклонения роликов от равномерного расположения в пределах остаточных зазоров сводится к 25 минимуму. За счет этого достигается одновременность введения всех роликов в контакт с площадками звездочки и равномерность распределения нагрузки между ними. 30

Синхронному движению блока роликов относительно звездочки способствует фрикционный механизм, воздействующий одновременно на торцы всех роликов и демпфирующий их колебание в пространстве между звездочкой и обоймой при работе МСХ в незаклиненном состоянии. В данной конструкции NCX синхронность движения роликов не может быть существенно нарушена даже в случае поломки пружин у нескольких перемычек, поскольку ролики и подвижные перемычки имеют воэможность двухстороннего взаимодействия друг с друroM. Осевые малоразмерные шарниры перемычек при большом плече приложения движущих сил позволяют значительно уменьшить момент сопротивления при перемещениях блока роликов относительно звездочки в сравнении с сепараторной конструкцией МСХ, имеющей сопряжение сепаратора со звездочкой по центрирующим поверхностям.

В муфте (фиг. 1 и 2) в качестве перемычек использованы U-образные плоские пружины, закрепленные на осе-55 вых шарнирах. При решении поставленной задачи могут быть также применены неметаллические сплошные перемычки из какого-либо упругого материала, а сами перемычки закреплены на звездочке не на осях, а непосредственно на пружинах, выполненных, например, в виде спиц. Повышение надежности и долговечности MCX достигается за счет уменьшения сил трения в контакте роликов с элементами прижимного устройства как в период заклинивания, так и в период свободного хода МСХ, устранения причин заедания подвижных элементов прижимного устройства, увеличения силы тангенциапьного поджатия роликов в период заклинивания муфты.

Муфту свободного хода наиболее целесообразно использовать в быстроходных авиационных передачах одностороннего действия, условия эксплуатации которых характеризуются высоким уровнем динамического нагружения, большим числом циклов заклиниваний и продолжительной работой в режиме обгона. формула изобретения

Муфта свободного хода, содержащая концентрично расположенные обойму и звездочку, эаклинивающие ролики, подпружиненные в окружном направлении и поджатые с торцов подпружиненными в осевом направлении и зафиксированными от поворота относительно обоймы нажимными кольцами, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повьпяения надежности и долговечности, она снабжена осями, равномерно размещенными в звездочке, и подпружиненными относительно последней поворотными упругими перемычками V-oápàçíoé формы, концевая часть одной из плоскостей перемычки имеет криволинейный профиль, очерченный дугой окружности, центр которой расположен на оси перемычки, при этом упругие перемычки установлены под углом к радиальному направлению и одной плоскостью контактируют с заклинивающим роликом, другая плоскость перемычки расположена с зазором относительно соседнего ролика, а концевая часть упругих перемычек расположена с зазором относительно обоймы„

1587233

Составитель В.Разоренов

Техред M.Äèäûê

Корректор В.Гирняк

Редактор В.Бугренкова

Подписное

Тираж 532

Заказ 2407

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101