RU2054590C1

RU2054590C1 - Overrunning clutch

Info

Publication number: RU2054590C1
Authority: RU
Inventors: Борис Сергеевич Горохов
Original assignee: Борис Сергеевич Горохов
Priority date: 1992-08-13
Filing date: 1992-08-13
Publication date: 1996-02-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: clutch member 3 is mounted in bearing on shaft 1 while clutch member 6, on splines. Clutch member 6 accommodates blocks 9 with helical projections 8. The blocks are linked to the drive for their radial movement. Engaging elements of the clutch are made in the form of cams 4, 7 whose contact surfaces are inclined contrary to the inclination of helical projections 5, 8. Cams 4 of clutch member 3 are made on ring 15 capable of limited gradual turning peripherally with relation to said clutch member 3. The clutch is engaged when clutch member 6 is moved to the position in which helical projections 5, 8 come in contact for screwing off of the helical thread. Cams 4, 7 gradually come in contact and are kept against axial recoil by helical threads. To achieve forced disengagement under load, blocks 9 are shifted by a drive to a position wherein the outside diameter of their helical projections 8 becomes smaller than the inside diameter of helical projections 5 of clutch member 3. Without the axial support, clutch member 6 acted upon by lever 12 and the axial component of the peripheral force in the contact planes of cams 4, 7 becomes disengaged from clutch member 3 and returns to the initial position. EFFECT: possibility of being disengaged under load. 4 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в ступенчатых коробках передач транспортных средств и металлорежущих станков. The invention relates to mechanical engineering and can be used in speed gearboxes of vehicles and machine tools.

Известна муфта свободного хода с винтовым средством включения, содержащая две полумуфты с элементами сцепления в виде кулачков и винтовыми выступами, расположенными на одной из полумуфт на внутренней поверхности, на другой на наружной поверхности, при этом одна из полумуфт связана со средством ее перемещения, и средство обеспечения плавного включения муфты, выполненное в виде пружины кручения, один конец которой закреплен в неподвижной полумуфте, а другой отогнут в радиальном направлении и расположен с возможностью взаимодействия с дополнительным кулачком подвижной полумуфты. Known freewheel with a screw means of inclusion, containing two coupling halves with clutch elements in the form of cams and screw protrusions located on one of the coupling halves on the inner surface, on the other on the outer surface, while one of the coupling halves is associated with a means of moving it, and means ensure smooth engagement of the coupling, made in the form of a torsion spring, one end of which is fixed in a fixed coupling half, and the other is bent in the radial direction and is located with the possibility of interaction with olnitelnym cam movable coupling half.

Эта муфта проста по конструкции, однако ее функциональные возможности ограничены: выключение муфты происходит только в режиме обгона и невозможно ее принудительное выключение. This clutch is simple in design, but its functionality is limited: the clutch is turned off only in the overtaking mode and it cannot be forced to turn off.

В связи с невозможностью выключения муфты прототипа под нагрузкой ее нельзя использовать в коробках передач транспортных средств и металлорежущимх станков, в которых возникает необходимость выключения их на ходу. Due to the inability to turn off the prototype clutch under load, it cannot be used in vehicle gearboxes and machine tools, in which it becomes necessary to turn them off on the go.

Изобретение направлено на расширение функциональных возможностей известной муфты путем обеспечения возможности ее принудительного выключения под нагрузкой. The invention is aimed at expanding the functionality of the known coupling by providing the possibility of its forced shutdown under load.

Решение этой задачи обеспечивается тем, что в известной муфте свободного хода, содержащей две полумуфты с кулачками сцепления и винтовыми выступами, расположенными на одной из полумуфт на внутренней поверхности, на другой на наружной поверхности, при этом одна из полумуфт связана со средством ее перемещения, и средство обеспечения плавного включения муфты, согласно изобретению плоскость контакта сопрягаемых кулачков наклонена к оси вращения муфты в сторону, противоположную наклону винтовых выступов полумуфт, кулачки сцепления одной из полумуфт размещены с возможностью ограниченного плавного поворота в окружном направлении относительно данной полумуфты, а наружные винтовые выступы выполнены на сухарях, установленных с возможностью радиального перемещения от привода и размещения их в одном из крайних положений на меньшем диаметре, чем внутренний диаметр винтовых выступов другой полумуфты. The solution to this problem is provided by the fact that in the known freewheel containing two coupling halves with clutch cams and screw protrusions located on one of the coupling halves on the inner surface, on the other on the outer surface, while one of the coupling halves is connected with the means of its movement, and means for ensuring smooth engagement of the coupling, according to the invention, the contact plane of the mating cams is inclined to the axis of rotation of the coupling in the direction opposite to the inclination of the screw protrusions of the coupling halves, the clutch cams of one and coupling halves are arranged for limited smooth rotation in the circumferential direction relative to this coupling part and the outer helical protrusions formed on breadcrumbs, are mounted for radial movement from the actuator and placing them in one of the extreme positions at a smaller diameter than the inner diameter helical protrusions other coupling half.

Целесообразно, средство обеспечения плавного включения муфты выполнить в виде кольца, установленного с возможностью поворота на неподвижной в осевом направлении полумуфте и подпружиненного относительно нее в окружном направлении пружиной сжатия, один конец которой связан с кольцом, а другой с полумуфтой, а кулачки сцепления этой полумуфты размещены на упомянутом кольце. It is advisable that the means of providing a smooth engagement of the coupling be made in the form of a ring mounted with the possibility of rotation on a half-coupling fixed in the axial direction and spring-loaded relative to it in the circumferential direction by a compression spring, one end of which is connected to the ring and the other to the coupling, and the clutch cams of this coupling on said ring.

Сухари размещены в выполненных в подвижной полумуфте направляющих пазах, при этом упомянутая полумуфта выполнена с наружным диаметром меньшим, чем внутренний диаметр винтовых выступов неподвижной полумуфты. Crackers are placed in guide grooves made in the movable coupling half, wherein said coupling coupling is made with an outer diameter smaller than the inner diameter of the screw protrusions of the fixed coupling half.

Целесообразно также привод радиального перемещения каждого сухаря выполнить в виде тяги, вала-шестерни с резьбовыми концами, связанными с выполненными на сухарях и полумуфте резьбами, подпружиненной рейки, находящейся в зацеплении с валом-шестерней и установленной с возможностью осевого перемещения относительно полумуфты посредством тяги, кинематически связанной со средством перемещения полумуфты. It is also advisable to drive the radial movement of each cracker in the form of traction, a pinion shaft with threaded ends associated with threads made on crackers and a half-coupling, a spring-mounted rack engaged with the pinion shaft and mounted axially moving relative to the coupling half by means of a kinematically traction associated with the means of moving the coupling half.

На фиг.1 изображена заявляемая муфта, поперечный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 узел I на фиг.1, (сухари с винтовыми выступами в исходном положении); на фиг.5 то же, положение сухарей в момент выключения муфты; на фиг.6 и 7 схемы взаимодействия кулачков прямобочных и с наклонными плоскостями контактов соответственно. Figure 1 shows the inventive coupling, a cross section; in Fig.2 a section aa in Fig. 1; in FIG. 3 section BB in figure 2; in Fig.4 node I in Fig.1, (crackers with screw protrusions in the initial position); figure 5 is the same, the position of the crackers at the time of switching off the clutch; Fig.6 and 7 of the interaction scheme of the cams straight and with inclined contact planes, respectively.

На валу 1 на подшипнике 2 установлена неподвижная полумуфта 3, снабженная кулачками сцепления 4 и внутренними винтовыми выступами 5, подвижная полумуфта 6 с кулачками сцепления 7 и наружными винтовыми выступами 8, выполненными на сухарях 9, размещенных с возможностью радиального перемещения в пазах 10, выполненных в полумуфте 6. On the shaft 1 on the bearing 2, a fixed coupling half 3 is installed, equipped with clutch cams 4 and internal screw protrusions 5, a movable coupling half 6 with clutch cams 7 and external screw protrusions 8, made on crackers 9, arranged for radial movement in grooves 10 made in coupling half 6.

Поводковая втулка 11 с рычагом 12 связана с подвижной полумуфтой 6 тягами 13, Между втулкой 11 и полумуфтой 6 установлена пружина сжатия 14. На полумуфте 3 с возможностью окружного поворота размещено кольцо 15, связанное с полумуфтой 3 пружинами 16, закрепленными в тарелках 17, установленных на осях 18 и 19, при этом ось 19 закреплена на полумуфте 3, а ось 18 на кольце 15. The driving sleeve 11 with a lever 12 is connected to the movable coupling half 6 by rods 13. A compression spring 14 is installed between the coupling sleeve 11 and the coupling half 6. A ring 15 is placed with the possibility of circumferential rotation 3, connected to the coupling half 3 by springs 16 mounted in plates 17 mounted on axes 18 and 19, while the axis 19 is fixed on the coupling half 3, and the axis 18 on the ring 15.

Осевое смещение кольца 15 предотвращают винты 20, расположенные в окружных пазах 21 кольца 15. Пружины 16 размещены в кольцевом канале 22, образованном полуканалами в кольце 15 и полумуфте 3. The axial displacement of the ring 15 is prevented by the screws 20 located in the circumferential grooves 21 of the ring 15. The springs 16 are placed in the annular channel 22 formed by half-channels in the ring 15 and the coupling half 3.

Каждый из сухарей 9 связан с приводом их радиального перемещения через вал-шестерню 23 с резьбовыми концами 24, свинченными с выполненными на сухарях 9 и полумуфте 6 резьбами. Вал-шестерня 23 находится в зацеплении с подпружиненной пружиной 25 рейкой 26, которая связана с тягой 27, жестко соединенной с фланцем 28. Последний связан с полумфтой 6 шлицевым соединением 29, а с поводковой втулкой 11 посредством тяг 13. Кулачки 7 полумуфты 6 выполнены на фланце 30, жестко закрепленном на полумуфте 6. Отверстия 31 выполнены во фланце 30 для прохода тяг 13 при движении поводковой втулки 11. Плоскости 32 и 33 контакта сопрягаемых кулачков 4 и 7 соответственно выполнены наклонными в сторону, противоположную наклону винтовых выступов 5 и 8 полумуфты 3 и 6. Each of the crackers 9 is associated with a drive of their radial movement through the pinion shaft 23 with threaded ends 24 screwed with threads made on the crackers 9 and the coupling half 6. The gear shaft 23 is engaged with a spring-loaded spring 25 of the rack 26, which is connected to the rod 27, rigidly connected to the flange 28. The latter is connected to the coupling half 6 by a spline connection 29, and with the drive sleeve 11 by means of the rods 13. Cams 7 of the coupling half 6 are made on the flange 30, rigidly mounted on the coupling half 6. The holes 31 are made in the flange 30 for passage of the rods 13 during movement of the drive sleeve 11. The contact planes 32 and 33 of the mating cams 4 and 7 are respectively inclined to the side opposite to the inclination of the screw protrusions 5 and 8 of the floor ufty 3 and 6.

Муфта работает следующим образом. The coupling operates as follows.

При вращении вала 1 вращаются установленные на его шлицах подвижная полумуфта 6 и поводковая втулка 11. Полумуфта 3, сидящая на подшипнике 2, неподвижна. Муфта находится в выключенном состоянии. Для включения муфты рычагом 12 поводковую втулку 11 перемещают вдоль вала 1, сжимая при этом пружину 14, которая, воздействуя на подвижную полумуфту 6, перемещает ее до соприкосновения винтовых выступов 8 сухарей 9 с винтовыми выступами 5 полумуфты 3 и за счет свинчивания этой винтовой пары подвижная полумуфта 6 перемещается вдоль вала 1 до соприкосновения сцепных кулачков 4 подпружиненного кольца 15 с кулачками 7 фланца 3, полумуфты 6, после чего кольцо 15 приходит в окружное движение, сжимая пружину 16. When the shaft 1 rotates, the movable coupling half 6 and the drive sleeve 11 mounted on its slots rotate. The coupling half 3 sitting on the bearing 2 is stationary. The clutch is off. To turn on the clutch with a lever 12, the drive sleeve 11 is moved along the shaft 1, compressing the spring 14, which, acting on the movable coupling half 6, moves it until the screw protrusions 8 of the crackers 9 come in contact with the screw protrusions 5 of the coupling half 3 and, due to the screwing of this screw pair, the movable The coupling half 6 moves along the shaft 1 until the coupling cams 4 of the spring-loaded ring 15 come into contact with the cams 7 of the flange 3, the coupling half 6, after which the ring 15 comes into circumferential motion, compressing the spring 16.

Усилие, получаемое кольцом 15 от фланца 3, через оси 18, пружины 16 и оси 19, передается полумуфте 3 и, когда пружины 16 преодолеют сопротивление, оказываемое полумуфтой 3, последняя начнет вращаться. Кулачки 4 и 7 с наклонными контактными плоскостями зафиксированы в положении контакта от осевого перемещения винтовым соединением полумуфт 3 и 6 и передают крутящий момент. Муфта включена. The force received by the ring 15 from the flange 3, through the axis 18, the spring 16 and the axis 19, is transmitted to the coupling half 3, and when the springs 16 overcome the resistance exerted by the coupling half 3, the latter will begin to rotate. Cams 4 and 7 with inclined contact planes are fixed in the contact position from axial movement by screw connection of coupling halves 3 and 6 and transmit torque. The clutch is on.

При наступлении режима обгона, когда полумуфта 3 получит большую скорость вращения, чем полумуфта 6, то последняя начнет свинчиваться и будет двигаться вдоль вала 1, сжимая пружину 14 до тех пор, пока не произойдет расцепление кулачков 4 и 7. Муфта выключена. Но, оставаясь поджатой пружиной 14 к полумуфте 3, полумуфта 6 снова свинтится с ней и произойдет повторное включение муфты, если скорость вращения полумуфты 3 станет меньше скорости вращения полумуфты 6. Таким образом, муфта работает в обгонном и автоматическом режиме. When the overtaking mode occurs, when the coupling half 3 receives a higher rotation speed than the coupling half 6, the latter will begin to be screwed up and will move along the shaft 1, compressing the spring 14 until the cams 4 and 7 disengage. The coupling is turned off. But, remaining pressed by the spring 14 to the coupling half 3, the coupling half 6 will unscrew with it again and the coupling will reactivate if the rotation speed of the coupling half 3 becomes lower than the rotation speed of the coupling half 6. Thus, the coupling operates in a freewheeling and automatic mode.

Принудительное выключение муфты производится следующим образом. Forced shutdown of the coupling is as follows.

Рычагом 12 через втулку 11 и тяги 13 фланец 28 отводится по шлицевому соединению 29 от полумуфты 6 и перемещает связанные с ним рейки 24, сжимая пружину 25. Рейки 24 вращают связанные с ним вал-шестерни 23, которые ввинчиваются резьбовыми концами 24 в полумуфту 6 и в сухарь 9, втягивая последний в паз 10 полумуфты 6 и разъединяя винтовые выступы 5 и 8. Лишенная осевой опоры полумуфта 6 под действием рычага 12 и осевой составляющей окружного усилия в плоскостях контакта кулачков 7 и 4 разъединяется с полумуфтой 3 и выходит на исходное положение. Муфта выключена. Lever 12 through the sleeve 11 and the rod 13, the flange 28 is diverted along the splined connection 29 from the coupling half 6 and moves the associated racks 24, compressing the spring 25. The rails 24 rotate the gear shaft 23 connected to it, which are screwed by the threaded ends 24 into the coupling half 6 and into the cracker 9, pulling the latter into the groove 10 of the coupling half 6 and disconnecting the screw protrusions 5 and 8. Deprived of the axial support of the coupling half 6 under the action of the lever 12 and the axial component of the circumferential force in the contact planes of the cams 7 and 4 is disconnected from the coupling half 3 and returns to its original position. The clutch is off.

Муфта свободного хода, элементами сцепления которой служат кулачки, по сравнению с муфтой прототипом обладает расширенными функциональными возможностями: может работать не только в обгонном и автоматическом режимах, но и имеет возможность принудительного выключения под нагрузкой, что стало возможным благодаря сочетанию винтового средства включения муфты с "утопающей" резьбой и наклонных контактных плоскостей сцепных кулачков, наклоненных в обратную сторону по отношению к наклону винтовых выступов, что делает возможным и в значительной степени облегчает принудительный вывод сцепных кулачков из зацепления и выключение муфты. The freewheel, the clutch elements of which are the cams, in comparison with the prototype clutch has expanded functionality: it can work not only in overtaking and automatic modes, but also has the ability to force shutdown under load, which was made possible by combining the screw means of engaging the clutch with " buried "thread and inclined contact planes of the coupling cams, inclined in the opposite direction with respect to the inclination of the screw protrusions, which makes it possible and significantly This degree facilitates the forced disengagement of the clutch cams and the disengagement of the clutch.

Благодаря этим свойствам муфта может найти широкое применение в коробках скоростей как станков, так и транспортных средств тракторов и автомобилей. Due to these properties, the clutch can be widely used in the gearboxes of both machine tools and vehicles of tractors and automobiles.

Claims

1. Freewheel clutch, comprising two coupling halves with clutch cams and screw protrusions located on one of the coupling halves on the inner surface, on the other on the outer surface, while one of the coupling halves is associated with a means of moving it, and means for ensuring smooth engagement of the coupling, characterized in that the contact plane of the mating cams is inclined to the axis of rotation of the coupling in the direction opposite to the inclination of the screw protrusions of the half couplings, the clutch cams of one of the half couplings are placed with the possibility of a limited vnogo rotation in the circumferential direction relative to this coupling part and the outer helical protrusions formed on breadcrumbs, are mounted for radial movement from the actuator and placing them in one of the extreme positions at a smaller diameter than the inner diameter helical protrusions other coupling half.

2. The clutch according to claim 1, characterized in that the means for smoothly turning on the clutch is made in the form of a ring mounted with the possibility of rotation on a half-coupling fixed in the axial direction and spring-loaded relative to it in the circumferential direction by a compression spring, one end of which is connected to the ring, and the other with a coupling half, and the clutch cams of this coupling half are placed on the said ring.

3. The coupling according to claim 1, characterized in that the crackers are placed in guide grooves made in the movable coupling half, said coupling half having an outer diameter smaller than the inner diameter of the screw protrusions of the stationary coupling half.

4. The coupling according to claims 1 to 3, characterized in that the drive for radial movement of each cracker is made in the form of traction, a gear shaft with threaded ends associated with threads made on crackers and a half coupling, a spring-loaded rack engaged with the pinion shaft and installed with the possibility of axial movement relative to the coupling half by means of a thrust kinematically associated with the coupling coupling moving means.