Крестовая муфта
Владельцы патента RU 2484323:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) (RU)
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к соединительным устройствам приводов, предназначенных для передачи вращающего момента между валами. Крестовая муфта содержит две полумуфты с выступами и промежуточный плавающий элемент для передачи вращения с взаимно перпендикулярными пазами, ответными выступам полумуфт. На боковых поверхностях выступов полумуфт выполнены желоба, направленные вдоль продольной оси муфты. Промежуточный элемент выполнен в виде крестовины, на боковых поверхностях пазов которой выполнены в радиальном направлении желоба. Муфта снабжена роликами, помещаемыми в соответствующие желоба полумуфт и крестовины при сборке в местах их пересечения. Поверхность желобов сопряжена с поверхностью роликов. Достигается повышение долговечности крестовой муфты путем снижения потерь на трение. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к соединительным устройствам приводов, предназначенных для передачи вращающего момента между валами.
Известна крестовая муфта, содержащая две полумуфты и промежуточный элемент, выполненный в виде вкладыша, имеющего форму параллелепипеда. Полумуфты имеют по два выступа, осуществляющих направление вкладыша. Благодаря скольжению вкладыша вдоль поверхности выступов муфта компенсирует некоторое радиальное смещение концов соединяемых валов и допускает также незначительное осевое и угловое их смещение. При этом силы трения дополнительно нагружают концы валов, увеличивая нагрузки на подшипниковые опоры (Решетов Д.Н. Детали машин: учебник для вузов / Изд. 3-е, исправлен. и переработ. - М.: Машиностроение, 1974. - С.555).
Основными недостатками описанной крестовой муфты являются невозможность снижения нагрузок, передаваемых через соединяемые валы, и низкая долговечность вследствие существенных потерь на трение скольжения и износа контактирующих поверхностей, обусловленных скольжением вкладыша по поверхностям выступов.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является крестовая муфта, содержащая две полумуфты с выступами, соединяющие валы, и промежуточный плавающий элемент для передачи вращения, выполненный в виде диска с взаимно перпендикулярными пазами, ответными выступам полумуфт. Таким образом, насаженные на валы полумуфты соединены между собой при помощи диска благодаря тому, что на торцах диска имеются пазы, в которых помещены соответствующие выступы полумуфт. Так как пазы диска расположены взаимно перпендикулярно, то муфта обеспечивает свободное радиальное перемещение соединяемых валов и допускает также незначительное осевое и угловое перемещение этих валов. При этом силы трения дополнительно нагружают концы валов, увеличивая нагрузки на подшипниковые опоры (Решетов Д.Н. Детали машин: учебник для вузов / Изд. 3-е, исправлен. и переработ. - М.: Машиностроение, 1974. - С.554).
Основными недостатками данной крестовой муфты являются отсутствие возможности снижения нагрузок, передаваемых через соединяемые валы, и пониженная долговечность вследствие повышенных потерь на трение скольжения и, соответственно, износа контактирующих поверхностей, что обусловлено скольжением выступов полумуфт в пазах на торцах диска.
Задачей изобретения является снижение нагрузок на соединяемые валы и повышение долговечности крестовой муфты.
Поставленная задача решается тем, что в крестовой муфте, содержащей две полумуфты с выступами и промежуточный плавающий элемент для передачи вращения с взаимно перпендикулярными пазами, ответными выступам полумуфт, согласно изобретению на боковых поверхностях выступов полумуфт выполнены желоба, направленные вдоль продольной оси муфты. Промежуточный элемент выполнен в виде крестовины, на боковых поверхностях пазов которой выполнены в радиальном направлении желоба. Муфта снабжена роликами, помещаемыми в соответствующие желоба полумуфт и крестовины при сборке в местах их пересечения, а поверхность желобов сопряжена с поверхностью роликов.
Для повышения грузоподъемности муфты число желобов как на выступах полумуфт, так и на боковых поверхностях пазов крестовины составляет не менее одного.
Для увеличения диапазона допустимых значений угловых перекосов концов валов торцевые поверхности выступов полумуфт выполнены сферическими с центрами сфер на продольных осях полумуфт.
Благодаря перекатыванию роликов по желобам крестовины в процессе передачи вращения существенно снижаются потери на трение, поскольку трение качения существенно ниже трения скольжения. По этой же причине снижается износ контактирующих поверхностей муфты и повышается долговечность ее работы. Существенно снижаются нагрузки на концы валов, вызванные силами трения.
Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1, 2, 3 представлена конструкция реверсивной муфты, а на фиг.4, 5, 6 - конструкция нереверсивной муфты. На фиг.1 представлена конструкция ведущей полумуфты; на фиг.2 - конструкция крестовины; на фиг.3 - конструкция ведомой полумуфты; на фиг.4 представлена конструкция ведущей полумуфты в случае нереверсивного вращения привода; на фиг.5 - конструкция крестовины в случае нереверсивного вращения привода; на фиг.6 - конструкция ведомой полумуфты в случае нереверсивного вращения привода.
Крестовая муфта (фиг.1, 2, 3) содержит ведущую полумуфту 1 и ведомую полумуфту 2 с выступами 3 и 4 соответственно, а также промежуточный плавающий элемент для передачи вращения. На боковых поверхностях выступов 3 полумуфты 1 выполнены желоба 5, и на боковых поверхностях выступов 4 полумуфты 2 выполнены желоба 6. Желоба 5 и 6 направлены вдоль продольной оси муфты.
Промежуточный плавающий элемент выполнен в виде крестовины 7 с взаимно перпендикулярными пазами, ответными выступам 3 и 4 полумуфт 1 и 2. На боковых поверхностях пазов крестовины 7 выполнены радиально направленные желоба 8. Выступы 3 и 4 полумуфт 1 и 2 с желобами 5 и 6 входят в пазы крестовины 7 с желобами 8.
В места пересечения желобов 5 и 6 полумуфт 1 и 2 и желобов 8 крестовины 7 при сборке помещены ролики 9. Поверхность желобов 5, 6, 8 сопряжены с поверхностью роликов 9.
Число желобов на выступах 3 и 4 полумуфт 1 и 2 составляет не менее одного, и число желобов на боковых поверхностях выступов крестовины 7 составляет не менее одного.
Торцевые поверхности выступов 3 и 4 полумуфт 1 и 2 выполнены сферическими с центрами сфер на продольных осях полумуфт 1 и 2.
Крестовая муфта (фиг.4, 5, 6) содержит ведущую полумуфту 1 и ведомую полумуфту 2 с выступами 3 и 4 соответственно, а также промежуточный плавающий элемент для передачи вращения. На боковых поверхностях выступов 3 полумуфты 1 выполнены желоба 5, и на боковых поверхностях выступов 4 полумуфты 2 выполнены желоба 6. Желоба 5 и 6 направлены вдоль продольной оси муфты.
Промежуточный плавающий элемент выполнен в виде крестовины 7 с взаимно перпендикулярными пазами, ответными выступам 3 и 4 полумуфт 1 и 2. На боковых поверхностях пазов крестовины 7 выполнены радиально направленные желоба 8. Выступы 3 и 4 полумуфт 1 и 2 с желобами 5 и 6 входят в пазы крестовины 7 с желобами 8.
В места пересечения желобов 5 и 6 полумуфт 1 и 2 и желобов 8 крестовины 7 при сборке помещены ролики 9. Поверхность желобов 5, 6, 8 сопряжены с поверхностью роликов 9. Количество желобов и роликов у нереверсивной муфты меньше чем у реверсивной.
Крестовая муфта работает следующим образом. Желоба 8 крестовины 7 контактируют с роликами 9. Ролики 9 контактируют с желобами 5 и 6 полумуфт 1 и 2 обеспечивая передачу вращения от ведущей полумуфты 1 к ведомой полумуфте 2. Ролики 9, перекатываясь вдоль соответствующих желобов 5, 6, 8 в процессе вращения муфты, обеспечивают радиальные смещения крестовины 7, компенсируя радиальную несоосность, угловые и осевые смещения соединяемых валов.
Таким образом, предложенное изобретение позволяет уменьшить нагрузки на соединяемые валы и повысить долговечность крестовой муфты.
1. Крестовая муфта, содержащая две полумуфты с выступами и промежуточный плавающий элемент для передачи вращения с взаимно перпендикулярными пазами, ответными выступам полумуфт, отличающаяся тем, что на боковых поверхностях выступов полумуфт выполнены желоба, направленные вдоль продольной оси муфты, промежуточный элемент выполнен в виде крестовины, на боковых поверхностях пазов которой выполнены в радиальном направлении желоба, при этом муфта снабжена роликами, помещаемыми в соответствующие желоба полумуфт и крестовины при сборке в местах их пересечения, а поверхность желобов сопряжена с поверхностью роликов.
2. Крестовая муфта по п.1, отличающаяся тем, что число желобов как на выступах полумуфт, так и на боковых поверхностях пазов крестовины составляет не менее одного.
3. Крестовая муфта по п.1, отличающаяся тем, что торцевые поверхности выступов полумуфт выполнены сферическими с центрами сфер на продольных осях полумуфт.
