Гидравлическая муфта сцепления

 

Использование: в гидравлических муфтах сцепления трансмиссий самоходных машин. Сущность: гидравлическая муфта сцепления содержит ведущую и охватывающую ее ведомую полумуфту с симметричным профилем внутренней поверхности и с выступами на внутренней поверхности, а также полость между полумуфтами. Выступ имеет внутреннюю поверхность с радиусом, равным радиусу ведущей полумуфты. Внутренняя поверхность ведомой полумуфты выполнена с различными радиусами кривизны. В ведущей полумуфте установлены подпружиненные лопатки, а в ведомой выполнены каналы в виде глухих в радиальном направлении пазов, сообщающихся с полостью. На ведущей полумуфте установлен подвижный в осевом направлении управляющий элемент в виде пластины с продольным трапецеидальным пазом, стенки которого контактируют с тягами лопаток. 3 з. п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в тех устройствах, где требуется передавать крутящий момент от двигателя к исполнительным механизмам, например в трансмиссиях самоходных машин.

Целью изобретения является повышение надежности и долговечности муфты путем уменьшения контактных напряжений в элементах конструкции муфты за счет радиального перемещения лопаток без передачи или крутящего момента.

Указанная цель достигается тем, что профиль ведомой полумуфты выполнен с двумя дополнительными дугами переменного радиуса, сопрягающимися с другими двумя дугами, каналы выполнены в виде глухих в радиальном направлении пазов на участках внутренней поверхности ведомой полумуфты, на которых расположены дополнительные дуги, при этом управляющий элемент выполнен в виде пластины с расположенным симметрично относительно оси муфты продольным трапецеидальным пазом, установленной с возможностью взаимодействия боковых стенок паза с тягами лопаток.

С целью уравновешивания и уменьшения радиальных сил муфта снабжена дополнительными лопатками и дополнительной пластиной, соединенной под прямым углом с первой пластиной и выполненной с симметричным относительно оси муфты дополнительным трапецеидальным пазом, стенки которого расположены с возможностью взаимодействия с тягами дополнительных лопаток, дополнительным радиальным выступом, расположенным на внутренней поверхности ведомой полумуфты, с дугообразным профилем, имеющим радиус, равный радиусу ведущей полумуфты, а профиль ведомой полумуфты выполнен с четырьмя дополнительными дугами, сопряженными между собой, с одной из первый дуг переменного радиуса и дугой большего радиуса, при этом на участках с дополнительными дугами переменного радиуса в корпусе ведомой полумуфты выполнены дополнительные каналы в виде глухих в радиальном направлении пазов.

С целью более полного выравнивания радиальных сил части каналов, примыкающие к радиальным выступам, перекрестно соединены между собой. Диаметрально противоположные участки ведущей полумуфты, расположенные между лопатками, сообщены между собой.

На фиг. 1 показан разрез гидравлической муфты сцепления; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вариант муфты с двумя радиальными выступами; на фиг. 4 - общий вид управляющего пространственного элемента; на фиг. 5 - границы дуг профиля ведомой полумуфты.

Механизм содержит ведущую полумуфту 1, расположенную внутри ведомой полумуфты 2. Муфта обратима, т. е. ведомая полумуфта может становиться ведущей и наоборот. Полость 3 между полумуфтами заполнена жидкостью. В выполненных в ведущей полумуфте 1 на противоположных ее сторонах радиальных пазах 4 размещены две лопатки 5, боковыми поверхностями прилегающие к внутренней боковой поверхности ведомой полумуфты. Лопатки 5 могут выдвигаться из пазов и перекрывать полость 3. За одно целое с лопатками выполнены тяги 6. Лопатки 5 подпружинены пружинами 7, усилие которых направлено на выталкивание лопаток из пазов 4.

Ведомая полумуфта 2 охватывает ведущую полумуфту 1 (боковые поверхности прилегают друг к другу) и имеет симметричный профиль, представляющий собой две дуги 8 и 9 разного радиуса, плавно сопряженные между собой, причем дуга меньшего радиуса является профилем радиального выступа 10, а дуга 9 ограничивает концентрическую полость 3 между полумуфтами на участке, противолежащем радиальному выступу 10 и составляющем половину окружности, а на участках 11, сопрягающих дуги 8 и 9, в корпусе ведомой полумуфты 2 выполнены каналы 12.

На фиг. 5 указаны границы дуг разного радиуса и их сопряжений.

Профиль ведомой полумуфты 2 состоит из дуги 8 меньшего радиуса R₁, ограниченной точками 25 и 26, причем R₁ совпадает с радиусом ведущей полумуфты 1; дуги 9 большего радиуса R₂, ограниченной точками 27 и 28 и составляющей половину окружности; сопрягающих дуги 8 и 9 двух участков 11, ограниченных точками 25, 28 и 26, 27. Радиальный выступ 10 перекрывает полость 3 между полумуфтами, поэтому его профиль является дугой того же радиуса R₁, что и радиус ведущей полумуфты 1. Радиальный выступ 10, также как и дуга 8, образующая его профиль, ограничен точками 25 и 26. Радиальный выступ противолежит дуге 9 большего радиуса R₂.

На оси муфты в центральной полости 13 с возможностью осевого перемещения установлена управляющая пластина 14 с трапецеидальным симметричным пазом. Боковые стенки 15 паза взаимодействуют с тягами 6 лопаток 5. Для управления перемещением пластины 14 на ней установлена шпилька 16, выходящая наружу муфты через прорезь 17, выполненную в ведущей полумуфте 1. С помощью шпильки 16, взаимодействующей с подвижной в осевом направлении обоймой 18, которая может перемещаться с помощью тяги 19, осуществляется уравнение муфтой.

В ведущей полумуфте 1 может быть размещен гидравлический аккумулятор 20, сообщающийся с центральной полостью 13 с помощью канала 21.

Гидравлическая муфта сцепления работает следующим образом. В режиме холостого хода (отсутствует передача крутящего момента между полумуфтами) управляющая пластина 14 с помощью тяги 19 вдвинута к центру муфты. Боковые стенки 15 паза пластины перемещают при этом тяги 6 и связанные с ними лопатки 5 к центру муфты. Лопатки полностью утоплены в пазах 4 и не оказывает какого-либо сопротивления взаимному повороту двух полумуфт 1 и 2.

Для начала передачи крутящего момента управляющая пластина 14 с помощью тяги 19 перемещается в полости 13 к периферии муфты. Для того, чтобы не создавать дополнительного сопротивления перемещению пластины из-за изменения объемов внутри муфты, эти объемы соединяются каналом 21. Гидравлический аккумулятор 20 служит для компенсации изменений общего объема внутри муфты при ее работе, а также температурных изменений.

Вследствие перемещения пластины 14 к периферии муфты тяги 6 и лопатки 5 под действием пружин 7 выдвигаются из пазов 4 в полость 3 между полумуфтами. Лопатки 5 будут стремиться перемещать часть жидкости в полости 3 по окружности муфты, однако этому будет препятствовать радиальный выступ 10. Возникающее из-за этого гидравлическое сопротивление перемещению жидкости будет обеспечивать начало передачи крутящего момента между полумуфтами.

При каждом определенном положении выдвинутой управляющей пластины 14 обеспечивается соответствующее выдвижение лопаток 5 в полость 3. При этом одна из лопаток будет выдвинута в той части полости 3, которая ограничена сопрягающими участками или другой 8 профиля радиального выступа 10. Благодаря наличию каналов 12, имеющих ширину, близкую к ширине полости 3, гидравлическое сопротивление перемещению жидкости этой лопаткой при относительном повороте полумуфт будет очень мало, так как величина этого сопротивления определяется степенью перекрытия каналов. При приближении этой лопатки к радиальному выступу 10 под действием криволинейных внутренних поверхностей ведомой полумуфты 2, расположенных на участках 11, лопатка будет полностью утапливаться в пазу 4, независимо от положения управляющей пластины 14 (поскольку боковые стенки 15 паза пластины не препятствуют радиальному перемещению тяги 6 лопатки, направленному к центру муфты). Радиальное перемещение лопатки осуществляется при отсутствии передачи лопаткой крутящего момента, что уменьшает контактные напряжения в элементах конструкции муфты.

Другая лопатка будет выдвинута в той части полости 3, которая ограничена дугой 9 на участке, противолежащем радиальному выступу 10 и составляющем половину окружности. Гидравлическое сопротивление перемещению жидкости этой лопаткой будет постоянно, пока лопатка находится на указанном участке (при определенном положении управляющей пластины), и будет определяться степенью перекрытия лопаткой полости 3.

Таким образом, крутящий момент в муфте передается в каждый момент времени с помощью одной лопатки и остается постоянным при относительном повороте полумуфт, так как при этом функции лопаток попеременно изменяются. Лопатка, находившаяся в области, ограниченной дугой 9, переходит в область, ограниченную сопрягающим участком 11, и перестает передавать крутящий момент. Наоборот, лопатка, находившаяся в области, ограниченной участком 11, переходит в область, ограниченную дугой 9, и выдвигается в полости 3 на ту же самую величину, что и предыдущая лопатка.

При дальнейшем перемещении управляющей пластины 14 к периферии муфты одна из лопаток 5 под действием пружины 7 полностью выдвинется из паза 4 и перекроет полость 3 между полумуфтами на участке, ограниченном дугой 9. В этом случае будет обеспечена передача всего крутящего момента, относительное проскальзывание полумуфт отсутствует.

При передаче больших крутящих моментов со стороны сжатой жидкости на ведомую и ведущую полумуфты могут действовать значительные неуравновешенные силы, что будет отрицательно сказываться на надежности муфты. Для уравновешивания и уменьшения радиальных сил может быть предложен вариант конструкции муфты, показанный на фиг. 3. В ведущей полумуфте 1 с шагом по окружности 90^о размещены четыре лопатки 5, подпружиненные пружинами 7. Ведомая полумуфта 2 выполнена с симметричным профилем, представляющим собой две одинаковые диаметрально противоположные дуги 9, занимающие по одной четверти окружности; на участках 11 дуги 9 плавно сопряжены с двумя другими одинаковыми дугами 8 меньшего радиуса, совпадающего с радиусом ведущей полумуфты 1, являющимися профилями диаметрально противоположных радиальных выступов 10, перекрывающих полость 3 между полумуфтами 1 и 2. На участках 11, сопрягающих дуги 8 и 9, в корпусе ведомой полумуфты 2 выполнены каналы 12. На ведущей полумуфте 1 с возможностью осевого перемещения установлен управляющий пространственный элемент 22 (фиг. 4), выполненный путем соединения двух взаимно перпендикулярных пластин с трапецеидальными симметричными пазами, боковые стенки 15 которых взаимодействуют с тягами 6 лопаток 5.

Муфта, изображенная на фиг. 3, работает аналогично муфте, изображенной на фиг. 1, с тем отличием, что благодаря двум выступам 10 при передаче крутящего момента образуются два сжатых объема жидкости, которые располагаются диаметрально противоположно. Поэтому радиальные силы, действующие со стороны сжатой жидкости на ведомую и ведущую полумуфты, взаимно уравновешиваются. Наличие двух объемов сжатой жидкости (вместо одного у муфты на фиг. 1) позволяет снизить давление в слоях сжатой жидкости и соответственно уменьшить радиальные силы у муфты на фиг. 3 при передаче полумуфтами одинаковых крутящих моментов.

С целью более полного выравнивания радиальных сил в муфте на фиг. 3 части каналов 12, примыкающие к радиальным выступам 10, могут быть перекрестно соединены дополнительными каналами 23. В этом случае радиальные силы, действующие со стороны сжатой жидкости на ведомую и ведущую полумуфты, будут равны по величине и полностью взаимно уравновешены, что будет способствовать повышению долговечности муфты. С этой же целью диаметрально противоположные участки ведущей полумуфты 1, расположенные между лопатками, могут быть соединены каналами 24, выполненными в ведущей полумуфте. (56) Авторское свидетельство СССР N 1594319, кл. F 16 D 33/08, 1988.

Формула изобретения

1. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ МУФТА СЦЕПЛЕНИЯ , содеpжащая ведущую полумуфту и охватывающую ее ведомую полумуфту с симметpичным пpофилем внутpенней повеpхности, полость между полумуфтами, заполненную жидкостью, pадиальный выступ, установленный на внутpенней повеpхности ведомой полумуфты с дугообpазным пpофилем, имеющим pадиус, pавный pадиусу ведущей полумуфты, участок внутpенней повеpхности дугообpазного пpофиля ведомой полумуфты, выполненный с большим pадиусом, чем ведущая полумуфта и pасположенный концентpично с ведущей полумуфтой напpотив pадиального выступа, подвижные в pадиальном напpавлении подпpужиненные лопатки, каналы в ведомой полумуфте, сообщающиеся с полостью, а также упpавляющий элемент, установленный с возможностью осевого пеpемещения на ведущей полумуфте и взаимодействующий с тягами лопаток, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности муфты путем уменьшения контактных напpяжений в элементах констpукции муфты, пpофиль ведомой полумуфты выполнен с двумя дополнительными дугами пеpеменного pадиуса, сопpягающимися с пеpвыми двумя дугами, каналы выполнены в виде глухих в pадиальном напpавлении пазов на участках внутpенней повеpхности ведомой полумуфты, на котоpых pасположены дополнительные дуги, пpи этом упpавляющий элемент выполнен в виде пластины с pасположенным симметpично относительно оси муфты пpодольным тpапецеидальным пазом, установленной с возможностью взаимодействия боковых стенок паза с тягами лопаток.

2. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью уpавновешивания и уменьшения pадиальных сил, она снабжена дополнительными лопатками и дополнительной пластиной, соединенной под пpямым углом с пеpвой пластиной и выполненной с симметpичным относительно оси муфты дополнительным тpапецеидальным пазом, стенки котоpого pасположены с возможностью взаимодействия с тягами дополнительных лопаток, дополнительным pадиальным выступом, pасположенным на внутpенней повеpхности ведомой полумуфты с дугообpазным пpофилем, имеющим pадиус, pавный pадиусу ведущей полумуфты, а пpофиль ведомой полумуфты выполнен с четыpьмя дополнительными дугами, сопpяженными между собой, с одной из пеpвых дуг пеpеменного pадиуса и дугой большего pадиуса, пpи этом на участках с дополнительными дугами пеpеменного pадиуса в коpпусе ведомой полумуфты выполнены дополнительные каналы в виде глухих в pадиальном напpавлении пазов.

3. Муфта по п. 2, отличающаяся тем, что части каналов, пpимыкающие к pадиальным выступам, пеpекpестно соединены между собой.

4. Муфта по п. 2, отличающаяся тем, что диаметpально пpотивоположные участки ведущей полумуфты, pасположенные между лопатками, сообщены между собой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5