close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент РФ 2336445

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 336 445
(13)
C1
(51) МПК
F16D 41/06
F16D 43/00
(2006.01)
(2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2007108275/11, 05.03.2007
(72) Автор(ы):
Самохвалов Юрий Иванович (RU)
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
05.03.2007
(73) Патентообладатель(и):
Ярославский государственный технический
университет (RU)
(45) Опубликовано: 20.10.2008 Бюл. № 29
R U
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: RU 2278307 C1, 20.06.2006. RU 2113642
C1, 20.06.1998. DE 10338305 A1, 03.03.2005.
2 3 3 6 4 4 5
подвижно, с возможностью вращени , установлена
на ступице диска внутренней обоймы. Рычаг
выполнен в виде двух одинаковых частей,
установленных по разные стороны относительно
диска внутренней обоймы, и кажда часть рычага
расположена между частью наружной обоймы и
торцом диска внутренней обоймы. Один конец
рычага
шарнирно
соединен
с
сектором,
контактирующим с наружной поверхностью диска
внутренней обоймы, а другой конец рычага
шарнирно соединен с наружной обоймой. При этом
сектора выполнены в виде двух полуколец, и
пружины механизмов заклинивани расположены
между концевыми част ми полуколец. Технический
результат заключаетс в повышении допустимой
частоты включений секторной муфты свободного
хода, повышение ее нагрузочной способности и
долговечности. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.
R U
(57) Реферат:
Изобретение относитс к машиностроению и
может
быть
использовано
в
импульсных
бесступенчатых передачах и трансмисси х.
Секторна муфта свободного хода содержит
внутреннюю обойму, наружную обойму и р д
равномерно
расположенных
между
ними
подпружиненных
механизмов
заклинивани .
Каждый механизм заклинивани выполнен в виде
рычага, сектора, имеющего цилиндрическую или
клинообразную поверхность, контактирующую с
внутренней обоймой, и пружины. За счет действи пружины упом нутый сектор контактирует с
обоймой с возможностью скольжени по ней.
Причем этот сектор шарнирно соединен с
упом нутым рычагом. Внутренн обойма
выполнена в виде диска со ступицей. Наружна обойма
выполнена
в
виде
двух
частей,
соединенных жестко между собой. Одна часть
Страница: 1
RU
C 1
C 1
(54) СЕКТОРНАЯ МУФТА СВОБОДНОГО ХОДА
2 3 3 6 4 4 5
Адрес дл переписки:
150023, г.Ярославль, Московский пр-кт, 88, ЯГТУ
C 1
C 1
2 3 3 6 4 4 5
2 3 3 6 4 4 5
R U
R U
Страница: 2
RUSSIAN FEDERATION
(19)
RU
(11)
2 336 445
(13)
C1
(51) Int. Cl.
F16D 41/06
F16D 43/00
(2006.01)
(2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2007108275/11, 05.03.2007
(72) Inventor(s):
Samokhvalov Jurij Ivanovich (RU)
(24) Effective date for property rights: 05.03.2007
(45) Date of publication: 20.10.2008 Bull. 29
R U
Mail address:
150023, g.Jaroslavl', Moskovskij pr-kt, 88, JaGTU
(73) Proprietor(s):
Jaroslavskij gosudarstvennyj tekhnicheskij
universitet (RU)
2 3 3 6 4 4 5
R U
holder. The sectors represent two semi-rings, and
the locking mechanism springs are arranged
between the semi-ring ends.
EFFECT: idling sector clutch throw-in higher
frequency, higher tolerable load and longer life.
4 cl, 6 dwg
Страница: 3
EN
C 1
(57) Abstract:
FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: invention relates to machine
building and can be used in pulsed stepless gears
and
transmissions.
Idling
sector
clutch
incorporates a outer holder and a number of
spring-loaded
locking
mechanisms
arranged
regularly there between. Every locking mechanism
represents
lever,
sector
with
cylindrical
of
wedge-like surface in contact with the inner
holder and spring the latter allowing the
aforesaid sector to come into sliding contact
with the
outer holder inner
surface. The
aforesaid sector is pivoted on the said lever.
Inner holder represents a plate with the hub. The
outer
holder
represents
two
rigidly
interconnected parts, one of them being fitted on
the inner holder plate hub to rotate thereon. The
lever represents two identical parts arranged on
the opposite sides relative to the inner holder
plate and the lever every part is located between
the outer holder part and the inner holder plate
end face. One lever end is hinged to the sector
in contact with the inner holder plate outer
surface, the other one being pivoted on the outer
2 3 3 6 4 4 5
C 1
(54) IDLING SECTOR CLUTCH
RU 2 336 445 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано в импульсных
бесступенчатых передачах и трансмисси х.
Известна секторна муфта свободного хода [патент РФ №2113642, кл. F16D 41/06, 1998]
, содержаща наружную и внутреннюю обоймы и р д равномерно расположенных между
ними подпружиненных механизмов заклинивани , а каждый механизм заклинивани выполнен в виде двуплечего рычага, на котором шарнирно установлен сектор,
контактирующий с внутренней поверхностью наружной обоймы с возможностью скольжени по ней, а конец первого плеча этого рычага контактирует с поверхностью внутренней
обоймы, имеющей участки криволинейной поверхности, а конец второго плеча св зан с
внутренней обоймой посредством серьги.
В этой муфте усилие пружины механизма заклинивани дл обеспечени контакта
сектора с внутренней поверхностью наружной обоймы передаетс на сектор через
промежуточные звень , что снижает быстродействие заклинивани муфты и ограничивает
допустимую частоту включений (нагружений) муфты. Между секторами отсутствует
непосредственна св зь, что увеличивает выброактивность муфты и также снижает
допустимую частоту включений муфты. Отсутствие самоустановки звеньев снижает
долговечность и нагрузочную способность муфты.
Известна также секторна муфта свободного хода [патент РФ №2278307, кл. F16D 41/06,
2006 (прототип)], содержаща внутреннюю обойму, наружную обойму и р д равномерно
расположенных между ними подпружиненных механизмов заклинивани , каждый механизм
заклинивани выполнен в виде рычага, сектора, пружины, за счет действи которой
упом нутый сектор контактирует с внутренней обоймой с возможностью скольжени по ней,
причем этот сектор шарнирно соединен с рычагом, при этом внутренн обойма выполнена
в виде диска со ступицей, наружна обойма выполнена в виде двух частей, соединенных
жестко между собой, и одна часть подвижно с возможностью вращени установлена на
ступице диска внутренней обоймы, а рычаг выполнен в виде двух одинаковых частей,
установленных по разные стороны относительно диска внутренней обоймы, и кажда часть
рычага расположена между частью наружной обоймы и торцом диска внутренней обоймы,
причем один конец рычага шарнирно соединен с сектором, контактирующим с наружной
поверхностью диска внутренней обоймы, а другой конец рычага шарнирно соединен с
наружной обоймой.
Контактирующа поверхность сектора с диском внутренней обоймы может быть
цилиндрической поверхностью или иметь в осевом сечении муфты клинообразную форму с
плоскими гран ми.
В этой муфте усилие пружины механизма заклинивани дл обеспечени контакта
сектора с диском внутренней обоймы передаетс через промежуточное звено (рычаг), что
снижает быстродействие заклинивани муфты и ограничивает допустимую частоту
включений муфты. Между секторами отсутствует непосредственна св зь, что увеличивает
виброактивность муфты и также снижает допустимую частоту включений муфты.
Дл обеспечени контакта сектора и диска внутренней обоймы в процессе заклинивани усилие, развиваемое пружиной в зоне контакта, должно быть больше динамической
(инерционной) нагрузки, стрем щейс разомкнуть контактирующие поверхности, т.е.
усилие пружины должно быть достаточно большим, но это ведет при скольжении сектора
относительно диска в разомкнутом состо нии муфты к потер м мощности на трение,
износу и нагреву муфты, что снижает ее долговечность и нагрузочную способность.
При цилиндрическом шарнирном соединении сектора с рычагом и при цилиндрической
наружной поверхности диска внутренней ступицы ввиду неизбежных погрешностей
изготовлени происходит неравномерное распределение усилий по цилиндрической
контактирующей поверхности сектора и диска, а при клиновой форме сектора ведет к
кромочным контактам плоских поверхностей клина. Это снижает нагрузочную способность
и долговечность муфты, а в процессе заклинивани муфты затруднено выжимание
смазочного сло из зоны контакта, что ухудшает сцепл емость контактирующих
поверхностей и увеличивает врем заклинивани , что ведет к снижению допустимой
Страница: 4
DE
RU 2 336 445 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
частоты включений муфты и снижению ее нагрузочной способности и долговечности.
Целью изобретени вл етс повышение допустимой частоты включений секторной
муфты свободного хода, повышение ее нагрузочной способности и долговечности.
Поставленна цель достигаетс тем, что секторна муфта свободного хода, содержаща внутреннюю обойму, наружную обойму и р д равномерно расположенных между ними
подпружиненных механизмов заклинивани , каждый механизм заклинивани выполнен в
виде рычага, сектора, имеющего цилиндрическую или клинообразную контактирующую с
внутренней обоймой поверхность, пружины, за счет действи которой упом нутый сектор
контактирует с обоймой с возможностью скольжени по ней, причем этот сектор шарнирно
соединен с упом нутым рычагом, при этом внутренн обойма выполнена в виде диска со
ступицей, наружна обойма выполнена в виде двух частей, соединенных жестко между
собой, и одна часть подвижно с возможностью вращени установлена на ступице диска
внутренней обоймы, а рычаг выполнен в виде двух одинаковых частей, установленных по
разные стороны относительно диска внутренней обоймы и кажда часть рычага
расположена между частью наружной обоймы и торцом диска внутренней обоймы, причем
один конец рычага шарнирно соединен с сектором, контактирующим с наружной
поверхностью диска внутренней обоймы, а другой конец рычага шарнирно соединен с
наружной обоймой. Сектора выполнены в виде двух полуколец и пружины механизмов
заклинивани расположены между концевыми част ми полуколец, а пружины выполнены
плоскими и неподвижно закреплены на концевых част х одного полукольца и контактируют
с наружной поверхностью концевых частей другого полукольца. Наружна поверхность
диска в осевом сечении при цилиндрической контактирующей поверхности сектора
выполнена выпуклой. При клинообразной контактирующей поверхности сектора в осевом
сечении сектор имеет выпуклый клинообразный профиль.
На чертежах показана предлагаема секторна муфта свободного хода: фиг.1 поперечный разрез муфты; фиг.2 - продольный (осевой) разрез А-А фиг.1; фиг.3 вариант соединени секторов посредством плоской пружины; фиг.4 - схема силового
нагружени сектора со стороны плоской пружины; фиг.5 - вариант выполнени профил диска внутренней обоймы в осевом сечении; фиг.6 - вариант выполнени клинообразной
контактирующей поверхности сектора в осевом сечении.
Муфта (фиг.1, 2) имеет внутреннюю обойму 1, выполненную в виде диска со ступицей,
наружную обойму 2, выполненную в виде двух частей «а» и «б», расположенных снаружи
муфты по разные стороны относительно внутренней обоймы 1. Часть «а» жестко
соедин етс с валом 3, на который устанавливаетс муфта, часть «б» подвижно
установлена на ступице диска внутренней обоймы с возможностью вращени относительно
нее. Части «а» и «б» наружной обоймы 2 жестко соединены болтами 4. Внутренн обойма
1 подвижно установлена на валу 3. Между част ми «а» и «б» наружной обоймы 2 и
торцами диска внутренней обоймы 1 (фиг.2) установлены одинаковые части «в» и «г»
каждого рычага 5, один конец которого шарнирно установлен на болте 4, служащем осью
шарнирного соединени рычага 5 и наружной обоймы 2. Болт 4 выполнен ступенчатым, что
исключает необходимость применени распорных втулок. Другой конец каждого рычага 5
шарнирно соединен посредством оси 6 с сектором 7 (фиг.1, 2), который контактирует с
наружной поверхностью внутренней обоймы 1 с возможностью скольжени по ней. Сектора
7 выполнены в виде двух полуколец. Дл обеспечени контакта секторов с наружной
поверхностью внутренней обоймы 1 между концевыми част ми полуколец расположены
пружины 8 (фиг.1), которые выполнены плоскими и неподвижно закреплены на концевых
част х одного полукольца и контактируют с наружной поверхностью концевых частей
другого полукольца. Шарнирное соединение секторов 7 с рычагами 5 и применение
указанных плоских пружин 8, расположенных между концевыми част ми секторов 7,
выполненных в виде полуколец, обеспечивает соединение всех звеньев механизмов
заклинивани в единую систему. Это повышает виброустойчивость муфты, быстродействие
замыкани муфты, исключает отрыв сектора от обоймы за счет действи динамических
(инерционных) нагрузок и, следовательно, исключает ударное замыкание муфты и
Страница: 5
RU 2 336 445 C1
5
10
15
дополнительные динамические нагрузки при замыкании муфты, что повышает допустимую
частоту включений муфты, ее нагрузочную способность. Отметим, что соединение всех
звеньев механизма в единую систему исключает свободное движение замыкающих
элементов (секторов), которое приводит к возникновению больших динамических нагрузок
и вибраци м, к интенсивному износу и снижению допустимой частоты включений муфты (
[Мальцев В.Ф. Механические импульсные передачи. М., «Машиностроение», 1978. - 367 с.]
с.162, 203, 258). На фиг.1 показан вариант расположени пружин 8, при котором
обеспечиваетс регулировка направлени усили пружины 8 (угол ?) за счет перемещени пружины в пазах под винты креплени (на фиг.1 не показаны). Этот вариант следует
примен ть при необходимости регулировки направлени усили прижати секторов к
обойме. Если на наружной поверхности концевых частей секторов (полуколец) выполнить
скосы под углом ?, то обеспечиваетс посто нное направление усили со стороны пружины
под углом ?, при этом погрешности установки пружин не вли ют на угол ?. Этот вариант
следует примен ть в случае отсутстви необходимости в регулировке угла ?. Дл обеспечени соединени всех звеньев механизмов замыкани муфты в единую систему,
пружина должна развивать необходимое дл этого усилие. Из схемы силового нагружени сектора со стороны плоской пружины (фиг.4) имеем
20
25
30
35
40
45
50
где Qo - усилие поджати сектора к обойме, необходимое дл обеспечени заклинивани муфты;
Р - усилие пружины;
? - угол, определ ющий направление усили Р;
?тр - угол трени .
При небольших углах трени можем прин ть Cos?тр=1,
Sin(?-?тр)=tg(?-?тр).
Тогда Qo=2P tg(?-?тр).
Следовательно, при ? близком по значению к ?тр можем получить как угодно малое
усилие поджима, но достаточное дл обеспечени начала заклинивани муфты, при как
угодно большом усилии пружины. Аналогично получим
Q1=2Р tg(?+?тр),
где Q1 - динамическа (инерционна ) нагрузка, стрем ща с переместить сектор от оси
муфты без нарушени контакта сектора и обоймы.
Определив величину динамической нагрузки Q1 по известному режиму работы муфты,
найдем (с некоторым запасом) требуемое усилие, развиваемое пружиной
Величина угла ?, обеспечивающа необходимое усилие Qo поджати сектора к обойме,
равна
Таким образом, при определенном значении Р можем получить требуемое усилие
поджима Qo и исключить перемещение сектора от оси муфты за счет действи динамической (инерционной) нагрузки Q1, котора уравновешиваетс силами трени ,
возникающих в зонах контакта пружин и секторов. Примен фрикционные покрыти в
зонах контакта пружин, можно увеличить угол трени ? и снизить потребную величину
усили пружины. Обеспечива требуемое небольшое усилие Qo при достаточно большой
динамической нагрузке Q1, уменьшаютс потери мощности на трение при скольжении
сектора по обойме в период движени муфты в разомкнутом состо нии, что уменьшает
износ муфты, повышает ее долговечность и КПД.
Наличие масл ного клина в момент заклинивани муфты ведет к снижению нагрузочной
Страница: 6
RU 2 336 445 C1
5
10
15
20
25
30
способности муфты (заклинивание с пробуксовкой), допустимой частоты включений муфты,
к дополнительным потер м мощности на трение ([Кропп А.Е. Приводы машин с
импульсными вариаторами - М.: Машиностроение, 1988 - 144 с.] с.59-63).
Дл обеспечени лучших условий выжимани смазки из зоны контакта при
цилиндрической контактирующей поверхности сектора целесообразно наружную
поверхность диска внутренней обоймы выполнить выпуклой (фиг.5), а при применении
сектора клиновой формы контактирующа с диском внутренней ступицы клинообразна поверхность сектора в осевом сечении вместо плоских граней имеет выпуклый
клинообразный профиль (фиг.6). Применение указанных выпуклых профилей улучшает
услови выжимани (выдавливани ) смазки из зоны контакта в момент заклинивани муфты, обеспечивает самоустановку звеньев и более равномерное распределение усилий
по контактирующим поверхност м сектора и обоймы, улучшает их сцепл емость,
исключает пробуксовку муфты и уменьшает врем на ее заклинивание, что повышает
допустимую частоту включений, нагрузочную способность и долговечность муфты.
Муфта работает следующим образом. Так как каждый сектор 7 (фиг.1) контактирует с
наружной поверхностью внутренней обоймы 1 за счет действи пружины 8, то при
вращении против часовой стрелки внутренней обоймы 1 относительно наружной обоймы 2
возникающие силы трени зат гивают сектор 7 на наружную поверхность внутренней
обоймы 1, что обеспечиваетс тем, что сектор 7 шарнирно соединен с рычагом 5,
установленным шарнирно на наружной ступице 2. Возникающие силы трени исключают
скольжение сектора 7 относительно внутренней обоймы 1, т.к. происходит самоторможение
(заклинивание муфты) и внутренн и наружна обоймы соедин ютс в единое целое. При
вращении внутренней обоймы 1 относительно наружной обоймы 2 по часовой стрелке
сектор 7 скользит по наружной поверхности внутренней обоймы 1. При возвратновращательном (колебательном) движении внутренней обоймы 1, что имеет место в
импульсных передачах, наружна обойма 2 совершает вращательное движение против
часовой стрелки (с некоторой неравномерностью).
Предлагаема конструкци муфты свободного хода имеет по сравнению с прототипом
более высокую допустимую частоту включений (нагружений), нагрузочную способность и
долговечность и может быть применена в различных бесступенчатых передачах, имеющих
муфты свободного хода ([Леонов А.И. Инерционные автоматические трансформаторы
вращающего момента. - М.: Машиностроение, 1978 - 224 с.], [Леонов А.И.
А.Ф.Дубровский. Механические бесступенчатые нефрикционные передачи непрерывного
действи . - М.: Машиностроение, 1984 - 192 с.]).
35
40
45
50
Формула изобретени 1. Секторна муфта свободного хода, содержаща внутреннюю обойму, наружную
обойму и р д равномерно расположенных между ними подпружиненных механизмов
заклинивани , каждый механизм заклинивани выполнен в виде рычага, сектора,
имеющего цилиндрическую или клинообразную контактирующую с внутренней обоймой
поверхность, пружины, за счет действи которой упом нутый сектор контактирует с
обоймой с возможностью скольжени по ней, причем этот сектор шарнирно соединен с
упом нутым рычагом, при этом внутренн обойма выполнена в виде диска со ступицей,
наружна обойма выполнена в виде двух частей, соединенных жестко между собой, и одна
часть подвижно, с возможностью вращени установлена на ступице диска внутренней
обоймы, а рычаг выполнен в виде двух одинаковых частей, установленных по разные
стороны относительно диска внутренней обоймы, и кажда часть рычага расположена
между частью наружной обоймы и торцом диска внутренней обоймы, причем один конец
рычага шарнирно соединен с сектором, контактирующим с наружной поверхностью диска
внутренней обоймы, а другой конец рычага шарнирно соединен с наружной обоймой,
отличающа с тем, что сектора выполнены в виде двух полуколец и пружины механизмов
заклинивани расположены между концевыми част ми полуколец.
2. Секторна муфта свободного хода по п.1, отличающа с тем, что пружины выполнены
Страница: 7
CL
RU 2 336 445 C1
5
плоскими и неподвижно закреплены на концевых част х одного полукольца и контактируют
с наружной поверхностью концевых частей другого полукольца.
3. Секторна муфта свободного хода по п.1, отличающа с тем, что при цилиндрической
контактирующей поверхности сектора наружна поверхность диска внутренней обоймы в
осевом сечении выполнена выпуклой.
4. Секторна муфта свободного хода по п.1, отличающа с тем, что при клинообразной
контактирующей поверхности сектора в осевом сечении сектор имеет выпуклый
клинообразный профиль.
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Страница: 8
RU 2 336 445 C1
Страница: 9
DR
RU 2 336 445 C1
Страница: 10
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
403 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа