close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY14475

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 14475
(13) C1
(19)
(46) 2011.06.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
F 16D 11/04 (2006.01)
F 16D 47/04 (2006.01)
F 16D 41/00 (2006.01)
УПРАВЛЯЕМАЯ МУФТА
(21) Номер заявки: a 20090288
(22) 2009.03.02
(43) 2010.10.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Объединенный институт машиностроения Национальной
академии наук Беларуси" (BY)
(72) Автор: Михайлов Валерий Валерианович (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Объединенный
институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(56) SU 1820063 A1, 1993.
BY 4115 C1, 2001.
BY 10020 C1, 2006.
BY 8593 C1, 2004.
RU 2299364 C1, 2007.
RU 2255255 C1, 2005.
SU 311061, 1971.
GB 2054100 A, 1981.
BY 14475 C1 2011.06.30
(57)
1. Управляемая муфта, содержащая ведущую и ведомую полумуфты, между которыми
установлен эпициклический зубчатый механизм, образующий замкнутый контур, отличающаяся тем, что ведущая полумуфта выполнена разъемной, содержащей первый и второй фланцы, между которыми установлены устройства синхронизации и блокировки, при
этом устройство блокировки выполнено в виде зубчатой муфты, установленной с возможностью замыкания фланцев ведущей полумуфты между собой, а устройство синхронизации выполнено в виде муфты свободного хода с подпружиненными телами качения,
взаимодействующими с фланцами ведущей полумуфты.
Фиг. 1
BY 14475 C1 2011.06.30
2. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что муфта свободного хода выполнена с обратной связью по частоте вращения первого фланца ведущей полумуфты.
3. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что тела качения муфты свободного хода подпружинены между собой упругими элементами, последовательно расположенными по ее
периферии.
4. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что тела качения муфты свободного хода подпружинены к первому фланцу ведущей полумуфты упругими элементами, установленными радиально.
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкциям
управляемых муфт, и может быть использовано в приводах и трансмиссиях самоходных
машин для плавного включения, трогания и переключения передач.
Движение современных транспортных средств и приводов различного назначения характеризуется значительной интенсивностью, частыми остановками и интенсивным разгоном. Вождение автомобиля в этих условиях требует большого числа включений и
выключений привода. Так, на наиболее напряженных городских маршрутах водитель автобуса за смену нажимает на педаль сцепления до 1500-2000 раз. Из-за большой нагрузки,
связанной с управлением сцеплением, нередко водитель старается быстрее отпустить педаль сцепления при трогании с места или после переключения передачи. Это приводит к
значительным толчкам, ухудшающим комфортабельность езды, повышенному износу
элементов трансмиссии.
Известны два основных направления совершенствования конструкций, обеспечивающих управляемый разрыв силового потока в трансмиссиях и приводах различного назначения: применение управляемых муфт и установка сервопривода [1].
По конструктивному исполнению и применению используемой рабочей среды управляемые, или сцепные, муфты выполняются с силовым или геометрическим замыканием
[2].
К конструкциям управляемых муфт с силовым замыканием механической связью относятся муфты трения, или фрикционные, которые допускают включение на ходу и под
нагрузкой. Конструкция этих муфт выполнена с одним или несколькими фрикционными
дисками, с цилиндрическими или коническими поверхностями трения, с механическим,
пневматическим, гидравлическим или электромагнитным управлением. Их основные недостатки - безвозвратное рассеивание и превращение энергии в тепло, износ фрикционных
накладок, требование регулировок и относительно невысокая нагрузочная способность [2].
Помимо силового замыкания, управляемые или сцепные муфты могут выполняться
также с геометрическим замыканием. В эту группу муфт с геометрическим замыканием
входят зубчатые муфты. Несмотря на то что эти узлы отличаются высокой нагрузочной
способностью и компактностью, они не позволяют достичь большого угла относительного
поворота полумуфт для достижения плавного разгона.
В некоторой степени этого недостатка лишены зубчатые муфты с синхронизаторами.
Однако эти муфты перед включением требуют максимального снижения угловой скорости и момента вала приводного двигателя. После выравнивания угловых скоростей соединяемых деталей производят блокировку сцепляемых деталей [2].
Вместе с тем все указанные типы муфт обладают одним существенным недостатком,
заключающимся в малых углах относительного перемещения соединяемых деталей, низкой нагрузочной способности и ограничений передаваемых нагрузок, определяющих износ пар трения и изменение их характеристик. Восстановление работоспособности
требует обязательных последующих регулировок и вызывает неудобства в эксплуатации.
Наиболее близкой к заявляемому изобретению является конструкция муфты, которая
принята в качестве прототипа [3].
2
BY 14475 C1 2011.06.30
Известная конструкция содержит ведущую и ведомую полумуфты, между которыми
установлен эпициклический зубчатый механизм, образующий замкнутый контур. Ведущая полумуфта одновременно связана с зубчатыми передачами замкнутого контура. Ведомая полумуфта жестко связана с водилом (корпусом) эпициклического механизма.
При передаче момента и вращении одной из полумуфт крутящий момент одновременно передается на обе зубчатые пары эпициклического механизма. Из-за неодинакового
поворота шестерен каждой зубчатой пары в замкнутом контуре возникает реактивный
крутящий момент, нарастание которого происходит до тех пор, пока момент на водиле
(корпусе) не будет уравновешен внешним моментом сопротивления.
Управление муфтой осуществляется последовательным дискретным изменением передаточных чисел одной зубчатой передачи в замкнутом контуре путем последовательного поочередного выключения одной зубчатой пары и включения другой.
Недостатком конструкции является отсутствие возможности непрерывного управления процессом включения и выключения муфты и, как следствие, отсутствие стабильного
темпа включения, что в совокупности определяет низкие эксплуатационные качества.
Целью настоящего изобретения является повышение эксплуатационных свойств муфты путем создания конструкции, предусматривающей возможность непрерывного управления процессом включения и выключения муфты и достижения стабильного темпа
включения муфты.
Поставленная цель достигается тем, что в управляемой муфте, содержащей ведущую и
ведомую полумуфты, между которыми установлен эпициклический зубчатый механизм,
образующий замкнутый контур, ведущая полумуфта выполнена разъемной, содержащей
первый и второй фланцы, между которыми установлены устройства синхронизации и
блокировки, при этом устройство блокировки выполнено в виде зубчатой муфты, установленной с возможностью замыкания фланцев ведущей полумуфты между собой, а
устройство синхронизации выполнено в виде муфты свободного хода с подпружиненными телами качения, взаимодействующими с фланцами ведущей полумуфты.
В заявляемом устройстве муфта свободного хода выполнена с обратной связью по частоте вращения первого фланца ведущей полумуфты.
Упомянутая муфта свободного хода содержит тела качения, которые подпружинены
между собой упругими элементами, последовательно расположенными по ее периферии.
Кроме того, тела качения муфты свободного хода могут быть подпружинены к первому фланцу ведущей полумуфты упругими элементами, установленными радиально.
Благодаря указанным отличительным признакам, конструкция муфты приобретает
возможность повысить свои эксплуатационные свойства за счет непрерывного управления
включением и выключением, а также стабильным темпом ее включения.
Наличие устройства блокировки, выполненного в виде зубчатой муфты, обеспечивает
режимы торможения двигателем в движении и на стоянках в течение неограниченного
времени, а также обеспечивает возможность принудительного пуска двигателя при буксировании.
Выполнение устройства синхронизации в виде муфты свободного хода с подпружиненными телами качения позволяет осуществлять включение муфты и ее отключение при
изменении направления передаваемого момента.
Выполнение муфты свободного хода с обратной связью по частоте вращения первого
фланца ведущей полумуфты позволит автоматически приводить муфту свободного хода в
рабочее состояние по достижению первым фланцем ведущей полумуфты частоты вращения, при которой центробежная сила тел качения муфты свободного хода обеспечит ее
заклинивание. Отключение муфты свободного хода обеспечивается автоматически при
уменьшении частоты вращения первого фланца ведущей полумуфты до значения, при котором центробежная сила тел качения муфты свободного хода уже не обеспечит ее срабатывание (включение).
3
BY 14475 C1 2011.06.30
При соединении в муфте свободного хода тел качения между собой последовательно
установленными упругими элементами достигается равномерное распределение нагрузки
между телами качения.
При установке в муфте свободного хода тел качения с упругими связями относительно первого фланца ведущей полумуфты достигается независимое регулирование и распределение нагрузки между телами качения.
На фиг. 1 представлена схема упругой муфты.
На фиг. 2 представлен график изменения крутящего момента упругой муфты во времени с обозначением зон синхронизации и блокировки.
На фиг. 3 показан разрез муфты свободного хода с пружинами между телами качения,
расположенными последовательно.
На фиг. 4 представлена муфта свободного хода с пружинами между телами качения и
первым фланцем ведущей полумуфты (рабочие поверхности первого фланца ведущей
муфты не показаны).
Управляемая упругая муфта содержит ведущую 1 и ведомую 2 полумуфты. Между
полумуфтами 1 и 2 установлен эпициклический зубчатый механизм, размещенный в корпусе 3, являющемся одновременно водилом эпициклического механизма. При этом корпус 3 связан неподвижно с полумуфтой 2. Эпициклический механизм содержит шестерни
4 и 5, которые в парах с соответствующими шестернями 6 и 7 образуют зубчатые передачи. Эти зубчатые передачи с валами 8 и 9 образуют упругий замкнутый контур.
Полумуфта 1 состоит из первого 10 и второго 11 фланцев. Между первым 10 и вторым
11 фланцами установлены устройство синхронизации 12 и устройство блокировки 13.
Устройство 13 выполнено в виде зубчатой муфты.
Включение и выключение управляемой муфты осуществляется зубчатой муфтой 13 в
направлении ON - включено, OFF - выключено.
Муфта свободного хода выполнена по известной схеме [4]. Тела качения муфты свободного хода 14 установлены между соответствующими поверхностями первого 10 и второго 11 фланцев. Тела качения 14 подпружинены в первом фланце 10 упругими
элементами 15 и толкателями 16.
Следящее действие муфты свободного хода обеспечивается установленными по периферии между телами качения 14 пружинами 17. Как вариант, между телами качения 14 и
первым фланцем 10 полумуфты 1 пружины 18 могут быть установлены радиально. Для
закрепления упругих элементов 17 или 18 на телах качения 14 выполнены уступы 19.
Работает управляемая муфта следующим образом.
В исходном состоянии упругая муфта разомкнута. Полумуфты 1 и 2 разобщены между
собой. Первый фланец 10 вращается свободно и заодно с валом приводного двигателя (не
показан). Второй фланец 11 не вращается, поскольку нагружен сопротивлением. Замкнутый контур не нагружен.
Для включения упругой муфты устройство блокировки 13 перемещается в направлении поз. ON.
На небольших уровнях момента (фиг. 1) вначале в работу вступает устройство синхронизации 12 муфты свободного хода. Суммарный угол относительного поворота управляемой муфты (или относительный полумуфт 1 и 2) значительно больше угла поворота
первого 10 и второго 11 фланцев ведущей полумуфты 1, необходимого для полного включения муфты свободного хода. Ее срабатывание производится лишь при достижении первым фланцем 10 определенной частоты вращения и после преодоления радиальными
центробежными силами тел качения 14 усилий пружин 17 или 18. В этом случае тела качения 14 смогут выполнять синхронизацию, т.е. блокирование муфты свободного хода,
иными словами замыкание первого 10 и второго 11 фланцев полумуфты 1. Для последующей блокировки первого 10 и второго 11 фланцев ведущей полумуфты 1 используется
зубчатая муфта 13. В дальнейшем крутящий момент на ведомой полумуфте 2 плавно по4
BY 14475 C1 2011.06.30
вышается и передается с требуемым темпом через замкнутый контур элементов 4-9. Начало движения ведомой полумуфты 2 зависит от внешнего момента сопротивления.
Выключение упругой муфты осуществляется зубчатой муфтой 13 в направлении поз.
OFF. При выключении зубчатой муфты 13 происходит размыкание между собой первого
10 и второго 11 фланцев муфты свободного хода. При снижении частоты вращения первого фланца 10 ведущей полумуфты 1, а также под действием реактивного упругого момента замкнутого контура элементов 4-9 также размыкается эта силовая цепь муфты
свободного хода. После выключения муфты свободного хода под действием упругих сил
замкнутого контура элементов 4-9 осуществляется последующий полный возврат полумуфт 1 и 2 в исходное состояние вплоть до полной его разгрузки.
Таким образом, управляемая муфта обеспечивает все необходимые требования,
предъявляемые к работе управляемой муфты, а именно: плавный запуск со стабильным
темпом разгона при работающем приводном двигателе; плавный запуск со стабильным
темпом разгона при неработающем приводном двигателе; торможение двигателем; запуск
приводного двигателя с буксира.
Применение управляемой муфты позволяет:
улучшить эксплуатационные свойства муфты путем непрерывного управления процессами включения и выключения;
обеспечить стабильность темпа включения упругой муфты;
повысить эффективность муфты при переключении передач привода под нагрузкой.
Источники информации:
1. Румянцев Л.А. Проектирование автоматизированных сцеплений. - М. - Машиностроение. - 1975. - С. 176.
2. http://www.jcwiki.ru/.
3. А.с. СССР 1820063, 1993.
4. Поляков В.С., Барбаш И.Д. Муфты: Конструкции и расчет. Издание 4-е, переработанное и дополненное / Под ред. В.В.Полякова. - Л.: Машиностроение, 1979. - С. 101.
Фиг. 2
5
BY 14475 C1 2011.06.30
Фиг. 3
Фиг. 4
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
6
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
281 Кб
Теги
патент, by14475
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа