RU2029148C1

RU2029148C1 - Overrunning clutch

Info

Publication number: RU2029148C1
Authority: RU
Inventors: В.Д. Рогожин; И.С. Сазонов; Н.Н. Гобралев
Original assignee: Могилевский Машиностроительный Институт
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1992-02-28
Publication date: 1995-02-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: clutch has driven 2 and driving 3 clutch parts which are axially alined and mounted on shaft 1. The clutch parts are positioned inside housing members 4,5. Two ring concentric grooves of different radii are made on the face of driven clutch part 2. Two ring eccentric grooves of the same radius are made on the face of driving clutch part 3. There are balls 8 between the clutch parts 2,3. Separator 9 is interposed between clutch parts and can have three fixed positions with respect to clutch part 2. The separator has slots 11 which are coincident with balls 8. At one of the end positions of the separator, where it is fixed with screw 10, a torque is transmitted in the direction which is opposite to the direction of rotation of the separator. For changing the direction of transmission of the torque, the separator is set at the other end position. For dummy operation of the clutch, it is required to set the separator at intermediate position and fix it with screw 10. EFFECT: enhanced reliability. 4 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для автоматического соединения и разъединения валов с передачей крутящего момента в ту или иную сторону. The invention relates to mechanical engineering and is intended for automatic connection and separation of shafts with the transmission of torque in one direction or another.

Известна обгонная муфта, состоящая из корпуса, в котором на оси установлена звездочка и охватывающая ее обойма. Рабочие поверхности пазов звездочки и обоймы образуют клиновые полости, в которых расположены подпружиненные шарики. Механизм управления выполнен в виде подпружиненной шайбы со стержнями, имеющими выступы, между которыми расположены шарики [1]. Known overrunning clutch, consisting of a housing in which an asterisk is mounted on the axis and a cage enclosing it. The working surfaces of the sprocket grooves and clips form wedge cavities in which spring-loaded balls are located. The control mechanism is made in the form of a spring-loaded washer with rods having protrusions between which the balls are located [1].

Недостатком данной муфты являются ее малая нагрузочная способность, что обусловлена передачей нагрузки посредством контакта шарика с плоскостью; высокая чувствительность плоского профиля звездочки к изнашиванию, сложность самой конструкции и технологии изготовления. The disadvantage of this coupling is its low load capacity, which is due to the transfer of load through the contact of the ball with the plane; high sensitivity of the flat profile of the sprocket to wear, the complexity of the design and manufacturing technology.

Известна обгонная муфта, содержащая соосно расположенные полумуфты и тела заклинивания, на взаимообращенных торцах полумуфт выполнены криволинейные канавки полукруглого профиля в поперечном сечении, при этом канавка на ведомой полумуфте кольцевой формы и расположена концентрично оси муфты, на ведущей полумуфте канавки в виде криволинейных пазов, расположенных с эксцентриситетом относительно оси муфты, а тела заклинивания размещены в совмещенных канавках [2]. Known overrunning clutch containing coaxially located half-couplings and jamming bodies, at the reversed ends of the half-couplings, curved grooves of a semicircular profile are made in cross section, while the groove is on the driven half-coupling of an annular shape and is concentric with the axis of the coupling, on the leading half-coupling of the groove in the form of curved grooves eccentricity relative to the axis of the coupling, and the wedging bodies are placed in the combined grooves [2].

Недостатком данной обгонной муфты является невозможность реверсирования передаваемого крутящего моменты, обусловленная взаимным расположением спиралеобразных пазов, ударное включение, сложность изготовления самих дугообразных пазов, низкая нагрузочная способность муфты. The disadvantage of this overrunning clutch is the inability to reverse the transmitted torque due to the relative position of the spiral grooves, impact inclusion, the difficulty of manufacturing the arched grooves themselves, the low load capacity of the clutch.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей обгонной муфты и упрощение технологии изготовления ее основных элементов. The objective of the invention is to expand the functionality of the freewheel and simplify the manufacturing technology of its main elements.

Это достигается тем, что в обгонной муфте, содержащей ведущую и ведомую соосно расположенные полумуфты и тела заклинивания, на взаимообращенных торцах полумуфт выполнены криволинейные канавки полукруглого профиля в поперечном сечении, при этом канавка на ведомой полумуфте кольцевой формы и расположена концентрично оси муфты, на ведущей полумуфте канавки в виде криволинейных пазов, расположенных с эксцентриситетом относительно оси муфты, а тела заклинивания размещены в совмещенных канавках полумуфт, между полумуфтами размещен с возможностью перемещения и последующей фиксацией сепаратор с прорезями, совмещенными с местами расположения шариков в канавках полумуфт. На торце ведущей полумуфты выполнен по крайней мере один дополнительный криволинейный паз, оба паза имеют кольцевую форму, полукруглые в поперечном сечении и расположены с эксцентриситетом относительно оси муфты. This is achieved by the fact that in the overrunning clutch containing the driving and driven coaxially located half-couplings and jamming bodies, curved-shaped grooves of a semicircular profile in cross section are made on the inverted ends of the half-couplings, while the groove on the driven half-coupling is ring-shaped and is located concentrically to the coupling axis, on the leading coupling half grooves in the form of curved grooves located with an eccentricity relative to the axis of the coupling, and the wedging bodies are placed in the combined grooves of the coupling halves, between the coupling halves it is placed with With the help of movement and subsequent fixing, the separator with slots combined with the locations of the balls in the grooves of the coupling halves. At least one additional curved groove is made at the end of the drive coupling half, both grooves have an annular shape, are semicircular in cross section and are eccentric with respect to the axis of the coupling.

На торце ведомой полумуфты выполнена по крайней мере одна дополнительная криволинейная кольцевая канавка, полукруглая в поперечном сечении и расположена концентрично относительно оси муфты. Сепаратор может находиться в любом из трех фиксированных положениях относительно обеих полумуфт. At least one additional curved annular groove made semicircular in cross section at the end of the driven coupling half is arranged concentrically with respect to the coupling axis. The separator can be in any of three fixed positions relative to both coupling halves.

Сепаратор, размещенный между полумуфтами, выполняет роль управляющего элемента. Она состоит в том, что при повороте сепаратора в одно из крайних положений на определенный угол и его фиксации шарики располагаются так, что расстояние от осевой линии эксцентричной канавки на ведомой полумуфте до ее оси вращения равно радиусу осевой линии кольцевой концентрической канавки на ведомой полумуфте. Прорези сепаратора при этом образуют с эксцентричными канавками ведущей полумуфты дугообразные пазы, в которых размещены шарики. В этом положении шарики могут заклиниваться только при повороте ведомой полумуфты в ту же сторону, в направлении которой произошел поворот сепаратора. Это обусловлено тем, что поверхность кольцевой концентричной канавки увлекает шарики из описанного выше положения в клиновое пространство, образованное поверхностями канавок обеих полумуфт. Угол поворота ведомой полумуфты относительно ведущей при заклинивании муфты зависит от угла заклинивания, радиуса полукруглого профиля канавок и погрешностей при нарезании канавок на торцах полумуфт. The separator located between the coupling halves acts as a control element. It consists in the fact that when the separator is rotated to one of the extreme positions by a certain angle and its fixation, the balls are located so that the distance from the axial line of the eccentric groove on the driven coupling half to its axis of rotation is equal to the radius of the axial line of the annular concentric groove on the driven coupling half. The slots of the separator in this case form arched grooves with eccentric grooves of the driving coupling half in which the balls are placed. In this position, the balls can jam only when the driven coupling half is turned in the same direction in which direction the separator was turned. This is due to the fact that the surface of the annular concentric groove carries the balls from the above-described position into the wedge space formed by the groove surfaces of both coupling halves. The angle of rotation of the driven coupling half relative to the leading during jamming of the coupling depends on the jamming angle, the radius of the semicircular profile of the grooves and the errors when cutting grooves on the ends of the coupling.

При обратном вращении ведомой полумуфты шарики выкатываются из клинового пространства и движутся по поверхностям канавок ведущей полумуфты до контакта с полукруглыми прорезями сепаратора и располагаются так, как было описано выше. При этом по шарикам относительно ведущей полумуфты свободно обкатывается ведомая полумуфта, а сами шарики вертятся вокруг своей оси. Муфта расклинена и не передает крутящий момент. During the reverse rotation of the driven coupling half, the balls roll out from the wedge space and move along the surfaces of the grooves of the driving coupling half until they contact the semicircular slots of the separator and are arranged as described above. In this case, the driven half-coupling freely rolls around the balls relative to the leading coupling half, and the balls themselves rotate around their axis. The clutch is wedged and does not transmit torque.

Если сепаратор занимает промежуточное положение относительно двух крайних, то обгонная муфта передает крутящий момент в обоих направлениях как со стороны ведущей, так и ведомой полумуфт. В этом фиксированном положении прорези сепаратора образуют совместно с эксцентричными канавками ведущей полумуфты двусторонние дугообразные пазы. В центральной части этих пазов размещаются шарики. Расстояние от этого местоположения шариков, как и в первом случае, равно радиусу осевой линии концентричной канавки ведомой полумуфты. Но теперь шарики не соприкасаются с полукруглыми прорезями сепаратора, и им ничто не препятствует оказаться заклиненными при повороте любой из полумуфт в ту или другую сторону. If the separator is in an intermediate position relative to the two extremes, the freewheel transmits torque in both directions from both the leading and driven half couplings. In this fixed position, the slots of the separator form, together with the eccentric grooves of the driving coupling half, bilateral arcuate grooves. Balls are placed in the central part of these grooves. The distance from this location of the balls, as in the first case, is equal to the radius of the center line of the concentric groove of the driven coupling half. But now the balls do not touch the semicircular slots of the separator, and nothing prevents them from being stuck when turning any of the coupling halves in one direction or another.

Упрощение технологии изготовления деталей муфты заключается в следующем. The simplification of the manufacturing technology of the coupling parts is as follows.

Криволинейные канавки как на ведущей, так и на ведомой полумуфтах изготавливаются на вертикально-фрезерных станках с ЧПУ. Для этого требуется программа, с помощью которой выполняются все необходимые операции. Разработка программы является одним из самых трудоемких этапов в изготовлении полумуфт. Поэтому для уменьшения времени изготовления деталей и упрощения технологии предложено вместо отдельных криволинейных пазов выполнять на торцовой поверхности полумуфты кольцевые канавки, располагающиеся эксцентрично оси муфты. Эту технологическую операцию несложно выполнить на обычном токарном станке типа 16К20. Кольцевую концентричную канавку на ведомой полумуфте также можно изготовить таким же способом. Если затем наложить сепаратор с прорезями на эксцентричные канавки ведущей полумуфты, то получатся криволинейные пазы. Curved grooves on both the leading and the driven half couplings are made on CNC vertical milling machines. This requires a program with which all the necessary operations are performed. The development of the program is one of the most laborious stages in the manufacture of coupling halves. Therefore, in order to reduce the time for manufacturing parts and simplify the technology, it was proposed instead of separate curved grooves to make annular grooves on the end surface of the coupling half, which are eccentric to the coupling axis. This technological operation is easy to perform on a conventional lathe type 16K20. An annular concentric groove on the driven coupling half can also be made in the same way. If then a separator with slots is applied to the eccentric grooves of the drive coupling half, curved grooves will be obtained.

На фиг. 1 представлена обгонная муфта, общий вид; на фиг.2 - канавки на ведущей полумуфте; на фиг.3 - канавки на ведомой полумуфте; на фиг.4 - сепаратор с прорезями; на фиг.5 - расположение сепаратора и шариков на ведущей полумуфте в режиме свободного хода; на фиг.6 - положение сепаратора и шариков в режиме передачи крутящего момента. In FIG. 1 shows a freewheel, general view; figure 2 - grooves on the leading coupling half; figure 3 - grooves on the driven coupling half; figure 4 - separator with slots; figure 5 - the location of the separator and balls on the leading coupling half in freewheel; figure 6 - position of the separator and the balls in the transmission of torque.

Обгонная муфта состоит из двух соосно расположенных на валу 1 ведомой 2 и ведущей 3 полумуфт, размещенных в корпусных деталях 4 и 5. На торце ведомой полумуфты 2 выполнены две кольцевые канавки 6, концентричные оси муфты разного радиуса, на торце ведущей полумуфты - две эксцентричные канавки 7 равного радиуса, между ними помещены шарики 8. Сепаратор 9 фиксируется относительно ведомой полумуфты 2 стопорным винтом 10. Прорези 11 сепаратора 9 образуют с канавками ведущей полумуфты криволинейные пазы 13 (фиг.5). Перемещение и фиксация сепаратора осуществляется через отверстия 12. The overrunning clutch consists of two coaxially located on the shaft 1 of the driven 2 and the leading 3 coupling halves located in the housing parts 4 and 5. At the end of the driven coupling 2 are two ring grooves 6, the concentric axis of the coupling of different radii, at the end of the driving coupling half are two eccentric grooves 7 of equal radius, balls 8 are placed between them. The separator 9 is fixed relative to the driven coupling half 2 with a locking screw 10. The slots 11 of the separator 9 form curved grooves 13 with grooves of the driving coupling half 13 (Fig. 5). Moving and fixing the separator is carried out through holes 12.

Обгонная муфта работает следующим образом. Overrunning clutch operates as follows.

При перемещении сепаратора (фиг.5) в одно из крайних положений и его фиксации шарики 8 касаются полукруглых прорезей сепаратора. Расстояние от центров шариков (фиг.5) до оси муфты равно радиусу осевой линии кольцевой концентричной канавки 6 полумуфты 2. Если ведущая полумуфта 3 вращается по часовой стрелке, то заклинивания шариков не происходит. То же самое происходит и тогда, когда сепаратор занимает другое крайнее положение. When moving the separator (Fig. 5) to one of the extreme positions and fixing it, the balls 8 touch the semicircular slots of the separator. The distance from the centers of the balls (Fig. 5) to the axis of the coupling is equal to the radius of the center line of the annular concentric groove 6 of the coupling 2. If the driving coupling half 3 rotates clockwise, then the balls do not jam. The same thing happens when the separator is in another extreme position.

Заклинивание шариков будет происходить тогда, когда полумуфта 3 будет вращаться против часовой стрелки. В этом случае происходит передача муфтой крутящего момента в направлении, противоположном повороту сепаратора. Таким образом осуществляется реверсирование передаваемого крутящего момента. Balls will jam when the coupling half 3 rotates counterclockwise. In this case, the clutch transmits torque in the opposite direction to the rotation of the separator. In this way, the transmitted torque is reversed.

Если сепаратор занимает промежуточное положение (фиг.6), то шарики 8 под воздействием поверхностей канавок 7 или канавки 6 будут увлекаться в клиновое пространство, образованное этими канавками. В результате вращения одной из полумуфт, например ведомой 2 по часовой стрелке, шарики 8 заклиниваются. Крутящий момент передается муфтой по часовой стрелке. Аналогично будет происходить заклинивание муфты и передача крутящего момента в противоположном направлении. Так, обгонная муфта работает в режиме глухой муфты, жестко соединяющей валы. If the separator occupies an intermediate position (Fig.6), then the balls 8 under the influence of the surfaces of the grooves 7 or grooves 6 will be entrained in the wedge space formed by these grooves. As a result of rotation of one of the coupling halves, for example driven 2, clockwise, the balls 8 are jammed. The torque is transmitted clockwise by the clutch. Similarly, the clutch will jam and transmit torque in the opposite direction. Thus, the overrunning clutch operates in a blind clutch mode, rigidly connecting the shafts.

Наличие сепаратора в обгонной муфте позволяет расширить ее функциональные возможности за счет обеспечения передачи крутящего момента в двух направлениях, а также ее функционирования как глухой муфты. Обгонная муфта имеет относительно несложную конструкцию и проста в изготовлении. The presence of a separator in the overrunning clutch allows you to expand its functionality by providing torque transfer in two directions, as well as its functioning as a blind clutch. The overrunning clutch has a relatively simple design and is easy to manufacture.

Claims

1. OVERLOADING COUPLING, containing the leading and driven coaxially located half-couplings and jamming bodies, on the inverted ends of the half-couplings, curved grooves of a semicircular profile are made in cross section, while the groove on the driven half-coupling is ring-shaped and is located concentrically to the axis of the coupling, on the leading half-coupling of the coupling curved grooves located with an eccentricity relative to the axis of the coupling, and the wedging bodies are placed in the combined grooves of the coupling halves, characterized in that between the coupling halves is placed with possible Stu displacement and subsequent fixing cage with slots aligned with seating arrangement of balls in the grooves of the coupling halves.

2. The coupling according to claim 1, characterized in that at least one additional curved groove is made at the end of the driving coupling half, both grooves have an annular shape, semicircular in cross section and are eccentric with respect to the axis of the coupling.

3. The coupling according to claim 1, characterized in that at the end of the driven half coupling made at least one additional curved annular groove, semicircular in cross section and located concentrically relative to the axis of the coupling.

4. The clutch according to claim 1, characterized in that the separator can be in any of three fixed positions relative to both coupling halves.