close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY8593

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 8593
(13) C1
(19)
(46) 2006.10.30
(12)
7
(51) F 16D 43/18, 41/07
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY 8593 C1 2006.10.30
(21) Номер заявки: a 20020569
(22) 2002.07.02
(43) 2004.03.30
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Военная академия Республики Беларусь" (BY)
(72) Авторы: Цереня Анатолий Александрович; Грибков Юрий Александрович; Шапилевич Сергей Сергеевич;
Каноник Иван Владимирович (BY)
МУФТА
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Военная академия Республики
Беларусь" (BY)
(56) SU 396483, 1973.
RU 2006711 C1, 1994.
RU 2128299 C1, 1999.
Березовский Ю.Н. и др. Детали машин. М.: Машиностроение, 1983. - С. 336.
(57)
Муфта, включающая ведущую и ведомую полумуфты и заклинивающие элементы
между ними, зацепляющиеся с ведущей полумуфтой, между полумуфтами расположены
свободно поворачивающиеся относительно них диски-сепараторы, в которых установлены на осях заклинивающие элементы, выполненные в виде эксцентричных кулачков,
имеющих со стороны ведомой полумуфты заклинивающую часть, очерченную по кривой,
центр кривизны которой лежит между осями кулачка и муфты, а со стороны ведущей полумуфты - взаимодействующий с ней элемент зацепления, совмещенный с заклинивающей частью, причем в нейтральном положении кулачки установлены относительно
ведомой полумуфты с зазором и ограничены от поворота в процессе расклинивания и
обгона установленным на дисках-сепараторах штифтом, отличающаяся тем, что она
снабжена радиально-роторным плунжерным поджимом и планетарной передачей с передаточным отношением, связанным с угловой скоростью ведущей и ведомой полумуфт
следующим соотношением:
Фиг. 1
BY 8593 C1 2006.10.30
z 10
ω − ωн
= l
,
z 13
ωн
где z10 - число зубьев центрального колеса с внешними зубьями;
z13 - число зубьев второго центрального колеса;
ωl - угловая скорость ведущей полумуфты, рад/с;
ωн - угловая скорость ведомой полумуфты, рад/с;
при этом один из дисков-сепараторов жестко соединен с центральным колесом с
внешними зубьями, установленным свободно на ведущей полумуфте, которое находится
во внешнем зацеплении с сателлитами, причем оси сателлитов соединены жестко с ведомой полумуфтой, а сателлиты, в свою очередь, находятся во внутреннем зацеплении со
вторым центральным колесом, которое свободно установлено на валу, с которым жестко
соединена ведущая полумуфта, а второе центральное колесо своим барабаном контактирует постоянно с плунжерами радиально-роторного плунжерного поджима, ротор которого жестко соединен с ведущей полумуфтой.
Изобретение относится к области общего машиностроения.
Известна муфта, которая является собственно, зубчато-рычажным механизмом свободного хода.
Муфта содержит ведущую полумуфту, заклинивающие тела (эксцентричные кулачки),
связанные с полумуфтой через зубчатое зацепление, и ведущую полумуфту. Заклинивающие тела установлены на осях, закрепленных в дисках-сепараторах. Диски-сепараторы
посажены на ведущую полумуфту с помощью игольчатых роликов, и может свободно поворачиваться относительно полумуфты.
При повороте ведущей полумуфты с некоторым угловым ускорением по часовой
стрелке сепаратор отстает от нее, заклинивающие тела поворачиваются относительно
осей, прижимаются к ведомой полумуфте, и механизм заклинивается. Если ведущая полумуфта, вращаясь по часовой стрелке, начинает отставать от ведомой полумуфты, тела
заклинивания поворачиваются относительно осей по часовой стрелке, механизм расклинивается и совершается свободный ход.
При свободном ходе диск-сепаратор не должен поворачиваться на произвольный угол
относительно ведущей полумуфты, так как тела заклинивания имеют зубья только на части окружности.
С целью ограничения этого поворота установлен штифт (или несколько штифтов для
нескольких тел заклинивания) [1].
В этой муфте отсутствует предварительный поджим тел заклинивания к ведомой полумуфте. Достоинством такого решения является устранение контакта тел при свободном
ходе. Однако это решение приводит к некоторой неопределенности поведения тел заклинивания. Например, если угловая скорость ведомой полумуфты значительно снизится и
станет ниже угловой скорости ведущей полумуфты, муфта может не заклиниваться при
условии постоянства угловой скорости ведущей полумуфты. Кроме того, нельзя ожидать
от этой муфты высокого быстродействия.
Поэтому применение этой муфты, например, в военной технике, не приемлемо из-за
низкой надежности и малого быстродействия. "Плавающий" "порог срабатывания" также
является недостатком этой муфты.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение: устранение неопределенности поведения тел заклинивания при включении - выключении полумуфт.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения: значительное увеличение быстродействия при включении - выключении полумуфт,
наиболее точный "порог срабатывания" муфты.
2
BY 8593 C1 2006.10.30
Таким образом, эта муфта наиболее приемлема для работы с механизмами, к которым
предъявляются высокие требования к надежности, быстродействию, соблюдению гарантированных "порогов срабатывания".
Сущность предлагаемого изобретения состоит в следующем.
Муфта содержит ведущую и ведомую полумуфты и заклинивающие элементы между
ними, которые зацепляются с ведущей полумуфтой, между полумуфтами расположены
свободно поворачивающиеся относительно них диски-сепараторы, в дисках-сепараторах
установлены на осях заклинивающие элементы, выполненные в виде эксцентричных кулачков, имеющих со стороны ведомой полумуфты заклинивающую часть, очерченную по
кривой, центр кривизны которой лежит между осями кулачка и муфты, а со стороны ведущей полумуфты - взаимодействующий с ней элемент зацепления. Этот элемент совмещен с заклинивающей частью. В нейтральном положении кулачки установлены
относительно ведомой полумуфты с зазором и ограничены от поворота в процессе расклинивания и обгона установленным на дисках-сепараторах штифтом.
Муфта снабжена радиально-роторным плунжерным поджимом и планетарной передачей с передаточным отношением, связанным с угловой скоростью ведущей и ведомой полумуфт отношением:
z10
ω − ωн
,
= 1
ωн
z13
где z10 - число зубьев центрального колеса с внешними зубьями;
z13 - число зубьев второго центрального колеса;
ω1 - угловая скорость ведущей полумуфты, рад/с;
ωн - угловая скорость ведомой полумуфты, рад/с.
Для этого один из дисков-сепараторов жестко соединен с центральным колесом с
внешними зубьями, установленным свободно на ведущей полумуфте. Это центральное
колесо находится во внешнем зацеплении с сателлитами, причем оси сателлитов соединены жестко с ведомой полумуфтой. Сателлиты находятся во внутреннем зацеплении со
вторым центральным колесом. Оно свободно установлено на валу, с которым жестко соединена ведущая полумуфта. Второе центральное колесо своим барабаном контактирует
постоянно с плунжерами радиально-роторного плунжерного поджима, ротор которого жестко соединен с ведущей полумуфтой.
На фиг. 1 дан общий вид заявленной муфты с выполнением необходимых разрезов.
На фиг. 2 показан поперечный разрез заявленной муфты.
Устроена муфта следующим образом.
Кроме позиции 6, все остальные позиции даны на фиг. 1.
Муфта содержит ведущую полумуфту в виде звездочки 1. Обойма 2 с гладкой цилиндрической поверхностью является ведомой полумуфтой. С ведущей полумуфтой в виде
звездочки 1 зацеплены заклинивающие элементы - эксцентричные кулачки 3, свободно
установленные на опорных осях 4. Оси 4 зафиксированы в двух дисках-сепараторах 5, которые являются подвижными относительно звездочки 1 (ведущей полумуфты) и ведомой
полумуфты 2 (обоймы).
В дисках-сепараторах 5 закреплен упор в виде штифта 6. Штифт 6 удерживает муфту
в нейтральном положении. Принципиально штифтов 6 может быть несколько (штифт 6
показан на фиг. 2) и они могут выполнять еще функцию фиксаторов дисков-сепараторов 5.
Рабочие поверхности эксцентричных кулачков 3 со стороны обоймы 2 (ведомой полумуфты) расположены эксцентрично по отношению к опорным осям 4 и разделены с обоймой 2 (ведомой полумуфтой) в нейтральном положении гарантированным зазором. Ведомая
полумуфта 2 соединена с крышками 7 и 8, свободно установленными на подшипниках.
3
BY 8593 C1 2006.10.30
Крышка 8 выполнена в виде осей сателлитов 9, и является водилом планетарной
передачи.
Центральное колесо 10 и диски-сепараторы 5 установлены на игольчатых роликах 11.
Ведущий вал 12, жестко соединенный с зубчатой звездочкой 1 (ведущая полумуфта), соединен свободно через игольчатые ролики 11 со вторым центральным колесом 13, имеющим ребра жесткости 14 и барабан 15 c гладкой цилиндрической поверхностью. Ведущий
вал 12 показан условно. Принципиально второе центральное колесо может свободно устанавливаться и на подшипниках в корпусе, который не вращается. Это уже зависит от конструктивного выполнения. Гладкая цилиндрическая поверхность барабана 15 постоянно
контактирует с плунжерами 16, поджимаемыми пружинами 17 ротора 18 радиальнороторного плунжерного поджима.
Работает муфта следующим образом.
Обе полумуфты 1 и 2 вращаются по часовой стрелке. При отставании ведомой полумуфты 2 от ведущей полумуфты 1 за счет срабатывания планетарной передачи, состоящего из центральных колес 10 и 13, сателлитов 9 и крышки 8, являющейся водилом, дискисепараторы 5 гарантированно останавливаются при достижении "порога срабатывания", и
эксцентричные кулачки 3 повернутся вокруг осей 4 против часовой стрелки. Их эксцентричные поверхности коснутся рабочей поверхности ведомой полумуфты 2 (обоймы), и в
местах контактов возникают силы трения и нормальные силы. Под действием сил трения
и окружных сил в контакте зубьев полумуфты 1 и эксцентричных кулачков 3 происходит
полное заклинивание. Расклинивание осуществляется под действием нормальных сил, которые значительно превышают приведенные к поверхности полумуфты 2 силы трения в
плунжерном поджиме.
При условии, когда ведомая полумуфта 2 перегоняет ведущую полумуфту 1 благодаря
планетарной передаче 10-13-9-8 диски-сепараторы будут вращаться быстрее ведущей полумуфты 1 и эксцентричные кулачки 3 упрутся в штифты 6, т.к. кулачки 3 повернутся по
часовой стрелке.
Дальнейшая работа муфты будет происходить следующим образом. Эксцентричные
кулачки 3 и штифты 6 будут находится в контакте, а кинематическое рассогласование при
этом сглаживается при пробуксовке плунжеров 16 относительно барабана 15.
Теперь проведем анализ. Угловую скорость второго центрального колеса 13, которая
равна угловой скорости ведущей полумуфты 1 при отсутствии буксования плунжеров 16
относительно барабана 15, обозначим ω1. Угловую скорость дисков-сепараторов 5, равную угловой скорости центрального колеса с внешними зубьями 10, обозначим ω2 и угловую скорость ведомой муфты 2, связанную с крышкой 8, являющейся одновременно и
водилом в планетарной передаче, обозначим ωн.
z
Определим, при каком соотношении 10 диски-сепараторы 5 будут гарантированно
z13
неподвижны.
В обращенном механизме, т.е. когда водило неподвижно, передаточное отношение
определится по известной формуле Виллиса:
н
i10
,13 = −
z 10 ω1 − ωн
,
=
z 13 ω 2 − ω н
н
где i10
,13 - передаточное отношение передачи при остановленном водиле.
Откуда определим ω2:
4
BY 8593 C1 2006.10.30
ω1 − ωн −
ω2 =
z10
⋅ ωн
z13
.
z10
−
z13
Диски-сепараторы будут неподвижны, когда скорость ω2 = 0, т.е.:
ω1 − ωн −
z 10
⋅ ωн = 0.
z13
z10
z
, получим возможность находить 10 при наz13
z13
перед заданной разности ω1-ωн, т.е. при заданном "пороге срабатывания":
Решая это уравнение относительно
z10
ω − ωн
= 1
.
z 13
ωн
Например: ω1 = 400 рад/с; ωн = 350рад/с
z10
400 − 350
=
− 0,143.
z 13
350
При превышении угловой скорости ведомой полумуфтой.
Например: ω1 = 350 рад/с; ωн = 400 рад/с
ω2 =
350 − 400 − 0,143 ⋅ 400
= +749,65 рад / с.
− 0,143
Т.е. будет иметь место пробуксовка барабана 15 с плунжерами 16. Эта пробуксовка
будет длиться, пока не произойдет расклинивание муфты, так как приведенный момент к
валу 12, развиваемый ведущей полумуфтой больше приведенного момента трения к валу
12 радиально-роторного поджима.
С применением кинематической обратной связи появляется реальная возможность устанавливать кулачки 3 на ось 4 на игольчатых подшипниках, кулачки 3 и диски-сепараторы 5 можно располагать через шайбы или упорные шарикоподшипники и, что очень
важно, исключено непроизвольное включение или выключение муфты, так как работа
муфты с кинематической обратной связью не зависит от значений коэффициентов трения,
а значит и от наличия или отсутствия смазки между сопрягаемыми деталями муфты. Повышение быстродействия срабатывания муфты даст возможность для некоторого увеличения зазора между обоймой 2 и кулачками 3.
Предложенная муфта может найти применение в импульсных вариантах, инерционных трансформаторах вращающего момента, станках, пружинонавивальных автоматах,
подъемно-транспортных машинах, в военных машинах различного назначения, гидротрансформаторах.
Источники информации:
1. А.с. СССР 396483, МПК F 16D 43/18, 1973.
5
BY 8593 C1 2006.10.30
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
6
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
327 Кб
Теги
by8593, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа