RU2047016C1

RU2047016C1 - Idle clutch

Info

Publication number: RU2047016C1
Authority: RU
Inventors: Н.И. Орлова; В.В. Райский; Ю.А. Ветлугин; А.Е. Семенов
Original assignee: Уфимский авиационный институт
Priority date: 1991-12-02
Filing date: 1991-12-02
Publication date: 1995-10-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: screw spring 5 is interposed between race 1 and hub 2. The spring is received in screw groove made up as thread 6 on the hub. The profile of the groove and the spring is trapezoidal. The face of the spring abuts against collar 7. When the spring is tensioned under the action of the axial force, its first turn is wedged between the hub and race resulting in transmitting the torque. The average diameter of the spring is equal to the average diameter of the screw groove. EFFECT: improved design. 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для соединения валов и элементов механизмов для передачи крутящего момента в заданном направлении и разобщения валов при превышении скорости ведомого звена скорости ведущего звена. The invention relates to mechanical engineering and can be used to connect shafts and elements of mechanisms for transmitting torque in a given direction and uncoupling the shafts when the speed of the driven link of the speed of the driving link is exceeded.

Известна муфта свободного хода, содержащая ведущий и ведомый элементы, в виде ступицы и охватывающей ее с радиальным зазором обоймы. В зазоре установлена винтовая пружина, направление навивки которой противоположно вращению ведущего звена, упирающаяся одним концом в бурт, выполненный на ступице. Known freewheel containing the leading and driven elements, in the form of a hub and covering it with a radial clearance of the cage. A coil spring is installed in the gap, the winding direction of which is opposite to the rotation of the drive link, abutting at one end on a shoulder made on the hub.

Недостатком данной муфты является невысокая нагрузочная способность. The disadvantage of this coupling is its low load capacity.

Для повышения нагрузочной способности в муфте свободного хода, содержащей ведущий и ведомый элементы, расположенные концентрично с радиальным зазором один относительно другого, установленную в зазоре винтовую пружину с упором одного ее конца в бурт на внутреннем элементе, на наружной поверхности которого выполнена ходовая резьба с трапецеидальным профилем, направление навивки и поперечное сечение витка винтовой пружины соответствует форме профиля винтовой канавки резьбы, средний диаметр резьбы равен среднему диаметру пружины, которая размещена в винтовой канавке с возможностью взаимодействия с наружным элементом. To increase the load capacity in the freewheel, containing the leading and driven elements located concentrically with a radial clearance one relative to the other, a helical spring installed in the gap with one end resting on the shoulder on the inner element, on the outer surface of which a running thread with a trapezoidal profile is made , the direction of winding and the cross section of the coil of the coil spring corresponds to the profile shape of the screw groove of the thread, the average diameter of the thread is equal to the average diameter of the spring, which The second is placed in a helical groove with the possibility of interaction with the outer element.

На фиг.1 изображена муфта, продольный разрез; на фиг.2 исходное положение первого витка пружины; на фиг.3 заклиненное положение первого витка пружины. Figure 1 shows a coupling, a longitudinal section; figure 2, the initial position of the first coil of the spring; figure 3 jammed position of the first coil of the spring.

Муфта содержит наружное звено в виде обоймы 1, установленной концентрично и с радиальным зазором по отношению к внутреннему звену в виде ступицы 2, которая связана в окружном направлении с валом 3, например, посредством натяга или шпонки. Ступица фиксируется в осевом направлении шлицевыми гайками 4. В зазоре между обоймой 1 и ступицей 2 концентрично им установлен упругий элемент в виде винтовой пружины 5. На наружной поверхности ступицы 2 выполнена ходовая резьба 6 с трапецеидальным профилем. Поперечное сечение витков пружины 5 и направление ее навивки соответствует форме профиля винтовой канавки резьбы 6. Пружина установлена в канавке резьбы с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью обоймы 1. The coupling contains an outer link in the form of a holder 1, mounted concentrically and with a radial clearance with respect to the inner link in the form of a hub 2, which is connected in the circumferential direction with the shaft 3, for example, by interference or keys. The hub is axially fixed with slotted nuts 4. In the gap between the cage 1 and the hub 2, an elastic element is arranged concentrically in the form of a helical spring 5. A running thread 6 with a trapezoidal profile is made on the outer surface of the hub 2. The cross section of the coils of the spring 5 and the direction of its winding corresponds to the profile shape of the screw groove of the thread 6. The spring is installed in the groove of the thread with the possibility of interaction with the inner surface of the cage 1.

Ступица 2 выполнена с буртом 7 для упора в него конца пружины 5. В зоне торцового соединения ступицы и обоймы расположено лабиринтное уплотнение 8 для предотвращения вытекания смазки, подаваемой в радиальный зазор по каналу 9. Обойма и ступица могут быть выполнены разъемными. На обойме 1 может быть установлено зубчатое колесо 10 для передачи крутящего момента. Средний диаметр резьбы D_ср равен среднему диаметру пружины 5. На торце пружины 5 выполнены гнезда 11 под монтажный инструмент.The hub 2 is made with a shoulder 7 for abutting the end of the spring 5. In the area of the end connection of the hub and the cage, a labyrinth seal 8 is located to prevent the outflow of lubricant supplied to the radial clearance through the channel 9. The cage and the hub can be made detachable. A gear wheel 10 can be mounted on the yoke 1 for transmitting torque. The average diameter of the thread D _cf is equal to the average diameter of the spring 5. At the end of the spring 5, sockets 11 are made for the mounting tool.

Муфта работает следующим образом. The coupling operates as follows.

От зубчатого колеса 10, являющегося ведущим звеном, через обойму 1 и пружину 5 крутящий момент передается на ступицу 2. Для обеспечения этого режима работы необходимо предварительно произвести заклинивание первого витка пружины 5 по поверхности обоймы 1. При действии крутящего момента со стороны торцового ключа на пружину 5 обеспечивается выборка бокового и радиального зазоров в резьбе ступицы 2 (бокового полностью, радиального частично). Дальнейшая компенсация радиального зазора Δ _рад происходит во время опрокидывания витка (витков) при затяжке пружины 5. В процессе нагружения обоймы 1 (ведущего звена) моментом Т имеет место изгибающее действие обоймы 1 на виток пружины 5 (фиг.2). При этом виток под действием нагрузки Р занимает новое положение.From the gear wheel 10, which is the driving link, the torque is transmitted to the hub 2 through the ferrule 1 and the spring 5. To ensure this mode of operation, it is necessary to first jam the first coil of the spring 5 along the surface of the ferrule 1. When the torque acts from the end wrench on the spring 5 provides a selection of lateral and radial gaps in the thread of the hub 2 (full lateral, partially radial). Further compensation of the radial clearance Δ _rad occurs during the rollover of the coil (s) when the spring 5 is tightened. During loading of the cage 1 (drive link) by the moment T, the bending action of the cage 1 on the coil of spring 5 takes place (Fig. 2). In this case, the coil under the action of load P occupies a new position.

Радиальные перемещения витка при отсутствии зазора (после выборки его) вызывают деформацию поверхности обоймы 1. Величина этой деформации соответствует прессовой посадке. Эта посадка имеет место на 1/4 части наружной поверхности первого витка пружины 5. Сила, необходимая для заклинивания первого витка пружины, превышает расклинивающую силу, поэтому при вращении ступицы в режиме обгона достаточно легко происходит расклинивание витка. Radial movement of the coil in the absence of a gap (after sampling it) causes deformation of the surface of the holder 1. The magnitude of this deformation corresponds to a press fit. This landing takes place on 1/4 of the outer surface of the first coil of spring 5. The force required to jam the first coil of the spring exceeds the proppant, therefore, when the hub rotates in the overtaking mode, the coil is wedged easily enough.

Подача смазки производится перед началом работы через подводной канал 9 циклически (по аналогии с подшипниками скольжения) с целью поддержания жидкостного режима трения при свободном вращении обоймы 1 и ступицы 2. The lubricant is supplied before starting work through the underwater channel 9 cyclically (by analogy with plain bearings) in order to maintain the liquid friction mode with free rotation of the cage 1 and hub 2.

Эффект заклинивания пружины 5 при вращении ведущего звена обоймы в направлении, обратном свивке его (или ступицы по направлению свивки), определяет работоспособность муфты. Результаты проведенных аналитических исследований показывают, что с увеличением момента на обойме 1 (соответственно силы Р на фиг.3) увеличивается величина перемещений (деформаций обоймы 1), т.е. увеличивается нагрузочная способность муфты. При этом заклинивание витка имеет место практически на одной четвертой части его наружной поверхности заклинивание происходит практически мгновенно. При частоте вращения ведущего звена n=1000 об/мин время срабатывания муфты средних размеров составляет сотые доли секунды. The effect of jamming of the spring 5 during rotation of the leading link of the cage in the direction opposite to its twist (or the hub in the direction of the twist) determines the operability of the clutch. The results of the analytical studies show that with an increase in the moment on the clip 1 (respectively, the force P in FIG. 3), the amount of displacements (deformations of the clip 1) increases, i.e. clutch loading capacity increases. In this case, jamming of the coil takes place on almost one fourth of its outer surface, jamming occurs almost instantly. With a drive speed of n = 1000 rpm, the response time of a medium-sized coupling is hundredths of a second.

Следствием практически мгновенного срабатывания муфты может являться резкое повышение температуры контактных деталей и снижение работоспособности передающих валов (кроме гибких валов). The result of almost instantaneous operation of the coupling can be a sharp increase in the temperature of the contact parts and a decrease in the operability of the transmission shafts (except for flexible shafts).

При ведущем звене ступице 2 направление вращения совпадает с направлением навивки пружины 5. Длина поверхности контакта пружины с обоймой, а также величина зазора между наружной повеpхностью пружины и обоймой зависят от величины крутящего момента на ведущем звене. With the driving link of the hub 2, the direction of rotation coincides with the direction of winding the spring 5. The length of the contact surface of the spring with the clip, as well as the size of the gap between the outer surface of the spring and the clip, depends on the magnitude of the torque on the driving link.

Claims

FREE RUNNING COUPLING, comprising a leading and a driven element, arranged concentrically with a radial clearance relative to each other, a helical spring installed in the gap with one of its ends resting on a shoulder on the inner element, characterized in that a running thread with a trapezoidal profile is made on the outer surface of the inner element , the direction of winding and the cross section of the coil of the coil spring correspond to the profile shape of the screw groove of the thread, the average diameter of the thread is equal to the average diameter of the spring, which is ene in a helical groove for engagement with the outer element.