RU2305213C1

RU2305213C1 - Clutch

Info

Publication number: RU2305213C1
Application number: RU2006121272/11A
Authority: RU
Inventors: Андрей Александрович Ямпольский (RU); Андрей Александрович Ямпольский; Сергей Борисович Татаринов (RU); Сергей Борисович Татаринов
Original assignee: ФГУП "Центральное конструкторское бюро машиностроения"
Priority date: 2006-06-15
Filing date: 2006-06-15
Publication date: 2007-08-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: clutch comprises first clutch member that radially embraces the second clutch member. The female section of the first clutch member has the cylindrical bore whose longitudinal axis is parallel to the longitudinal axis of the primary shaft. The bore receives cylindrical pin for permitting rotation with respect to the axis of the bore. The face of the pin that faces the second clutch member has through radial groove. The second clutch member has cylindrical bore whose longitudinal axis is perpendicular to the longitudinal axis of the second shaft. The bore receives the cylindrical rod for permitting rotation around the axis of the bore. The end of the rod projecting out of the bore has flats for permitting the end to be set in the groove of the cylindrical pin and to reciprocate with respect to the pin parallel to the groove walls.

EFFECT: enhanced durability.

2 dwg

Description

Изобретение относится к невыключаемым муфтам, допускающим возможность относительного перемещения соединяемых валов во время эксплуатации. Изобретение может быть использовано в различных машинах (например, в грузоподъемных устройствах, механизмах станков и т.п.) преимущественно в составе силового механизма.The invention relates to non-disconnectable couplings, allowing the relative movement of the connected shafts during operation. The invention can be used in various machines (for example, in lifting devices, machine tools, etc.) mainly as part of the power mechanism.

Относительные смещения и перекосы продольных геометрических осей соединяемых валов возможны из-за неточностей изготовления и монтажа, а также из-за функционально необходимого во время работы относительного движения валов. Эти смещения могут быть компенсированы применением муфт соответствующего типа, например поводковых, характеризуемых малыми осевыми размерами.Relative displacements and distortions of the longitudinal geometric axes of the connected shafts are possible due to inaccuracies in manufacturing and installation, as well as due to the relative movement of the shafts functionally necessary during operation. These displacements can be compensated by the use of couplings of the appropriate type, for example pull-in couplings, characterized by small axial dimensions.

Как известно, поводковая муфта состоит из двух полумуфт, каждая из которых неподвижно соединена со своим валом, при этом на фланце одной полумуфты жестко закреплен палец (поводок), входящий в радиальный паз фланца второй полумуфты [Красковский Е.Я., Дружинин Ю.А., Филатова Е.М. Расчет и конструирование механизмов приборов и вычислительных систем: Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1991, с.429 (рис.24.5, а)].As you know, the drive coupling consists of two coupling halves, each of which is fixedly connected to its shaft, while on the flange of one coupling coupling is firmly fixed a finger (lead) that enters the radial groove of the flange of the second coupling coupling [Kraskovsky E.Ya., Druzhinin Yu.A. ., Filatova E.M. Calculation and design of mechanisms of devices and computing systems: Textbook. manual for universities. - 2nd ed., Revised. and add. - M.: Higher School, 1991, p. 429 (Fig. 24.5, a)].

Недостатками данной муфты, ограничивающими ее несущую способность, являются значительные контактные напряжения в подвижном силовом сопряжении пальца первой полумуфты со стенками паза второй полумуфты, обусловленные первоначальным контактом пальца и стенки в точке (при сферическом пальце) или по линии (при цилиндрическом пальце), а также значительные напряжения (изгибные в пальце и контактные в неподвижном силовом сопряжении пальца с первой полумуфтой), обусловленные консольной установкой пальца.The disadvantages of this coupling, limiting its bearing capacity, are significant contact stresses in the movable force mating of the finger of the first coupling half with the walls of the groove of the second coupling coupling, due to the initial contact of the finger and the wall at a point (with a spherical finger) or along the line (with a cylindrical finger), and significant stresses (bending in the finger and contact in the motionless force pairing of the finger with the first coupling half) due to the console installation of the finger.

Кроме того, допускаемый угол перекоса соединяемых валов при цилиндрическом пальце зависит от наличия зазора в соединении пальца с пазом, а увеличение зазора между пальцем и стенками паза ведет к образованию мертвого хода при изменении направления вращения, что не всегда является приемлемым. Увеличение же допускаемого угла перекоса валов путем выполнения пальца сферическим (шаровым) уменьшает несущую способность муфты этого типа.In addition, the permissible skew angle of the connected shafts with a cylindrical finger depends on the presence of a gap in the connection of the finger with the groove, and an increase in the gap between the finger and the walls of the groove leads to the formation of a deadlock when changing the direction of rotation, which is not always acceptable. An increase in the permissible skew angle of the shafts by making a finger spherical (ball) reduces the bearing capacity of this type of coupling.

Задача, решаемая изобретением, состоит в повышении несущей способности, износостойкости и компенсирующей способности поводковой муфты при радиальных, осевых и угловых смещениях продольных осей соединяемых валов, а также при произвольных сочетаниях указанных смещений.The problem solved by the invention is to increase the bearing capacity, wear resistance and compensating ability of the drive coupling with radial, axial and angular displacements of the longitudinal axes of the connected shafts, as well as with arbitrary combinations of these displacements.

Изобретение обеспечивает следующие, в частности, технические результаты:The invention provides the following, in particular, technical results:

во-первых, уменьшение (при заданной величине нагрузки) контактных напряжений в силовых сопряжениях элементов муфты;firstly, a decrease (at a given load value) of contact stresses in the power interfaces of the coupling elements;

во-вторых, уменьшение (при заданной величине нагрузки) изгибных напряжений в пальце;secondly, a decrease (at a given load value) of flexural stresses in the finger;

в-третьих, исключение взаимосвязи величины мертвого хода, образующегося при изменении направления вращения валов, и величины компенсируемого углового смещения продольных осей соединяемых валов, а также расширение диапазона указанных смещений.thirdly, the exclusion of the relationship between the magnitude of the backlash formed by changing the direction of rotation of the shafts, and the magnitude of the compensated angular displacement of the longitudinal axes of the connected shafts, as well as expanding the range of these displacements.

Сущность изобретения заключается в том, что в муфте, содержащей первую полумуфту, присоединяемую к концу первого вала и снабженную цилиндрическим пальцем, который предназначен для взаимодействия со второй полумуфтой, присоединяемой к концу второго вала, в отличие от прототипаThe essence of the invention lies in the fact that in the coupling containing the first coupling half attached to the end of the first shaft and provided with a cylindrical pin, which is designed to interact with the second coupling half attached to the end of the second shaft, in contrast to the prototype

первая полумуфта радиально охватывает вторую полумуфту;the first coupling half radially covers the second coupling half;

в охватывающей части первой полумуфты выполнена цилиндрическая расточка, продольная ось которой параллельна продольной оси первого вала с образованием двух диаметрально противоположных окон из нее, одно из которых обращено к оси первого вала, в указанную расточку вставлен цилиндрический палец с возможностью вращения относительно оси расточки, с торца пальца, обращенного ко второй полумуфте, выполнен сквозной радиальный паз;in the covering part of the first coupling half, a cylindrical bore is made, the longitudinal axis of which is parallel to the longitudinal axis of the first shaft with the formation of two diametrically opposite windows from it, one of which faces the axis of the first shaft, a cylindrical pin is inserted into the specified bore with the possibility of rotation relative to the axis of the bore, from the end a finger facing the second coupling half, a through radial groove is made;

во второй полумуфте выполнена цилиндрическая расточка, продольная ось которой перпендикулярна продольной оси второго вала, в указанную расточку вставлен цилиндрический стержень с возможностью вращения относительно оси расточки, на выступающем из этой расточки конце стержня выполнены лыски, обеспечивающие возможность введения этого конца в паз цилиндрического пальца и возможность его плоского движения относительно пальца параллельно стенкам паза.in the second half-sleeve, a cylindrical bore is made, the longitudinal axis of which is perpendicular to the longitudinal axis of the second shaft, a cylindrical rod is inserted into the specified bore with the possibility of rotation relative to the axis of the bore, flats are made on the end of the rod protruding from this bore, allowing this end to be inserted into the groove of the cylindrical finger and the possibility its plane motion relative to the finger parallel to the walls of the groove.

Изобретение (в частном случае выполнения полумуфт отдельно от соединяемых валов) поясняется чертежами, гдеThe invention (in the particular case of the implementation of the coupling halves separately from the connected shafts) is illustrated by drawings, where

фиг.1 - продольный (по оси соединяемых валов) разрез муфты;figure 1 is a longitudinal (along the axis of the connected shafts) section of the coupling;

фиг.2 - разрез по А-А.figure 2 is a section along aa.

Силовая поводковая муфта содержит полумуфту 1, закрепленную на конце вала 2, и полумуфту 3, закрепленную на конце вала 4, при этом полумуфта 1 радиально охватывает полумуфту 3.The power driving coupling includes a coupling half 1, mounted on the end of the shaft 2, and a coupling half 3, mounted on the end of the shaft 4, while the coupling half 1 radially covers the coupling 3.

В полумуфте 1 выполнены цилиндрическая расточка 8, ось которой параллельна оси вала 2, с образованием двух диаметрально противоположных окон из нее, причем окно 9 обращено к оси вала 2. В указанную расточку вставлен цилиндрический палец 7, выполненный с возможностью вращения относительно оси расточки 8. С торца пальца 7, обращенного к полумуфте 3, выполнен сквозной радиальный паз 11.In the coupling half 1, a cylindrical bore 8 is made, the axis of which is parallel to the axis of the shaft 2, with the formation of two diametrically opposite windows from it, with the window 9 facing the axis of the shaft 2. A cylindrical pin 7 is inserted into the said bore, made for rotation relative to the axis of the bore 8. From the end of the finger 7, facing the coupling half 3, a through radial groove 11 is made.

В охватываемой полумуфте 3 выполнена цилиндрическая расточка 6, ось которой перпендикулярна оси вала 4. В указанную расточку вставлена цилиндрическая часть стержня 5, выполненная с возможностью вращения относительно оси расточки 6. На выступающем из расточки 6 конце стержня 5 выполнены лыски 10, обеспечивающие возможность введения этого конца стержня 5 в паз 11 и возможность его плоского движения относительно пальца 7 параллельно стенкам паза 11.In the male coupling half 3, a cylindrical bore 6 is made, the axis of which is perpendicular to the axis of the shaft 4. A cylindrical part of the shaft 5 is inserted into the said bore, so that it can rotate relative to the axis of the bore 6. Flats 10 are made on the end of the shaft 5 protruding from the bore 6, enabling this the end of the rod 5 into the groove 11 and the possibility of its flat movement relative to the finger 7 parallel to the walls of the groove 11.

Для соединения вала 2 с валом 4, совместив просветы паза 11 и окна 9, вводят конец стержня 5 с лысками 10 в паз 11.To connect the shaft 2 with the shaft 4, combining the gaps of the groove 11 and the window 9, enter the end of the rod 5 with flats 10 in the groove 11.

При передаче крутящего момента от вала 2 к валу 4 (от полумуфты 1 к полумуфте 3) силовое сопряжение происходит по цилиндрическим поверхностям расточки 8 и пальца 7, по плоским поверхностям стенок паза 11 и лысок 10 конца стержня 5, по цилиндрическим поверхностям части стержня 5 и расточки 6. Это обеспечивает уменьшение контактных напряжений при передаче заданного крутящего момента и, соответственно, увеличение износостойкости. Кроме того, расположение цилиндрического пальца 7 в расточке 8 полумуфты 1 исключает изгибные напряжения в пальце 7.When transmitting torque from shaft 2 to shaft 4 (from half-coupling 1 to half-coupling 3), force mating occurs on the cylindrical surfaces of the bore 8 and pin 7, on the flat surfaces of the walls of the groove 11 and the flats 10 of the end of the shaft 5, along the cylindrical surfaces of the shaft 5 and boring 6. This provides a reduction in contact stresses during transmission of a given torque and, accordingly, an increase in wear resistance. In addition, the location of the cylindrical finger 7 in the bore 8 of the coupling half 1 eliminates the bending stresses in the finger 7.

Перемещение выступающего из расточки 6 конца стержня 5 по пазу 11 вдоль оси расточки 8 компенсирует осевое смещение валов 2 и 4.The movement of the protruding from the bore 6 end of the rod 5 along the groove 11 along the axis of the bore 8 compensates for the axial displacement of the shafts 2 and 4.

Перемещение выступающего из расточки 6 конца стержня 5 по пазу 11 перпендикулярно оси расточки 8 вместе с поворотом пальца 7 относительно оси расточки 8 компенсирует радиальное смещение валов 2 и 4. При этом наличие двух окон из расточки 8 увеличивает диапазон компенсируемых радиальных смещений.The movement of the end of the rod 5 protruding from the bore 6 along the groove 11 perpendicular to the axis of the bore 8 together with the rotation of the finger 7 relative to the axis of the bore 8 compensates for the radial displacement of the shafts 2 and 4. In this case, the presence of two windows from the bore 8 increases the range of compensated radial displacements.

Плоское смещение выступающего из расточки 6 конца стержня 5 в пазу 11 параллельно его стенкам вместе с поворотами пальца 7 относительно оси расточки 8 и стержня 5 относительно оси расточки 6 совместно компенсирует угловое смещение валов 2 и 4. При этом компенсация угловых смещений происходит без дополнительного образования мертвого хода при изменении направления вращения валов 2 и 4.The plane displacement of the end of the rod 5 protruding from the bore 6 into the groove 11 parallel to its walls together with the rotation of the finger 7 relative to the axis of the bore 8 and the rod 5 relative to the axis of the bore 6 jointly compensates for the angular displacement of the shafts 2 and 4. In this case, the compensation of angular displacements occurs without additional formation of dead stroke when changing the direction of rotation of the shafts 2 and 4.

Указанные относительные перемещения элементов муфты возможны как по отдельности, так и в любом сочетании.The indicated relative movements of the coupling elements are possible both individually and in any combination.

Claims

Power driving coupling containing a first coupling half, designed for fixed connection with the end of the first shaft and equipped with a cylindrical pin interacting with a second coupling coupling, designed for fixed connection with the end of the second shaft, characterized in that the first coupling half radially covers the second coupling half, in the covering part of the first the coupling halves are made cylindrical bore, the longitudinal axis of which is parallel to the longitudinal axis of the first shaft, with the formation of two diametrically opposite windows and of this bore, one of which faces the axis of the first shaft, a cylindrical pin is inserted into the specified bore with the possibility of rotation relative to the axis of the bore, and a through radial groove is made from the end of the finger facing the second half-coupling, a cylindrical boring is made in the second half-coupling, the longitudinal axis which is perpendicular to the longitudinal axis of the second shaft, a cylindrical rod is inserted into this boring with the possibility of rotation relative to the axis of the boring, and flats are made on the end of the rod protruding from the specified boring, providing the possibility of introducing this end into the groove of the cylindrical finger and the possibility of its flat movement relative to the finger parallel to the walls of the groove.