RU2093722C1

RU2093722C1 - Controllable clutch

Info

Publication number: RU2093722C1
Application number: RU95119687A
Authority: RU
Inventors: Борис Петрович Таланов
Original assignee: Борис Петрович Таланов
Priority date: 1995-11-22
Filing date: 1995-11-22
Publication date: 1997-10-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: coupling members of the clutch are made in the form of projections and spring loaded pins on rods with sock absorber. The rods are so disposed that one temporary coupling is ensured for not less than a half of rods with radial projections of other part of the clutch. EFFECT: enhanced reliability. 3 cl, 3 dwg

Description

Предложение относится к элементам обеспечения кинематической связи в различных кинематических цепях передачи рабочего движения. The proposal relates to elements for providing kinematic communication in various kinematic chains of transmission of labor movement.

Предложение может быть использовано для включения кинематической цепи, торможения и переключения в различных рабочих машинах: станках, автомашинах и других производственных агрегатах. The proposal can be used to include a kinematic chain, braking and shifting in various working machines: machine tools, cars and other production units.

Управляемые сцепные муфты выполняются различным образом: механические магнитные, фрикционные, которые также относятся к механическим. При этом каждый класс муфт как для сцепления для передачи рабочего движения, так и для торможения. Это зависит от крепления одной из соединяемых частей муфты. [1]
Классы муфт подробно рассмотрены в [2]
Известные сцепные управляемые муфты, части которых соединяются за счет трения в радиальных элементах соединения или по плоскости дисков [2]
Недостатками таких муфт следует считать:
энерговыделение за счет трения, что приводит к росту температуры и требует охлаждения,
интенсивный износ трущихся элементов соединения, что снижает их долговечность,
проскальзывание при соединении может достигать значительного угла, что не всегда возможно по условиям работы рабочей машины.Managed couplers are performed in various ways: mechanical magnetic, friction, which also relate to mechanical. At the same time, each class of couplings both for clutch for transmitting the working movement, and for braking. It depends on the fastening of one of the connected parts of the coupling. [one]
Coupling classes are discussed in detail in [2]
Known coupled controlled couplings, parts of which are connected due to friction in the radial elements of the connection or along the plane of the discs [2]
The disadvantages of such couplings should be considered:
energy release due to friction, which leads to an increase in temperature and requires cooling,
intensive wear of the rubbing elements of the connection, which reduces their durability,
slippage during connection can reach a significant angle, which is not always possible according to the operating conditions of the working machine.

Известна управляемая сцепная муфта, содержащая соединенную в угловом направлении и свободно установленную на валу части, элементы соединения на указанных частях, и привод взаимного перемещения элементов соединения, причем элементы соединения выполнены в виде кулачков с пазами и выступами, которые сопрягаются при соединении муфты [2]
Недостатками такой муфты следует считать:
невозможность соединения муфты в неподвижном состоянии, т.к. выступающий кулачек упрется с большой степенью вероятности в выступающий кулачек ответной части,
большие сложности соединения при вращении одной из частей с повышенной скоростью, т.к. момент совпадения впадины и выступа кулачка с учетом зазора очень мал по времени,
при включении будет наблюдаться удар первого рода, который представляется графически ступенчатым приложением нагрузки, что приведет к перегрузке всех элементов кинематической цепи с возможным разрушением их.Known controlled coupler containing the connected in an angular direction and freely mounted on the shaft parts, the connection elements on these parts, and the drive mutual movement of the connection elements, and the connection elements are made in the form of cams with grooves and protrusions that mate when connecting the coupling [2]
The disadvantages of this coupling should be considered:
the inability to connect the coupling in a stationary state, because the protruding fist will abut with a high degree of probability into the protruding fist of the counterpart,
great complexity of the connection when rotating one of the parts with increased speed, because the moment of coincidence of the depression and protrusion of the cam, taking into account the gap, is very small in time,
when turned on, a shock of the first kind will be observed, which seems to be a graphically stepwise application of the load, which will lead to an overload of all elements of the kinematic chain with a possible destruction of them.

Задачей предложения является устранение указанных недостатков, а именно:
включение при значительных скоростях,
включение при неподвижном положении частей муфты,
амортизация ударной нагрузки при включении муфты.The objective of the proposal is to address these shortcomings, namely:
inclusion at significant speeds,
the inclusion of the stationary parts of the coupling,
shock absorption at clutch engagement.

Поставленная задача достигается тем, что элементы соединения выполнены в виде размещенных на различных частях радиальных выступов и подпружиненных штырей на радиальных штангах, причем штанги оснащены амортизаторами, а взаимное расположение выступов и штырей обеспечивает одновременное сцепление не менее половины указанных, элементов, причем это достигается равномерным размещением выступов по углу и размещение штырей двумя группами, каждая из которых расположена через двойной угол выступов, а сами группы сдвинуты относительно друг друга на половину угла расположения выступов, при этом амортизаторы выполнены в виде плоских пружин, расположенных между радиальными штангами, а сами штанги соединены со ступицей шарнирно посредством оси. The task is achieved in that the connection elements are made in the form of radial protrusions placed on different parts and spring-loaded pins on the radial rods, the rods are equipped with shock absorbers, and the mutual arrangement of the protrusions and pins provides simultaneous adhesion of at least half of these elements, and this is achieved by uniform distribution the protrusions in the corner and the placement of the pins in two groups, each of which is located through the double angle of the protrusions, and the groups themselves are shifted relative to each other uga by half the angle of the protrusions, while the shock absorbers are made in the form of flat springs located between the radial rods, and the rods themselves are connected to the hub pivotally through the axis.

На фиг. 1 и 3 упрощенно представлена управляемая сцепная муфта. In FIG. 1 and 3, a controllable coupler is simplified.

На фиг. 1 представлен вид сбоку на муфту при ее отсоединенном положении; на фиг. 2 вид по А-А на части муфты, которая свободно сопряжена с валом в угловом направлении; на фиг. 3 вид по Б-Б на части муфты, которая соединена в угловом направлении. In FIG. 1 is a side view of a coupling in its disconnected position; in FIG. 2 is a view along AA on a part of a coupling that is freely mated to the shaft in an angular direction; in FIG. 3 is a view along BB on the part of the coupling, which is connected in an angular direction.

Муфта содержит часть 1, которая соединена с валом 2 шпоночным соединением или шлицевым. Часть 1 способна перемещаться от привода 3 вдоль вала. Показан только выходной элемент привода 3, часть 1 имеет ступицу 4, на которой закреплена шестерня 5 с широким зубом, который обеспечивает ее зацепление с шестерней 6 кинематической цепи. Часть 1 снабжена штангами 7 со штырями 8, которые имеют пружину 9 и упор 10. Штанги 7 соединены со ступицей 4 шарнирно через ось 11, а между штангами 7 размещены плоские пружины 12, которые закреплены на ступице 4 удерживают штангу 7 в ее расчетном положении. Показано 4 штанги 7 и они расположены попарно через 180^o, а каждая пара сдвинута на 45^o. Каждая пара штанг 7 образует группу. Таким образом, показаны две группы, которые сдвинуты на 45^o между собой. Вторая часть муфты 13 свободно соединена с валом 2 м способна оставаться неподвижной при вращении вала 2. Часть 13 имеет шестерню 14, которая соединена с кинематической цепью шестерней 15. Вал 2 имеет упор 16. На части 13 выполнены выступы 17, которые равномерно расположены по окружности (через 90^o в данном случае).The coupling comprises a part 1, which is connected to the shaft 2 by a key or spline connection. Part 1 is able to move from the actuator 3 along the shaft. Only the output element of the drive 3 is shown, part 1 has a hub 4 on which a gear 5 with a wide tooth is fixed, which ensures its engagement with the gear 6 of the kinematic chain. Part 1 is equipped with rods 7 with pins 8, which have a spring 9 and a stop 10. The rods 7 are pivotally connected to the hub 4 through the axis 11, and flat springs 12 are placed between the rods 7, which are fixed on the hub 4 and hold the rod 7 in its calculated position. Shown 4 rods 7 and they are arranged in pairs through 180 ^o , and each pair is shifted by 45 ^o . Each pair of rods 7 forms a group. Thus, two groups are shown which are shifted by 45 ^{o with} each other. The second part of the clutch 13 is freely connected to the shaft 2 m is able to remain stationary during rotation of the shaft 2. Part 13 has a gear 14, which is connected to the kinematic chain of the gear 15. The shaft 2 has a stop 16. On the part 13 there are protrusions 17 that are evenly spaced around the circumference (through 90 ^o in this case).

Действует муфта следующим образом. The coupling operates as follows.

Для включения муфты приводом 3 перемешают часть 1 вправо в направлении к части 13. При этом какая-либо группа штырей 8 попадает между выступами 17. Это произойдет и при неподвижном вале 2 и при его вращении. To turn on the clutch, the drive 3 will mix part 1 to the right in the direction of part 13. In this case, a group of pins 8 falls between the projections 17. This will happen when the shaft 2 is stationary and when it rotates.

Другая группа штырей 8 либо также попадает между выступами 17, либо упрется в них и утопится, преодолевая пружину 9. Если вал 2 подвижен, то и вторая группа штырей 8 западет между выступами 17, однако момент будет передаваться одной группой штырей 8. При отключении муфты ее часть 1 подается приводом 3 влево и штыри 8 группы, которая находится в зацеплении выходят из контакта с выступами 17 и часть 13 перестает передавать рабочий момент на шестерню 15. Another group of pins 8 either falls between the protrusions 17, or rests against them and drowns, breaking the spring 9. If the shaft 2 is movable, then the second group of pins 8 will travel between the protrusions 17, however, the moment will be transmitted by one group of pins 8. When the clutch is disconnected its part 1 is fed by the drive 3 to the left and the pins 8 of the group, which is meshed, come out of contact with the protrusions 17 and part 13 ceases to transmit the working moment to the gear 15.

Необходимо сделать следующие замечания. The following points should be made.

1. Представлен случай, когда муфта разрывает кинематическую цепь между шестернями 6 и 15, однако, возможно использование муфты и для торможения. В этом случае часть 13 закрепляется на корпусе рабочей машины. 1. A case is presented where the clutch breaks the kinematic chain between gears 6 and 15, however, the clutch can also be used for braking. In this case, part 13 is fixed to the housing of the working machine.

2. При зацеплении на ходу будет срабатывать амортизатор: после контакта группы штырей с выступами 17 момент инерции будет погашен за счет изгиба плоских пружин 12. Если момент инерции велик, то в контакт с выступами 17 войдет на короткое время вторая группа штырей и передаваемый момент резко возрастет. 2. When the gear engages on the fly, the shock absorber will be activated: after the contact of the group of pins with the protrusions 17, the moment of inertia will be extinguished due to the bending of the flat springs 12. If the moment of inertia is large, then the second group of pins will come into contact with the protrusions 17 for a short time and the transmitted moment will sharply will increase.

3. Рационально в каждой группе иметь по три штыря 8, чтобы на вал 2 не передавался изгибающий момент. Вообще групп может быть более двух для передачи повышенных крутящих моментов. И в этом случае каждая группа штырей 8 должна иметь сдвиг относительно равномерно расположенных выступов 17, равный углу между выступами 17 деленному на число групп. 3. It is rational in each group to have three pins 8 so that bending moment is not transmitted to the shaft 2. In general, there can be more than two groups for transmitting increased torques. And in this case, each group of pins 8 should have a shift relatively evenly spaced protrusions 17, equal to the angle between the protrusions 17 divided by the number of groups.

Например, для 6 выступов 17 нужно две группы по три штыря в каждой группе. В каждой группе штыри размещены через 120^o, а группы сдвинуты между собой на 30^o. Это наиболее оптимальное размещение, т.к. будут передавать момент три штыря, которые размещены через 120^o.For example, for 6 protrusions 17 you need two groups of three pins in each group. In each group, the pins are placed through 120 ^o , and the groups are shifted to each other by 30 ^o . This is the most optimal placement, as three pins that are placed through 120 ^o will transmit the moment.

4. Муфта позволяет компенсировать несоосность валов, если соединяются соосные валы. Муфта также позволяет компенсировать осевое смещение валов во время работы. Плоские пружины 12 играют роль рессор и позволяют передавать значительные моменты с компенсацией колебания момента сопротивления на выходе рабочей машины, что очень важно для повышения надежности и долговечности рабочей машины. 4. The coupling allows you to compensate for misalignment of the shafts if the coaxial shafts are connected. The coupling also allows you to compensate for the axial displacement of the shafts during operation. Flat springs 12 play the role of springs and allow you to transmit significant moments with compensation for fluctuations in the moment of resistance at the output of the working machine, which is very important to increase the reliability and durability of the working machine.

Таким образом, техническое решение позволяет достигнуть все поставленные цели: включение на ходу и при неподвижном положении при амортизации ударной нагрузки. Thus, the technical solution allows you to achieve all your goals: inclusion on the go and in a stationary position with shock absorption.

5. В качестве амортизаторов могут быть использованы сами штанги 7. Однако это менее предпочтительное техническое эквивалентное решение, хотя и упрощает конструкцию. 5. The rods themselves can be used as shock absorbers 7. However, this is a less preferred technical equivalent solution, although it simplifies the design.

6. Штанги могут иметь ограничители углового перемещения, которые могут быть закреплены на ступице 4. 6. The rods may have angular displacement stops that can be fixed to the hub 4.

7. Для облегчения рассоединения частей муфты концы штырей 8 и боковые стороны выступов 17 могут быть выполнены с уклоном для муфт, которые предназначены для передачи значительных моментов и отсутствует возможность снижения рабочего момента на выходном звене машины. 7. To facilitate the disconnection of the coupling parts, the ends of the pins 8 and the sides of the protrusions 17 can be made with a slope for the couplings, which are designed to transmit significant moments and there is no possibility of reducing the working moment at the output link of the machine.

Таким образом, техническое решение позволяет достигнуть все поставленные цели, а именно:
производить включение при неподвижном состоянии частей муфты,
снижать ударную нагрузку при включении муфты как за счет амортизатора, так и за счет одновременного сцепления не менее половины штырей с выступами,
использовать муфту в различных рабочих машинах народного хозяйства.Thus, the technical solution allows to achieve all the goals, namely:
to engage when the coupling parts are stationary
to reduce the shock load when the clutch is turned on both due to the shock absorber and due to the simultaneous coupling of at least half of the pins with the protrusions,
use the clutch in various working machines of the national economy.

Claims

1. A controlled coupling coupling comprising angularly connected and freely mounted parts with connecting elements on said parts and a drive for mutual movement of parts with connecting elements, characterized in that the connecting elements are made in the form of radial protrusions and spring-loaded pins placed on different parts on radial rods with angular shock absorbers, and the mutual arrangement of the protrusions and pins provides simultaneous interaction of at least half of these elements.

2. The coupling according to claim 1, characterized in that the protrusions are evenly spaced along the corner, and the pins are arranged in two groups, in each of which the pins are placed through the double angles of the protrusions, and the groups are angled halfway between the protrusions.

3. The clutch according to claim 1, characterized in that the angular shock absorbers of the rods with pins are made in the form of flat springs that are mounted on the hub, and the rods are equipped with a swivel connection with the hub, made in the form of an axis on the hub and eyelets on the rod.