Поводково-рычажная муфта тягового привода рельсового транспортного средства

 

Использование: в машиностроении, в частности в устройствах для передачи крутящего момента и компенсации относительных перемещений звеньев в тяговых приводах железнодорожного транспорта. Сущность изобретения: муфта состоит из полых валов, поводков, установленных наклонно, полых торсионных валов 4, 5, охватываю: щих валы, коленчатых рычагов, выполнен - ных за одно целое с упомянутыми торсио - ными валами. Концевые части рычагов выходят через специальные отверстия соответственно зубчатого и ездового колес за пределы плоскости, расположённой посредине вертикальных плоскостей симметрии указанных валов, и двенадцати шарнирных узлов. Поводки размещены в плоскостях опор полых валов. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Г 16 0 3/60

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

Й ЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21 ) 4921264/27 (22) 21,03,91 (46) 15.02.93. Бюл, N 6 (71) Грузинский технический университет (72) Г.Г.Купрашвили, Н.В,Львов, Д.Х,Горгил дзе и И.А,Ригишвили (56) Авторское свидетельство СССР ф 1693289, кл, F 16 D 3/60, 1990 (54) ПОВОДКОВО-РЫЧАЖНАЯ МУФТА ТЯГЬВОГО ПРИВОДА РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (57) Использование:. в машиностроении, в чВстности в устройствах для передачи крутящего момента и компенсации относительИзобретение относится к машиностроенИю, в частности к устройствам для передач крутящего момента и компенсации относительных перемещений звеньев в тяговых приводах железнодорожного транспорта.

Известна поводково-рычажная муфта тягового привода рельсового транспортногО средства. содержащая ведущий и ведомый элементы, выполненные в виде установленных на опорах полых валов, поводки, связующие рычаги, одними концами шарнирно связанные с опорами валов, а другими концами — с поводками, сайлентблоки, установленные в сопряжении валов с ойорами и связующих рычагов с поводками, и торсионные валы, охватывающие валы с зазорами и сопряженные с ними посредством сайлент-блоков.

К недостатку известной муфты следует отнести тяжелые условия работы. ограничивающие срок службы резиновых. втулок

„„ Ы „„1795181 А1 ных перемещений звеньев в тяговых приводах железнодорожного транспорта. Сущность изобретения: муфта состоит иэ полых валов, поводков, установленных наклонно, полых торсионных валов 4, 5, охватывающих валы, коленчатых рычагов, выполнен ных. за одно целое с упомянутыми торсиоНными валами. Концевые части рычагов выходят через специальные отверстия соответственно зубчатого и ездового колес эа пределы плоскости, расположенной посредине вертикальных плоскостей симметрии указанных валов, и двенадцати . шарнирных узлов. Поводки размещены в плоскостях опор полых валов. 7 ил. шарниров сопряжений связующих рычагов с поводками. Это объясняется тем, что в отличие от резиновых втулок других шарниров резиновые втулки указанных шарниров подвергаются дополнительной нагрузке, обусловленной перекосами этих шарниров . при поворотах поводков вследствие горизонтальных расцентровок, что снижает долговечность механизма в целом.

Цель изобретения — повышение долговечности муфты.

Поставленная цель достигается тем, что в поводково-рычажной муфте, содержащей ведущий и ведомый элементы, выполненные в виде установленных на опорах полых валов, поводки, связующие рычаги, связанные с опорами валов и с поводками, сайлент-блоки, установленные в сопряжении валов с опорами и связующих рычагов с поводками. и торсионные валы. связующие рычаги выполнейы коленчатой формы, а поводки расположены в плоскостях полых валов.

1795181

На фиг,1 изображена поводково-рычажная муфта, вид сбоку; на фиг,2- вид А фиг,1; на фиг.3 — вид Б фиг,1; на фиг.4 — то же, разрез B.-В фиг,1, на фиг.5 — то же, разрез

Г-Г фиг,2; на фиг.б-то же, разрез Д-Д фиг.2; на фиг,7 — схема передачи вращающегося момента от зубчатого колеса (ведущего звена)тяговой передачи к ездовому колесу(ведомому звену) колесной пары применительно к предлагаемой муфте и. к прототипу.

Муфта состоит из полых валов 1, 2, поводков 3, установленных наклонно, полых торсионных валов 4, 5, охватывающих соответственно валы 1, 2, выполненных заодно с упомянутыми торсионными валами коленчатых рычагов 6, 7, концевые части- которых выходят через специальные отверстия, выполненные соответственно на зубчатом колесе и ездовом колесе (не показаны), эа пределы плоскости, размещенной посередине вертикальных плоскостей симметрии указанных валов, и двенадцати шарнирных узлов 8...13. Каждый иэ шарнирных узлов 8 состоит из установленной на обращенной к центру кОлесной пары торцевой поверхности. зубчатого колеса опоры 14, в смежной по отношению к зубчатому колесу полой части которой размещен угол коленчатого рычага 6, и запрессованного в ее проушину сайлент-блока 15, который охватывает конец вала 1 и образует с ним также соедине. ние с натягом. Каждый из шарнирных узлов

9 совмещает в себе связанную с ездовым (ведомым) колесом и установленную на внешней его торцевой поверхности опору

16, в смежной по отношению к ездовому колесу полой части которой размещен угол коленчатого рычага 7, а также — запрессованный в проушину указанной опоры сайлент-блок 17, который охватывает конец торсионного вала 2 и образует с ним, в свою очередь, соединение с натягом, При этом опоры 14 и 16 расположены противоположно. Каждый из шарнирных узлов 10 содержит сайлент-блоки 18, 19, соединительную втулку 20, упорные втулки 21, болт 22 и гайку

23. Сайлент-блоки 18 запрессованы в вилкообразные проушины поводка 3, а сайлентблок 19- в проушину рычага 6, Соединительная втулка 20 с сайлент-блоками 18, 19 образуют также соединение с натягом. Сайлент-блоки 18, 19 в осевом направлении плотно зажаты при помощи упорных втулок 21, болта 22 и гайки

23, Притом структурные схемы шарнирных узлов 10 и 11 идентичны, Каждый из сайлент-блоков 15, 17 совмещает в себе внутреннюю, армировочную втулку 24, резиновую втулку 25 и наружную армировочную втулку 26. Схемы компоновки шарнирных узлов 12, 13 одинаковые. Каждый из

30 них содержит сайлент-блок, состоящий иэ внутренней армировочной втулки 27, резиновой втулки 28 и наружной армировочной втулки 29, Предполагается, что длины продольных уступов рычагов 6, 7 будут выбираться так, чтобы поводки 3 располагались в плоскостях опор 14, 16. Предполагается также, что длинные поперечные уступы рычагов 6, 7 через специальные отверстия в зубчатом колесе тяговой передачи и ездовом колесе колесной пары будут выходить в пространство между ними, Муфта работает следующим образом.

При вращении зубчатого колеса на полый вал 1 через опоры 14 и шарнирные узлы

8 будет передаваться момент, равный моменту M зк на зубчатом колесе. Этот момент от вала 1 через шарнирные узлы 12 будет передаваться торсионному валу 4 в виде пары сил PL, Эта пара сил, через рычаги 6, жестко связанные с торсионным валом 4, будет восприниматься через поводки?, жестко сопряженные с торсионным валом 5, в виде момента Р1Ь1. притом один из поводков 3 будет работать на растяжение, а другой — на сжатие. К тому же, вследствие того, что поводки 3 располагаются в плоскостях опор 14; 16 и поэтому расстояние L> между ними .значительно больше расстояния L между шарнирными узлами 12, то усилия Р1, действующие в поводках 3 и шарнирных узлах 10, 11 (т.е. и в опорах 14, 16), будут существенно меньше усйлий Р, действующих в шарнирных узлах 12. Через торсионный вал 5, шарнирные узлы 13, полый вал 2 и опоры 16 на ездовое колесо колесной пары действует момент Мзк(Мзк = PL = P 1Ü), преодолевший момент Мс сил сопротивлений на ездовом колесе. Поскольку плотность вертикального силового взаимодействия между торсионными валами 4, 5 лежит lloceредине их осей, то оба торсионных вала будут скручиваться моментом mg = P>f, где I

- длина рычагов 6, 7, Кроме того, рычаги 6, 7

45 на торсионные валы 4, 5 в тяговом режиме будут передавать . противонаправленные горизонтальные силы Тр, обусловленные наклоном поводков 3 и равные P1tg а{горизонтальные составляющие усилий, действу50 ющих в поводках). Эти силы будут восприниматься шарнирными узлами 12;

13, которые через полые валы 1, 2 их в виде горизонтальных противонаправленных сил соответствующих величин будут передв55 ваться на шарнирные узлы 8, 9, а последние — через опоры 14 и 16 соответственно на зубчатое колесо и на ездовое колесо.

Для предлагаемого механизма отрицательное влияние этих паразитных радиальных нагружений (обусловленных приданием

1795181

10

30

45

55 наклона поводкам 3 с целью увеличения длин рычагов 6, 7 и этим путем уменьшения . углов закручивания резиновых втулок шарнирных узлов) на долговечность указанных упругих элементов благодаря положительным особенностям предлагаемой муфты (»«Р) существенно уменьшены.

При расцентровке зубчатого колеса и ездового колеса колесной пэры, обусловленной колебаниями подрессоренной части тележки, как торсионные валы 4, 5 так и полые валы 1, 2 будут смещаться относительно друг друга. Если величина расцентРовки Z перпендикулярна продольным осям указанных валов, то происходит параллельное их вертикальное смещение. Причем, в силу того, что длины рычагов 6, 7 одинаковы, Плоскость вертикального силового взаимодействия между торсионными валами 4, 5 (как. впрочем, и между валами 1,2) лежит посередине их осей и вертикальное перемещение конца каждого рычага в результате их угловых поворотов вокруг продольных осей валов 1, 2, сопутствующих рассматриваемой расцентровке благодаря подвиж- 2 ным сопряжениям торсионных валов 4. 5 с валами 1, 2 и рычагов 6, 7 с поводками 3, составит 1/2 Z, Следовательно; изменение углов наклона рычагов 6, 7 составит

1Ц . Е

Q = е

I 2l

Что касается значения углов закручивания резиновых втулок сайлент-блоков сопряжений каждого поводка с рычагами, сайлентблоков сопряжений каждого торсионного 3 в ла и сайлент блоков сопряжений кэхдого вала с его опорами, то поскольку, с одной сторонй сэйлент-блоки сопряжений торсионного вала с полым валом и последнего с опорой мЕжду собой образуют упругие последовательные соединения в линейном и угловом отношениях (в частности, при загружении их осевыми и радиальными силами, а также пфи повороте момента в плоскости, перпендикулярной их продольных осей), то оно, в случае равенства общей жесткости резиновых втулок двух сайлент-блоков 18 и жесткости резиновой втулки сайлент-блока 19

llpM соосном скручивании. а также при одинаковой жесткости резиновых втулок сопряжЕния торсионного вала с полым валом и последнего с опорой при том же виде их деформации. составит

Q Z а1

2 4Г

Если расцентровка центров зубчатого колеса и ездового колеса совпадает с направле- . нием продольных осей торсионных валов 4, 5 то происходит перекос резиновых втулок сайлент-блоков 18 и 19 в шарнирных узлах

10 и 11. При этом, очевидно, что значение угла перекоса резиновых втулок определяется не длиной поводка 3, а расстоянием по вертикали между шарнирными узлами 8, 9, Т.е, придание наклона поводкам 3 относи-. тельно вертикали не влияет на указанную величину.

Из двух рассмотренных взаимно перпендикулярных компонентов может быть получено перемещение зубчатого колеса относительно ездового колеса в любом направлении в вертикальной плоскости.

Правда при передаче от зубчатого колеса на ездовое колесо вращающего момента в шарнирных узлах сопряжений валов 4, 5 с полым валом I, 2 предлагаемой муфты будут действовать одинаковые по величине радиальнные усйлия Р и в этом отношении значительное .улучшение условий работы достигнуто лишь для шарнирных узлов сопряжений поводков 3 с рычагами 6, 7 (потому, что, как это было показано выше, P1«Р), но лимитирующими в отношении срока службы являются резиновые втулки сэйлент-блоков именно последних из них. Так, например, при таком угловом положении муфты, когда поводки 3 располагаются горизонтально и вертикальная расцентровка зубчатого колеса и ездового колеса обеспечивается за счет угловых поворотов поводков в плоскости механизма, происходит перекос резиновых втулок сайлент-блоков

18; 19 шарнирных узлов 10, 11 и их суммарная деформация при этом равна углу поворота поводков. Воспринимаемые притом моменты сайлент-блоками 18, 19 пропорциональны., углу поворота поводков, Эти моменты Мп воспринимаются рычагами 6, 7 и затем передаются торсионным валам 4, 5, которые их, в свою очередь, передают на шарнирные узлы 12, 13 в виде радиальных противонаправленных сил, равных

2IV4

Pp= где M — момент, передаваемый на каждый торсионный вал каждым шарнирным узлом сопряжения поводков с рычагами;

L- расстояние между центрами шарнирных узлов сопряжений торсионного вала с полым валом, Очевидно, что напряжения, возникающие в резиновых втулках сэйлент-блоков шарнирных узлов 12, 13 под действием этих сил пренебрежимо малы в сравнении с напряжениями, возникающими в резиновых втулках сайлент-блоков 18, 19 шарнирных узлов 10, 11 под действием моментов Мп

179518 м, в и едложенной муфте, ейся на новой схеме рас положето существенное б ограниченных в ов, достигнуто б езиновых зле- 5 словий работы отношении ср ока служ ы р ментов — рези но иновых втулок шарнирных уз- . ний рычагов с и оводками о сопряжени р благодаря значительному умень

Формула изобретения во- ычажная муфта- тягового ривода рельсового транс

СВЯЗУЮ М

ые в виде уст

ых валов, поводки, рнир О СОе и и о ними концами ша

1я ненные с опорами валов, а др

С 1ф C ках, ВОЗник

„а„щих г ри реализалий В ПОВОД . д ичем горизон ции тяговОГО . ейСТВУЮЩИХ в момента. Ри" тальные ленные наклоном составляющие де с поводках усилий 6 - Разитй, о словл е ставляЮЩИЕ СО ОИ па поводков и предс азанных Резиновых ные нагружения, для указанны

Втулок также 3 аметно уменьшатся кеми, сайлент-блоки, устано вленные ами и связ юво ками, и торсионные ваяжении валов с о щих рычагов с поводками лы; охватйвающ ие валы с заз

ые с ними посредством м сайлента я с я тем что с целью блоков, отличающаяся я олговечности, связую пб ышения А чаги вы ол е ны коленчатои ки расп оложены в плоскостях и

1795181

Фиг.3

1795181

Фиг. 4

1795181

Составитель Г.Купрашвили

Техред М.Моргентал Корректор М.Андрушенко

Редактор

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

Заказ 417 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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