RU2229630C2 - Eccentric high-torque overrunning clutch - Google Patents
Eccentric high-torque overrunning clutch Download PDFInfo
- Publication number
- RU2229630C2 RU2229630C2 RU2002108319/11A RU2002108319A RU2229630C2 RU 2229630 C2 RU2229630 C2 RU 2229630C2 RU 2002108319/11 A RU2002108319/11 A RU 2002108319/11A RU 2002108319 A RU2002108319 A RU 2002108319A RU 2229630 C2 RU2229630 C2 RU 2229630C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- disk
- holder
- roller
- satellite
- eccentric
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- One-Way And Automatic Clutches, And Combinations Of Different Clutches (AREA)
- Retarders (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, муфта предназначена для соединения валов при передаче большой мощности и высокой частоте включения и может работать как реверсивная обгонная, например, в высоко-моментных вариаторах.The invention relates to mechanical engineering, the coupling is designed to connect shafts when transmitting high power and a high switching frequency and can operate as a reverse overtaking, for example, in high-torque variators.
Известны фрикционные обгонные муфты, в которых момент передается силами трения [1], при этом контактные нагрузки между деталями фрикционной пары превосходят полезные касательные силы более чем в 10 раз, что является препятствием к использованию таких типов муфт при высокой частоте включения и передаче больших мощностей, например, в вариаторах [2].Known friction overrunning clutches in which the moment is transmitted by friction forces [1], while the contact loads between the parts of the friction pair exceed the useful tangential forces by more than 10 times, which is an obstacle to the use of these types of couplings at a high switching frequency and transmission of high powers, for example, in variators [2].
Примем за прототип наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату эксцентриковую обгонную муфту [3]. Она содержит ведущую полумуфту с ведущим валом, с жестко закрепленной на этом валу обоймой, выполненной в виде кольца с наружной и внутренней цилиндрическими поверхностями, с размещенным внутри обоймы роликом, связанным, например, крестовой шайбой с ведущим валом с возможностью относительного поступательного перемещения, содержит также ведомую полумуфту с ведомым валом, выполненным с эксцентриком, и с охватывающим эксцентрик и обойму стаканом, имеющую подпружиненный относительно ведомого вала клин, при этом ролик и обойма образуют вращательные пары соответственно с эксцентриком и стаканом, а клин размещен между роликом и обоймой.We take for the prototype the closest in technical essence and the achieved result eccentric overrunning clutch [3]. It contains a leading coupling half with a drive shaft, with a cage rigidly fixed to this shaft, made in the form of a ring with outer and inner cylindrical surfaces, with a roller placed inside the cage, connected, for example, with a cross washer with a drive shaft with relative translational movement, also contains driven half-coupling with driven shaft made with an eccentric, and with a cup covering the eccentric and holder, having a wedge spring-loaded relative to the driven shaft, while the roller and the holder form a rotation atelnye pairs respectively with an eccentric and a glass, and the wedge is disposed between the roller and the cage.
Признаки известной муфты (прототипа), совпадающие с заявляемой эксцентриковой высокомоментной обгонной муфтой, следующие. Она содержит ведущую полумуфту с ведущим валом, с выполненной в виде кольца с наружной и внутренней цилиндрическими поверхностями обоймой, с размещенным внутри обоймы роликом, кинематически связанным с ведущим валом, содержит также ведомую полумуфту с ведомым валом, выполненным с эксцентриком и с охватывающим эксцентрик и обойму стаканом, имеющую подпружиненный относительно ведомого вала клин, при этом ролик и обойма образуют вращательные пары соответственно с эксцентриком и стаканом, а клин размещен между роликом и обоймой.The signs of the known clutch (prototype), coinciding with the claimed eccentric high-torque overrunning clutch, the following. It contains a leading coupling half with a drive shaft, with a cage made in the form of a ring with outer and inner cylindrical surfaces, with a roller placed inside the cage kinematically connected with the drive shaft, and also contains a driven coupling half with a driven shaft made with an eccentric and covering the eccentric and the cage a glass having a wedge spring-loaded relative to the driven shaft, wherein the roller and the cage form rotational pairs with the eccentric and the glass, respectively, and the wedge is placed between the roller and the cage.
В известной муфте из-за зазоров в кинематической цепи, связывающей ролик с ведущим валом, и жесткого соединения обоймы с этим валом имеется место запаздывание перемещения ролика относительно обоймы как при заклинивании муфты (начальная фаза передачи момента), так и при расклинивании муфты (начальная фаза обгона), что увеличивает углы срабатывания и расклинивания муфты, а также повышает момент расклинивания. Это ограничивает частоту включения и уменьшает КПД муфты.In the known clutch, due to gaps in the kinematic chain connecting the roller to the drive shaft and rigid connection of the cage with this shaft, there is a delay in the movement of the roller relative to the cage both when the coupling is jammed (the initial phase of torque transmission) and when the coupling is wedged (initial phase overtaking), which increases the angles of operation and wedging of the coupling, and also increases the moment of wedging. This limits the switching frequency and reduces the coupling efficiency.
Цель предлагаемого изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик, а также повышение КПД.The purpose of the invention is the improvement of operational characteristics, as well as increasing efficiency.
Предлагаемая эксцентриковая высокомоментная обгонная муфта имеет следующие существенные признаки.The proposed eccentric high-torque overrunning clutch has the following essential features.
Она содержит ведущую полумуфту с ведущим валом, со смонтированными с возможностью вращения относительного ведущего вала сателлитом, диском и выполненной в виде кольца с наружной и внутренней цилиндрическими поверхностями обоймой, и с размещенным внутри обоймы роликом, содержит также ведомую полумуфту с ведомым валом, выполненным с эксцентриком и с охватывающим эксцентрик и обойму стаканом, имеющую подпружиненный относительно ведомого вала клин, при этом ролик и обойма образуют вращательные пары соответственно с эксцентриком и стаканом, клин размещен между роликом и обоймой, сателлит контактирует с обоймой и диском с возможностью передачи вращения последним при повороте ведущего вала, а диск связан, например крестовой шайбой, с роликом с возможностью относительного поступательного перемещения.It contains a leading coupling half with a drive shaft, with a satellite mounted with the possibility of rotation of the relative driving shaft, a disk and a cage made in the form of a ring with outer and inner cylindrical surfaces, and with a roller placed inside the cage, it also contains a driven coupling half with a driven shaft made with an eccentric and with a glass enclosing the eccentric and the cage having a wedge spring-loaded relative to the driven shaft, the roller and cage form rotational pairs with the eccentric and the glass, respectively m, the wedge is placed between the roller and cage, Sat is contacted with a holder and the disk to transmit rotation of the latter when turning the drive shaft and the drive is connected, for example cross-washer, with a roller, with relative translational movement.
Указанные признаки дополняются следующими.These signs are supplemented by the following.
На цилиндрической обойме и диске выполнены зубчатые венцы, а сателлит изготовлен в виде шестерни, сцепленной с зубчатыми венцами.Toothed rims are made on a cylindrical cage and a disk, and the satellite is made in the form of a gear coupled to gear rims.
На цилиндрической обойме и диске выполнены пальцы, а в сателлите пазы с вставленными в них пальцами.Fingers are made on the cylindrical cage and the disk, and in the satellite grooves with the fingers inserted into them.
Отличительными от прототипа признаками изобретения являются следующие. Предлагаемая высокомоментная обгонная муфта снабжена с возможностью вращения относительного ведущего вала сателлитом и диском, при этом сателлит контактирует с обоймой и диском с возможностью передачи вращения последним при повороте ведущего вала, а диск связан, например крестовой шайбой, с роликом с возможностью относительного поступательного перемещения.Distinctive features of the prototype features of the invention are the following. The proposed high-torque overrunning clutch is provided with the possibility of rotation of the relative drive shaft by a satellite and a disk, while the satellite is in contact with the cage and disk with the possibility of transmitting rotation by the latter when the drive shaft is rotated, and the disk is connected, for example, with a cross washer, to a roller with the possibility of relative translational movement.
На фиг.1 и 2 представлен общий вид эксцентриковой высокомоментной обгонной муфты, на фиг.3-5 - варианты исполнения.In Fig.1 and 2 presents a General view of the eccentric high-torque overrunning clutch, Fig.3-5 - options for execution.
Эксцентриковая высокомоментная обгонная муфта (фиг.1 и 2) содержит ведущий 1 и ведомый 2 валы, относящиеся соответственно к ведущей и ведомой полумуфтам. На ведущем валу с возможностью вращения установлен диск 3, а на фланце 4 этого вала с возможностью вращения посажен сателлит 5, выполненный в виде шестерни. На лысках 6 диска смонтирована с возможностью перемещения перпендикулярно оси ведущего вала крестовая шайба 7, имеющая перпендикулярные лыскам два паза 8. Совместно с ведомым валом 2 выполнен эксцентрик 9 (е - эксцентриситет) и стакан 10 с внутренней цилиндрической поверхностью 11. Внутри стакана с возможностью вращения установлена обойма 12 с наружной 13 и внутренней 14 цилиндрическими поверхностями. На эксцентрик с возможностью вращения посажен ролик 15, несущий контактирующие с пазами 8 диска две шпонки 16. На ролик 15 посажен выполненный в виде шайбы с двумя выступами 17 клин 18, связанный пружинами растяжения 19 с упором 20, смонтированным на ведомом валу. На диске 3 и обойме 12 выполнены зубчатые венцы 21 и 22, сцепленные с сателлитом. Ведущий и ведомый валы центрируются относительно друг друга и фиксируются в осевом направлении с помощью соединенной со стаканом крышки 23. Для реверса муфты предусмотрена возможность поворота упора 20 от рукоятки реверса 24, перемещающей отводку 25 вдоль ведомого вала, в котором выполнен винтовой паз 26, взаимодействующий с штифтом 27 отводки. Отводка снабжена пальцем 28, вставленным в отверстие на несущем упор рычаге 29, посаженном с возможностью поворота на ведомом валу.The eccentric high-torque overrunning clutch (Figs. 1 and 2) contains the leading 1 and driven 2 shafts, respectively, related to the driving and driven half-couplings. A
Муфта работает следующим образом (фиг.1 и 2, [4]). Клин 18 прижат одним выступом 17 к цилиндрической поверхности 14 обоймы 12 пружиной 19. При приложении внешнего момента М к ведущему валу 1 вал будет поворачиваться вместе с сателлитом 5 в направлении этого момента, при этом сателлит повернет диск 3 и обойму 12 в том же направлении, а диск посредством крестовой шайбы - ролик 15, который совместно с обоймой силами трения затянет клин между обоймой и роликом, что создаст условия для поворота нагруженного моментом сопротивления ведомого вала (рабочий ход). При обратном направлении вращения ведущего вала передача вращения ведомому валу не будет (обгон), т.к. силы трения, действующие на клин, будут выталкивать его из зазора между роликом и обоймой. Для изменения направления передачи момента (реверс) следует перемещением рукоятки реверса 24 повернуть относительно ведомого вала рычаг 29, при этом на клин будет действовать другая пружина 19 и он повернется относительно ролика, прижимаясь к обойме другим выступом.The clutch operates as follows (figures 1 and 2, [4]). The
На фиг.3 и 4 дан вариант предлагаемой нереверсивной муфты (упор 20 жестко закреплен на ведомом валу), в которой сателлит 5 выполнен в виде цилиндрической шайбы с двумя пазами 30 и 31, а на обойме 12 и диске 3 выполнены вставленные в эти пазы пальцы 32 и 33, сателлит подпружинен относительно фланца 4 пластинчатой пружиной 34, которая возвращает сателлит в исходное положение при отсутствии нагрузки, что имеет место при обгоне. На фиг.5 сателлит снабжен цилиндрическим 35 и эвольвентным 36 выступами, контактирующими с пазами обоймы и диска.Figures 3 and 4 show a variant of the proposed non-reversible coupling (the
Предлагаемая конструкция обеспечивает дифференциальную связь обоймы и ролика с ведущим валом посредством сателлита. Моменты, передаваемые от сателлита на ролик и обойму, действуют одновременно, что обеспечивает выполнение поставленной цели. Соотношение между этими моментами зависит от параметров муфты (см. фиг.4).The proposed design provides differential connection of the cage and the roller with the drive shaft through the satellite. The moments transmitted from the satellite to the roller and clip act simultaneously, which ensures the achievement of the goal. The ratio between these moments depends on the parameters of the coupling (see figure 4).
Условие равновесия сателлита: РН0=P1H1+Р4Н4, Р=P1+P4; условия равновесия ролика и обоймы в начальной фазе обгона:Satellite equilibrium condition: PH 0 = P 1 H 1 + P 4 H 4 , P = P 1 + P 4 ; equilibrium conditions for the roller and the clip in the initial phase of overtaking:
nP1H1=FR1k; nР4Н4=FR4;nP 1 H 1 = FR 1 k; nP 4 H 4 = FR 4 ;
где F - сила трения от эксцентрика и стакана, k - коэффициент несоответствия моментов расклинивания для ролика и обоймы, а также учитывающий трение в крестовой шайбе, n - число сателлитов.where F is the friction force from the eccentric and the cup, k is the coefficient of mismatch of the wedging moments for the roller and cage, and also taking into account friction in the cross washer, n is the number of satellites.
Условия равновесия дают следующие соотношение геометрических параметров R1k/R4=(H1/H4)(H4-H0)/(H0-H1),The equilibrium conditions give the following ratio of geometric parameters R 1 k / R 4 = (H 1 / H 4 ) (H 4 -H 0 ) / (H 0 -H 1 ),
для сателлита, выполненного в виде шестерни (Н4-Н0)/(H0-H1)=1. Коэффициент k выбирается из условия минимизации момента расклинивания.for a satellite made in the form of a gear (H 4 -H 0 ) / (H 0 -H 1 ) = 1. The coefficient k is selected from the condition of minimizing the wedging moment.
Автор располагает муфтой, изготовленной по данной на фиг.3 и 4 схеме, в [4, 5] дан расчет параметров муфт предложенной конструкции.The author has a clutch made according to the scheme shown in Figs. 3 and 4; in [4, 5], the parameters of the couplings of the proposed design are calculated.
Источники информацииSources of information
1. А.Ф.Крайнев. Словарь-справочник по механизмам. - 2-е изд. - М.: Машиностроение. - 1987 (стр.408-411).1. A.F. Krainev. Dictionary reference to mechanisms. - 2nd ed. - M.: Mechanical Engineering. - 1987 (p. 408-411).
2. Патент РФ №2169870 С2, F 16 Н 29/08. Высокомоментный вариатор / Автор: Б.В.Пылаев. - Приор.: 14.05.1999.2. RF patent No. 2169870 C2, F 16 H 29/08. High torque variator / Author: B.V. Pylaev. - Prior: 05/14/1999.
3. А.А.Благонравов. Механические бесступенчатые передачи нефрикционного типа. - М.: Машиностроение, 1977.3. A.A. Blagonravov. Non-friction mechanical stepless gears. - M.: Mechanical Engineering, 1977.
4. Б.В.Пылаев. Эксцентриковая высокомоментная обгонная муфта / Диагностика, надежность и ремонт машин: Сб. научных трудов. - МГАУ им. В.П.Горячкина, 2001. С.81-89.4. B.V. Pylaev. Eccentric high-torque overrunning clutch / Diagnostics, reliability and machine repair: Sat. scientific works. - MGAU them. V.P. Goryachkina, 2001. P.81-89.
5. Б.В.Пылаев. Эксцентриковая высокомоментная обгонная муфта. // Вестник машиностроения. 2003. №9. С.9-12.5. B.V. Pylaev. Eccentric high-torque overrunning clutch. // Bulletin of mechanical engineering. 2003. No9. S.9-12.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002108319/11A RU2229630C2 (en) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | Eccentric high-torque overrunning clutch |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002108319/11A RU2229630C2 (en) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | Eccentric high-torque overrunning clutch |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002108319A RU2002108319A (en) | 2004-02-10 |
RU2229630C2 true RU2229630C2 (en) | 2004-05-27 |
Family
ID=32678435
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002108319/11A RU2229630C2 (en) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | Eccentric high-torque overrunning clutch |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2229630C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2782057C1 (en) * | 2022-01-13 | 2022-10-21 | Борис Васильевич Пылаев | Non-friction gear-cam clutch |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104405793B (en) * | 2014-11-30 | 2023-07-14 | 重庆泽田汽车部件有限责任公司 | Safety clutch |
-
2002
- 2002-04-03 RU RU2002108319/11A patent/RU2229630C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БЛАГОНРАВОВ А.А. Механические бесступенчатые передачи нефрикционного типа. - М.: Машиностроение, 1977. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2782057C1 (en) * | 2022-01-13 | 2022-10-21 | Борис Васильевич Пылаев | Non-friction gear-cam clutch |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2002108319A (en) | 2004-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2213281C2 (en) | Drive mechanism for infinitely variable transmission | |
AU2008215903B2 (en) | Locking differential including resilient disc means | |
JPH02271142A (en) | Frictional type continuously variable transmission | |
RU2484335C2 (en) | Variator | |
KR0185772B1 (en) | Continuously variable transmission | |
US4576056A (en) | Rotary assistance mechanism, particularly for vehicle steering | |
RU2229630C2 (en) | Eccentric high-torque overrunning clutch | |
JP2003166605A (en) | Planetary gear device | |
US8348038B2 (en) | Disk friction clutch apparatus using self-energizing effect | |
US5309781A (en) | Stepless speed change gear | |
RU2298711C2 (en) | Toothed free-wheel clutch | |
RU2353835C2 (en) | Toothed overrunning coupling | |
RU2353836C2 (en) | Reversing toothed overrunning coupling | |
US6960151B2 (en) | Toroidal continuously variable transmission | |
US3567000A (en) | Overrunning clutch coupling | |
RU2805647C1 (en) | V-chain variator pressure device | |
RU2229042C2 (en) | Safety friction torque-limiting clutch | |
JPH02113131A (en) | Clutch | |
RU2151928C1 (en) | Friction clutch | |
JP4839553B2 (en) | Friction roller transmission and friction roller transmission with motor | |
RU2669492C1 (en) | Two-speed automatic planetary transmission | |
SU1104329A1 (en) | Stepless intermittent gearing | |
SU1350424A1 (en) | Multiflow toothed-friction gearing | |
RU2210015C2 (en) | Stepless train engagement | |
SU1199674A1 (en) | Variable-speed drive |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050404 |