RU1783186C

RU1783186C - Flexible compensating clutch

Info

Publication number: RU1783186C
Application number: SU914914381A
Authority: RU
Inventors: Василий Николаевич Богачев; Олег Анатольевич Ряховский; Владимир Александрович Верещака
Original assignee: Научно-Исследовательский Институт Автоматизации Производственных Процессов При Мгту Им.Н.Э.Баумана
Priority date: 1991-02-25
Filing date: 1991-02-25
Publication date: 1992-12-23

Abstract

Использование: машиностроение, дл соединени валов машин и механизмов в услови х смещени осей валов при наличии динамических нагрузок. Сущность изобретени : муфта содержит две полумуфты, соединенные подковообразными упругими элементами. Упругие элементы св заны с полумуфтами с возможностью изменени положени каждого из них относительно радиальной плоскости, проход щей через места креплени к полумуфтам соответствующего упругого элемента. 4 ил.Usage: mechanical engineering, for connecting the shafts of machines and mechanisms under conditions of displacement of the shaft axes in the presence of dynamic loads. SUMMARY OF THE INVENTION: The coupling comprises two half-couplings connected by horseshoe-shaped elastic elements. The elastic elements are connected to the coupling halves with the possibility of changing the position of each of them relative to the radial plane passing through the attachment points to the coupling halves of the corresponding elastic element. 4 ill.

Description

соwith

СWITH

Изобретение относитс к области машиностроени и может быть использовано во всех отрасл х хоз йства дл соединени валов машин и механизмов в услови х смещени валов и при наличии динамических нагрузок.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used in all sectors of the economy for connecting shafts of machines and mechanisms under conditions of shaft displacement and in the presence of dynamic loads.

Известны упруго компенсационные муфты, предназначенные дл соединени валов машин и механизмов в услови х взаимных смещений валов и при наличии динамических нагрузок, содержащие две полумуфты и соедин ющие их металлические упругие элементы, выполненные в виде пакетов плоских или гильзовых пружин, стержней, винтовых или змеевидных пружин . В известных муфтах изменение жесткости при кручении достигаетс варьированием числа упругих элементов, их размеров и других факторов. Однако, упом нутые муфты допускают лишь ступенчатое изменение жесткости и, кроме того,Known elastic compensation couplings designed to connect the shafts of machines and mechanisms under conditions of mutual displacements of the shafts and in the presence of dynamic loads, containing two half-couplings and metal elastic elements connecting them, made in the form of packages of flat or sleeve springs, rods, coil or serpentine springs . In known couplings, a change in torsional stiffness is achieved by varying the number of elastic elements, their sizes and other factors. However, the mentioned couplings allow only a stepwise change in stiffness and, in addition,

требуют изготовлени сменныхупругих элементов . Дл замены упругих элементов требуетс остановка машины на длительное врем .require the manufacture of replaceable elastic elements. In order to replace the elastic elements, it is necessary to stop the machine for a long time.

Наиболее близкой по техническим свойствам (прототипом) вл етс упругокомпен- сационнал муфта, предназначенна дл соединени валов машин и механизмов в услови х взаимных смещений валов и при наличии динамических нагрузок, содержаща две фланцевые полумуфты, по меньшей мере одна из которых выполнена подвижной в осевом направлении, и соединенные между собой равномерно расположенными по окружности подковообразными упругими элементами, закрепленными на полумуфтах с помощью прижимных колец. Муфта допускает плавное регулирование жесткости без замены упругих элементов. Недостатками известной муфты йл ютс ограниченный срок службы упругих элеVJ 00The closest in technical properties (prototype) is an elastic expansion joint designed to connect the shafts of machines and mechanisms under conditions of mutual displacements of the shafts and in the presence of dynamic loads, containing two flange coupling halves, at least one of which is made movable in the axial direction , and interconnected horseshoe-shaped elastic elements evenly spaced around the circumference, mounted on the coupling halves with the help of clamping rings. The coupling allows smooth adjustment of stiffness without replacing the elastic elements. The disadvantages of the known clutch are limited service life of elastic elements VJ 00

CJCj

0000

оabout

ментов из-за возникновени при изменении их формы дополнительных напр жений и ограниченный (особенно при малой податливости упругих элементов) диапазон изменени жесткости.Because of the occurrence of additional stresses when their shape changes, the range of stiffness is limited (especially with low flexibility of elastic elements).

Цель изобретени - повышение долговечности упругих элементов и расширение диапазона регулировани жесткости муфты .The purpose of the invention is to increase the durability of the elastic elements and expand the range of regulation of the stiffness of the coupling.

Указанна цель достигаетс тем, что в известной упругокомпенсационжэй муфте, содержащей две полумуфты, соединенные между собой равномерно расположенными по окружности упругими подковообразными элементами, упругие элементы св заны с полумуфтами с возможностью изменени положени каждого из них относительно радиальной плоскости, проход щей через места креплени к полумуфтам соответствующего упругого элемента. Сопоставительный анализ с прототипом позвол ет сделать вывод, что за вл ема упруго-компенсационна муфта отличаетс тем, что упругие элементы св заны с полумуфтами С возможностью изменени положени каждого из них относительно радиальной плоскости, проход щей через места креплени к полумуфтам соответствующего упругого элемента. Таким образом , за вленное техническое решение соответствует требованию новизны. Анализ известных технических решений в исследуемой области техники позвол ет сделать вывод об отсутствии в них признаков , сходных с существенными отличительными признаками в за вл емой муфте, и признать за вл емое техническое решение удовлетвор ющим требованию изобретательного уровн .This goal is achieved by the fact that in the known elastic expansion coupling comprising two coupling halves interconnected by uniform horseshoe-shaped elements uniformly spaced around the circumference, the elastic elements are connected to the coupling halves with the possibility of changing the position of each of them relative to the radial plane passing through the attachment points to the coupling halves corresponding elastic element. Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the claimed elastic expansion coupling is characterized in that the elastic elements are connected to the coupling halves, with the possibility of changing the position of each of them relative to the radial plane passing through the attachment points to the coupling halves of the corresponding elastic element. Thus, the claimed technical solution meets the requirement of novelty. An analysis of the known technical solutions in the field of technology allows us to conclude that they lack features similar to the essential distinguishing features in the inventive coupling and recognize the claimed technical solution as satisfying the requirements of the inventive step.

На фиг.1 изображена муфта, вид с торца; на фиг.2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - вариант исполнени муфты.Figure 1 shows the coupling, an end view; figure 2 - cross section aa in fig. 1; in Fig.3 is a section bB in Fig.2; Fig. 4 is an embodiment of a coupling.

Предлагаема муфта может быть выполнена в большом числе конструктивных исполнений . Одна из возможных конструкций представлена на фиг. 1-3. Муфта содержит полумуфты 1 и 2 с фланцами 3. Полумуфты 1 и 2 соединены между собой равномерно расположенными по окружности подковообразными упругими элементами 4 из эластомера , снабженными цапфами 5. Цапфы 5 установлены в фланцах 3 полумуфт посредством треугольного шлицевого соединени 6. В муфте на фиг.4 цапфы 7 и 8 упругих элементов 4 установлены во втулках 9, смонтированных в фланцах 3 полумуфт 1 и 2. На хвостовиках 10 цапф 7 насажены посредством шлицевого соединени 11 зубчатые шестерни 12, наход щиес вThe proposed coupling can be made in a large number of designs. One possible design is shown in FIG. 1-3. The coupling comprises coupling halves 1 and 2 with flanges 3. The coupling halves 1 and 2 are interconnected by horseshoe-shaped elastic elements 4 of elastomer uniformly spaced around the circumference. The trunnions 5 are mounted in the flanges 3 of the coupling halves by means of a triangular splined joint 6. In the coupling of FIG. 4 trunnions 7 and 8 of the elastic elements 4 are mounted in bushings 9 mounted in the flanges 3 of the coupling halves 1 and 2. On the shanks 10 of the trunnions 7, gears 12 are mounted by means of a splined joint 11 located in

зацеплении с центральным зубчатым колесом 13, установленным на втулке 14 на ступице одной из полумуфт. Шестерни 12 закреплены на хвостовиках 10 гайками 15.meshing with the Central gear wheel 13 mounted on the sleeve 14 on the hub of one of the coupling halves. Gears 12 are fixed on shanks 10 by nuts 15.

Привод центрального колеса 14 осуществл етс одним из большого числа известных в технике способов, и, поэтому, в данной за вке не рассматриваетс . Упругие элементы 4, помимо подковообразной формы,The central wheel 14 is driven by one of a large number of methods known in the art and, therefore, is not considered in this application. Elastic elements 4, in addition to a horseshoe-shaped,

0 могут быть выполнены в виде колец или частей колец круглой, эллиптической или иной формы. Поперечные сечени упругих элементов могут иметь пр моугольную, квадратную , круглую, эллиптическую или любую0 can be made in the form of rings or parts of rings of a round, elliptical or other shape. The cross sections of the elastic elements may be rectangular, square, round, elliptical or any

5 иную форму. Упругие элементы могут быть изготовлены из эластомеров (см. фиг.2 и 4), металла, композиционных и других материалов .5 another form. Elastic elements can be made of elastomers (see figure 2 and 4), metal, composite and other materials.

Муфта работает следующим образом,The coupling works as follows,

0 При вращении ведущей прлумуфты, например 1, вращающий момент передаетс через упругие элементы 4 на ведомую полумуфту.0 During rotation of the drive coupling, for example 1, the torque is transmitted through the elastic elements 4 to the driven coupling half.

При необходимости изменени жестко5 сти муфты измен ют положение каждого упругого элемента относительно радиальной плоскости, проход щей через места креплени к полумуфтам соответствующего yhpy- того элемента. Дл изменени жесткостиIf necessary, changes in the stiffness of the coupling change the position of each elastic element relative to the radial plane passing through the attachment points to the coupling halves of the corresponding yhpy element. To change stiffness

0 муфты, изображенной на фиг. 1-3, сжимают упругие элементы 4 у основани подковы, и вывод т цапфы 5 из шлицевых отверстий в фланцах 3. Затем устанавливают упругие элементы 4 в новое положение. Крайние по5 ложени упругих элементов 4 обозначены на фиг.1 цифрами I и II. Изменение положени упругих элементов влечет за собой изменение жесткости последних, а следовательно, и жесткости муфты. Измене0 ние положени упругих элементов 4 в муфте , изображенной на фиг.4, осуществл етс посредством поворота упругих элементов центральным зубчатым колесом 13 через шестерни 12. Диапазон изменени жестко5 сти муфты зависит от размеров R и г, формы упругого элемента в плоскости кривизны (подкова, кольцо, эллипс и т.д.), размеров и формы сечени упругих элементов, материалов упругих элементов.0 of the clutch of FIG. 1-3, the elastic elements 4 are compressed at the base of the horseshoe, and the trunnions 5 are withdrawn from the spline holes in the flanges 3. Then, the elastic elements 4 are set to a new position. The extreme positions of the elastic elements 4 are indicated in Fig. 1 by the numbers I and II. A change in the position of the elastic elements entails a change in the stiffness of the latter, and hence the stiffness of the coupling. The position of the elastic elements 4 in the coupling shown in Fig. 4 is changed by turning the elastic elements by the central gear wheel 13 through the gears 12. The range of changes in the stiffness of the coupling depends on the sizes R and r, the shape of the elastic element in the plane of curvature (horseshoe, ring, ellipse, etc.), dimensions and cross-sectional shape of elastic elements, materials of elastic elements.

0 В качестве примера рассмотрим изменение вращающего момента, передаваемого муфтой с подковообразными резиновыми упругими элементами пр моугольного сечени при перемещении упругих элементов из0 As an example, consider the change in the torque transmitted by a coupling with horseshoe-shaped rubber elastic elements of a rectangular cross section when moving elastic elements from

5 положени I в положение II (см. фиг.1). Вращающий момент, передаваемый муфтой при нахождении упругих элементов в положении I, обозначим Ti, а при нахождении в положении II-Т2. Размеры сечени упругих элементов b и h.5 of position I to position II (see Fig. 1). The torque transmitted by the clutch when the elastic elements are in position I, denote Ti, and when in position II-T2. The cross-sectional dimensions of the elastic elements b and h.

Отношени моментов TI/Та приведены в таблице.The ratio of the moments TI / Ta are given in the table.

Из таблицы видно, что при перемещении упругого элемента из положени I в положение II измен етс жесткость муфты, и диапазон изменени жесткости может достигать значительной величины.It can be seen from the table that when the elastic element is moved from position I to position II, the stiffness of the coupling changes, and the range of stiffness can reach a significant value.

Таким образом, закрепление упругих элементов на полумуфтах с возможностью изменени положени каждого из них относительно радиальной плоскости, проход щей через места креплени к полумуфтам соответствующего упругого элемента, позвол ет плавно регулировать жесткость муфты без замены упругих элементов. Так как дл изменени жесткости упругих элементов не используетс изменение их формы (как это делаетс в прототипе), и, следовательно, в упругих элементах не возникают дополнительные напр жени ,повышаетс долговечность упругих элементов. В св зи с ограниченными возможност ми изменени формы упругих элементов в прототипе , в за вленной муфте расшир етс диапазон регулировани жесткости. В случае изготовлени упругих элементов из материалов с высоким модулем упругости, напри- мер, металла, повышение долговечности и расширение диапазона регулировани жесткости по сравнению с прототипом может быть весьма значительным.Thus, the fastening of the elastic elements on the coupling halves with the possibility of changing the position of each of them relative to the radial plane passing through the attachment points to the coupling halves of the corresponding elastic element allows the stiffness of the coupling to be smoothly controlled without replacing the elastic elements. Since no change in their shape is used to change the stiffness of the elastic elements (as is done in the prototype), and therefore no additional stresses arise in the elastic elements, the durability of the elastic elements is increased. Due to the limited possibilities for changing the shape of the elastic elements in the prototype, the stiffness control range is expanded in the claimed coupling. In the case of manufacturing elastic elements from materials with a high modulus of elasticity, for example, metal, the increase in durability and the expansion of the range of regulation of stiffness in comparison with the prototype can be very significant.

Ф о р м у л а и з о б р ете н и FORMULA AND ZOBRETE N and

Упругокомпенсационна муфта, содержаща две полумуфты, соединенные между собой равномерно расположенными по окружности упругими подковообразными элементами , отличающа с тем, что, с целью повышени долговечности и расширени диапазона регулировани жесткости муфты, упругие элементы св заны с полумуфтами с возможностью изменени положени каждого из них относительно радиальной плоскости, проход щей через места креплени к полумуфтам соответствующего упругого элемента.An elastic expansion joint comprising two coupling halves interconnected by elastic horseshoe-shaped elements uniformly spaced around the circumference, characterized in that, in order to increase durability and extend the range of adjustment of the coupling stiffness, the elastic elements are connected to the coupling halves with the possibility of changing the position of each of them relative to the radial a plane passing through the attachment points to the coupling halves of the corresponding elastic member.

II

Фиг. {FIG. {

АтАAta

Фаг. 2Phage 2

Б-В Bv

WLLS 3Wls 3

ГR

SS

гg

/А/0 ФИ2. 4/ A / 0 FI2. 4