RU2446326C1

RU2446326C1 - Cross coupling

Info

Publication number: RU2446326C1
Application number: RU2010141263/11A
Authority: RU
Inventors: Николай Васильевич Галышкин (RU); Николай Васильевич Галышкин; Дмитрий Николаевич Галышкин (RU); Дмитрий Николаевич Галышкин
Priority date: 2010-10-07
Filing date: 2010-10-07
Publication date: 2012-03-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: said cross coupling comprises two half-couplings and idle floating element to transmit rotation furnished with mutually perpendicular grooves to mate with half-coupling ledges. Flutes directed along coupling lengthwise axis are made on half-coupling ledge lateral surfaces. Idle floating element is made up of a spider. Spider groove sidewalls are provided with radial flutes. Balls are fitted in aforesaid flutes of half-coupling and spider in assembly, at the points of their intersection. Flute surfaces mate with those of sai balls.

EFFECT: reduced loads on jointed shafts, longer life.

3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к соединительным устройствам приводов, предназначенных для передачи вращающего момента между валами.The invention relates to the field of engineering, in particular to connecting devices of drives designed to transmit torque between the shafts.

Известна крестовая муфта, содержащая две полумуфты и промежуточный элемент, выполненный в виде вкладыша, имеющего форму параллелепипеда. Полумуфты имеют по два выступа, осуществляющих направление вкладыша. Благодаря скольжению вкладыша вдоль поверхности выступов муфта компенсирует некоторое радиальное смещение концов соединяемых валов и допускает также незначительное осевое и угловое их смещение. При этом силы трения дополнительно нагружают концы валов, увеличивая нагрузки на подшипниковые опоры (Решетов Д.Н. Детали машин: учебник для вузов / Изд. 3-е, исправлен. и переработ. - М.: «Машиностроение», 1974. - С.555).Known cross coupling containing two coupling halves and an intermediate element made in the form of a liner having the shape of a parallelepiped. The coupling halves have two protrusions that carry out the direction of the liner. Due to the sliding of the liner along the surface of the protrusions, the coupling compensates for some radial displacement of the ends of the connected shafts and also allows their axial and angular displacement to be negligible. In this case, the friction forces additionally load the ends of the shafts, increasing the load on the bearing bearings (Reshetov D.N. Machine details: textbook for high schools / Ed. 3rd, revised. And revised. - M.: "Mechanical Engineering", 1974. - C .555).

Основными недостатками описанной крестовой муфты являются невозможность снижения нагрузок, передаваемых через соединяемые валы, и низкая долговечность вследствие существенных потерь на трение скольжения и износа контактирующих поверхностей, обусловленных скольжением вкладыша по поверхностям выступов.The main disadvantages of the described cross coupling are the impossibility of reducing the loads transmitted through the connected shafts, and low durability due to significant loss of sliding friction and wear of the contacting surfaces caused by the sliding of the liner on the surfaces of the protrusions.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является крестовая муфта, содержащая две полумуфты с выступами, соединяющие валы, и промежуточный плавающий элемент для передачи вращения, выполненный в виде диска с взаимно перпендикулярными пазами, ответными выступам полумуфт. Таким образом, насаженные на валы полумуфты соединены между собой при помощи диска благодаря тому, что на торцах диска имеются пазы, в которых помещены соответствующие выступы полумуфт. Так как пазы диска расположены взаимно перпендикулярно, то муфта обеспечивает свободное радиальное перемещение соединяемых валов и допускает также незначительное осевое и угловое перемещение этих валов. При этом силы трения дополнительно нагружают концы валов, увеличивая нагрузки на подшипниковые опоры (Решетов Д.Н. Детали машин: учебник для вузов / Изд. 3-е, исправлен, и переработ. - М.: «Машиностроение», 1974. - С.554).Closest to the proposed invention in terms of technical nature and the achieved result (prototype) is a cross coupling containing two coupling halves with protrusions connecting the shafts and an intermediate floating rotational transmission element made in the form of a disk with mutually perpendicular grooves corresponding to the coupling half protrusions. Thus, the coupling halves mounted on the shafts are interconnected by means of a disk due to the fact that there are grooves on the ends of the disk in which corresponding protrusions of the coupling halves are placed. Since the grooves of the disk are mutually perpendicular, the coupling provides free radial movement of the connected shafts and also allows slight axial and angular movement of these shafts. In this case, the friction forces additionally load the ends of the shafts, increasing the load on the bearing bearings (Reshetov D.N. Machine details: a textbook for high schools / Ed. 3rd, corrected, and revised. - M .: "Mechanical Engineering", 1974. - C .554).

Основными недостатками данной крестовой муфты являются отсутствие возможности снижения нагрузок, передаваемых через соединяемые валы, и пониженная долговечность вследствие повышенных потерь на трение скольжения и, соответственно, износа контактирующих поверхностей, что обусловлено скольжением выступов полумуфт в пазах на торцах диска.The main disadvantages of this cross coupling are the inability to reduce the loads transmitted through the connected shafts and the reduced durability due to increased loss of sliding friction and, accordingly, wear of the contacting surfaces, due to the sliding of the protrusions of the coupling halves in the grooves on the ends of the disk.

Задачей изобретения является снижение нагрузок на соединяемые валы и повышение долговечности крестовой муфты.The objective of the invention is to reduce the loads on the connected shafts and increase the durability of the cross coupling.

Поставленная задача решается тем, что в крестовой муфте, содержащей две полумуфты с выступами и промежуточный плавающий элемент для передачи вращения с взаимно перпендикулярными пазами, ответными выступам полумуфт, согласно изобретению на боковых поверхностях выступов полумуфт выполнены желоба, направленные вдоль продольной оси муфты. Промежуточный элемент выполнен в виде крестовины, на боковых поверхностях выступов которой выполнены в радиальном направлении желоба. Муфта снабжена шариками, помещаемыми в соответствующие желоба полумуфт и крестовины при сборке в местах их пересечения, а поверхность желобов сопряжена с поверхностью шариков.The problem is solved in that in a cross coupling containing two coupling halves with protrusions and an intermediate floating element for transmitting rotation with mutually perpendicular grooves to the coupling coupling protrusions, according to the invention, grooves are made on the lateral surfaces of the coupling protrusions along the longitudinal axis of the coupling. The intermediate element is made in the form of a cross, on the side surfaces of the protrusions of which are made in the radial direction of the gutter. The coupling is equipped with balls placed in the corresponding grooves of the coupling halves and crosses when assembling at their intersections, and the surface of the grooves is associated with the surface of the balls.

Для повышения грузоподъемности муфты число желобов как на выступах полумуфт, так и на боковых поверхностях пазов крестовины составляет не менее одного.To increase the coupling loading capacity, the number of trenches both on the protrusions of the coupling halves and on the lateral surfaces of the grooves of the crosspiece is at least one.

Для увеличения диапазона допустимых значений угловых перекосов концов валов торцевые поверхности выступов полумуфт выполнены сферическими с центрами сфер на продольных осях полумуфт.To increase the range of acceptable values of the angular distortions of the shaft ends, the end surfaces of the protrusions of the coupling halves are made spherical with the centers of the spheres on the longitudinal axes of the coupling halves.

Благодаря перекатыванию шариков по желобам в процессе передачи вращения существенно снижаются потери на трение, поскольку трение качения существенно ниже трения скольжения. По этой же причине снижается износ контактирующих поверхностей муфты и повышается долговечность ее работы. Существенно снижаются нагрузки на концы валов, вызванные силами трения.Due to the rolling of the balls along the grooves during the transmission of rotation, friction losses are significantly reduced, since rolling friction is significantly lower than sliding friction. For the same reason, the wear of the contacting surfaces of the coupling is reduced and the durability of its operation is increased. Significantly reduced loads on the ends of the shafts caused by friction.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1, 2, 3 представлена конструкция реверсивной муфты, а на фиг.4, 5, 6 - конструкция нереверсивной муфты (стрелкой показано направление вращения). На фиг.1 представлена конструкция ведущей полумуфты; на фиг.2 - конструкция крестовины; на фиг.3 - конструкция ведомой полумуфты; на фиг.4 представлена конструкция ведущей полумуфты в случае нереверсивного вращения привода; на фиг.5 - конструкция крестовины в случае нереверсивного вращения привода; на фиг.6 - конструкция ведомой полумуфты в случае нереверсивного вращения привода.The invention is illustrated by drawings, where Figs. 1, 2, 3 show the design of a reversible clutch, and Figs. 4, 5, 6 show a design of a non-reversible clutch (arrow shows the direction of rotation). Figure 1 shows the design of the leading coupling half; figure 2 - design of the cross; figure 3 - design of the driven half coupling; figure 4 presents the design of the leading coupling half in case of non-reversible rotation of the drive; figure 5 - design of the cross in the case of irreversible rotation of the drive; figure 6 - design of the driven half coupling in the case of non-reversible rotation of the drive.

Крестовая муфта (фиг.1, 2, 3) содержит ведущую полумуфту 1 и ведомую полумуфту 2 с выступами 3 и 4 соответственно, а также промежуточный плавающий элемент для передачи вращения. На боковых поверхностях выступов 3 полумуфты 1 выполнены желоба 5, и на боковых поверхностях выступов 4 полумуфты 2 выполнены желоба 6. Желоба 5 и 6 направлены вдоль продольной оси муфты.The cross coupling (FIGS. 1, 2, 3) comprises a leading coupling half 1 and a driven coupling half 2 with protrusions 3 and 4, respectively, as well as an intermediate floating element for transmitting rotation. The grooves 5 are made on the lateral surfaces of the protrusions 3 of the coupling half 1, and the grooves 6 are made on the lateral surfaces of the protrusions 4 of the coupling half. The grooves 5 and 6 are directed along the longitudinal axis of the coupling.

Промежуточный плавающий элемент выполнен в виде крестовины 7 с взаимно перпендикулярными пазами, ответными выступам 3 и 4 полумуфт 1 и 2. На боковых поверхностях выступов крестовины 7 выполнены радиально направленные желоба 8. Выступы 3 и 4 полумуфт 1 и 2 с желобами 5 и 6 входят в пазы крестовины 7 с желобами 8.The intermediate floating element is made in the form of a cross 7 with mutually perpendicular grooves, mating protrusions 3 and 4 of the coupling halves 1 and 2. On the lateral surfaces of the protrusions of the cross 7 made radially directed grooves 8. The protrusions 3 and 4 of the coupling half 1 and 2 with grooves 5 and 6 are included grooves of the spider 7 with grooves 8.

В места пересечения желобов 5 и 6 полумуфт 1 и 2 и желобов 8 крестовины 7 при сборке помещены шарики 9. Поверхность желобов 5, 6, 8 сопряжены с поверхностью шариков 9.At the intersection of the grooves 5 and 6 of the coupling halves 1 and 2 and the grooves 8 of the spider 7 during assembly, balls 9 are placed. The surface of the grooves 5, 6, 8 is associated with the surface of the balls 9.

Число желобов на выступах 3 и 4 полумуфт 1 и 2 составляет не менее одного, и число желобов на боковых поверхностях выступов крестовины 7 составляет не менее одного.The number of grooves on the protrusions 3 and 4 of the coupling halves 1 and 2 is at least one, and the number of grooves on the lateral surfaces of the protrusions of the spider 7 is at least one.

Торцевые поверхности выступов 3 и 4 полумуфт 1 и 2 выполнены сферическими с центрами сфер на продольных осях полумуфт 1 и 2.The end surfaces of the protrusions 3 and 4 of the coupling halves 1 and 2 are made spherical with the centers of the spheres on the longitudinal axes of the coupling halves 1 and 2.

Крестовая муфта (фиг.4, 5, 6) содержит ведущую полумуфту 1 и ведомую полумуфту 2 с выступами 3 и 4 соответственно, а также промежуточный плавающий элемент для передачи вращения. На боковых поверхностях выступов 3 полумуфты 1 выполнены желоба 5, и на боковых поверхностях выступов 4 полумуфты 2 выполнены желоба 6. Желоба 5 и 6 направлены вдоль продольной оси муфты.The cross coupling (FIGS. 4, 5, 6) comprises a leading coupling half 1 and a driven coupling half 2 with protrusions 3 and 4, respectively, as well as an intermediate floating element for transmitting rotation. The grooves 5 are made on the lateral surfaces of the protrusions 3 of the coupling half 1, and the grooves 6 are made on the lateral surfaces of the protrusions 4 of the coupling half. The grooves 5 and 6 are directed along the longitudinal axis of the coupling.

В места пересечения желобов 5 и 6 полумуфт 1 и 2 и желобов 8 крестовины 7 при сборке помещены шарики 9. Поверхность желобов 5, 6, 8 сопряжена с поверхностью шариков 9. Количество желобов и шариков у нереверсивной муфты меньше, чем у реверсивной.At the intersection of the grooves 5 and 6 of the coupling halves 1 and 2 and the grooves 8 of the spider 7 during assembly, balls 9 are placed. The surface of the grooves 5, 6, 8 is conjugated with the surface of the balls 9. The number of grooves and balls of a non-reversible coupling is less than that of a reversible one.

Крестовая муфта работает следующим образом. Желоба 8 крестовины 7 контактируют с шариками 9. Шарики 9 контактируют с желобами 5 и 6 полумуфт 1 и 2, обеспечивая передачу вращения от ведущей полумуфты 1 к ведомой полумуфте 2. Шарики 9, перекатываясь вдоль соответствующих желобов 5, 6, 8 в процессе вращения муфты, обеспечивают радиальные смещения крестовины 7, компенсируя радиальную несоосность, угловые и осевые смещения соединяемых валов.Cross coupling works as follows. The grooves 8 of the crosspiece 7 are in contact with the balls 9. The balls 9 are in contact with the grooves 5 and 6 of the coupling halves 1 and 2, providing transmission of rotation from the leading coupling half 1 to the driven coupling half 2. Balls 9 rolling along the corresponding grooves 5, 6, 8 during the rotation of the coupling , provide radial displacements of the spider 7, compensating for radial misalignment, angular and axial displacements of the connected shafts.

Таким образом, предложенное изобретение позволяет уменьшить нагрузки на соединяемые валы и повысить долговечность крестовой муфты.Thus, the proposed invention can reduce the load on the connected shafts and increase the durability of the cross coupling.

Claims

1. The cross coupling containing two coupling halves with protrusions and an intermediate floating element for transmitting rotation with mutually perpendicular grooves, the response protrusions of the coupling halves, characterized in that on the lateral surfaces of the protrusions of the coupling halves are made, directed along the longitudinal axis of the coupling, the intermediate element is made in the form of a cross with grooves, on the side surfaces of the grooves of which the grooves are made in the radial direction, while the coupling is provided with balls placed in the corresponding grooves of the half couplings and grooves of the cross when assembling at the places of their intersection, and the surface of the gutters is conjugated with the surface of the balls.

2. The cross coupling according to claim 1, characterized in that the number of grooves both on the protrusions of the coupling halves and on the side surfaces of the grooves of the cross is at least one.

3. The cross coupling according to claim 1, characterized in that the end surfaces of the protrusions of the coupling halves are made spherical with the centers of the spheres on the longitudinal axes of the coupling halves.