RU2462627C2

RU2462627C2 - Cross coupling

Info

Publication number: RU2462627C2
Application number: RU2010140770/11A
Authority: RU
Inventors: Николай Васильевич Галышкин (RU); Николай Васильевич Галышкин; Дмитрий Николаевич Галышкин (RU); Дмитрий Николаевич Галышкин
Priority date: 2010-10-05
Filing date: 2010-10-05
Publication date: 2012-09-27
Also published as: RU2010140770A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: cross coupling comprises two half-couplings with slots and an intermediate floating element to transfer rotation with mutually perpendicular ledges that are responsive to slots of half-couplings. On side surfaces of half-coupling slots there are grooves directed along the longitudinal axis of the coupling. The intermediate floating element is arranged in the form of a crosspiece. On the side surfaces of the ledges crosspieces are arranged in the radial direction of a groove. Balls are installed into appropriate grooves of half-couplings and the crosspiece during assembly in areas of their crossing. Surfaces of grooves are coupled with surfaces of balls.

EFFECT: reduced loads to joined shafts and higher operational resource of a cross coupling.

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. - P. 555).

Основными недостатками описанной крестовой муфты являются невозможность снижения нагрузок, передаваемых через соединяемые валы, и низкий эксплуатационный ресурс 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 the low service life due to significant loss of sliding friction and wear of the contacting surfaces due to 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 пазами, соединяющие валы, и промежуточный плавающий элемент для передачи вращения, выполненный в виде диска с взаимно перпендикулярными выступами, ответными пазам полумуфт. Таким образом, насаженные на валы полумуфты соединены между собой при помощи диска благодаря тому, что на торцах диска имеются выступы, которые помещены в соответствующих пазах полумуфт. Так как выступы 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 technical essence and the achieved result (prototype) is a cross coupling containing two coupling halves with grooves connecting the shafts, and an intermediate floating rotational transmission element made in the form of a disk with mutually perpendicular protrusions corresponding to the grooves of the coupling halves. Thus, the coupling halves mounted on the shafts are interconnected by means of a disk due to the fact that there are protrusions on the ends of the disk which are placed in the corresponding grooves of the coupling halves. Since the protrusions 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: textbook for high schools / Ed. 3rd, revised. And revised. - M.: "Mechanical Engineering", 1974. - C .554).

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

Задача изобретения - снижение нагрузок на соединяемые валы и повышение эксплуатационного ресурса крестовой муфты.The objective of the invention is to reduce the loads on the connected shafts and increase the operational life of the cross coupling.

Поставленная задача решается тем, что у крестовой муфты, содержащей две полумуфты с пазами и промежуточный плавающий элемент для передачи вращения с взаимно перпендикулярными выступами, ответными пазам полумуфт, согласно изобретению на боковых поверхностях пазов полумуфт выполнены желоба, направленные вдоль продольной оси муфты, промежуточный плавающий элемент выполнен в виде крестовины, на боковых поверхностях выступов которой выполнены в радиальном направлении желоба, а муфта снабжена шариками, помещаемыми в соответствующие желоба полумуфт и крестовины при сборке в местах их пересечения, причем поверхности желобов сопряжены с поверхностями шариков.The problem is solved in that a cross coupling containing two half-couplings with grooves and an intermediate floating element for transmitting rotation with mutually perpendicular protrusions, reciprocal half-coupling grooves, according to the invention, grooves are made on the lateral surfaces of the half-coupling grooves directed along the longitudinal axis of the coupling, an intermediate floating element 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, and the coupling is equipped with balls placed in the corresponding gutter and the coupling halves and crosses during assembly at the points of their intersection, and the surfaces of the gutters are associated with the surfaces of the balls.

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

Для увеличения диапазона допустимых значений угловых перекосов концов валов торцевые поверхности боковин пазов полумуфт выполнены сферическими с центрами сфер, лежащими на продольных осях полумуфт.To increase the range of acceptable values of the angular distortions of the shaft ends, the end surfaces of the sides of the grooves of the coupling halves are made spherical with the centers of the spheres lying 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 причине снижается износ контактирующих поверхностей муфты и повышается ее эксплуатационный ресурс, уменьшаются нагрузки, действующие 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 this reason, the wear of the contacting surfaces of the coupling is reduced and its service life is increased, the loads acting on the ends of the shafts caused by the forces of friction are reduced.

Изобретение поясняется чертежом, 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 нереверсивной работы привода; на фиг.5 - конструкция крестовины в случае нереверсивной работы привода; на фиг.6 - конструкция ведомой полумуфты в случае нереверсивной работы привода.The invention is illustrated in the drawing, 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, the 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 irreversible operation of the drive; figure 5 - design of the cross in the case of irreversible operation of the drive; figure 6 - design of the driven coupling half in case of irreversible operation of the drive.

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

Промежуточный плавающий элемент выполнен в виде крестовины 7 с взаимно перпендикулярными выступами, ответными пазам 3 и 4 полумуфт 1 и 2. На боковых поверхностях выступов крестовины 7 выполнены радиально направленные желоба 8. Выступы крестовины 7 с желобами 8 входят в пазы 3 и 4 полумуфт 1 и 2 с желобами 5 и 6.The intermediate floating element is made in the form of a cross 7 with mutually perpendicular protrusions corresponding to grooves 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 of the cross 7 with grooves 8 are included in the grooves 3 and 4 of the coupling half 1 and 2 with gutters 5 and 6.

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

Число желобов в пазах 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 in the grooves 3 and 4 of the coupling halves 1 and 2 is at least one, and the number of grooves on the side surfaces of the protrusions of the spider 7 is at least one.

Торцевые поверхности боковин пазов 3 и 4 полумуфт 1 и 2 выполнены сферическими с центрами сфер, лежащими на продольных осях полумуфт 1 и 2.The end surfaces of the sides of the grooves 3 and 4 of the coupling halves 1 and 2 are made spherical with the centers of the spheres lying 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 пазами 3 и 4 соответственно, а также промежуточный плавающий элемент для передачи вращения. На боковых поверхностях пазов 3 полумуфты 1 выполнены желоба 5, и на боковых поверхностях пазов 4 полумуфты 2 выполнены желоба 6. Желоба 5 и 6 направлены вдоль продольной оси муфты. Промежуточный плавающий элемент выполнен в виде крестовины 7 с взаимно перпендикулярными выступами, ответными пазам 3 и 4 полумуфт 1 и 2. На боковых поверхностях выступов крестовины 7 выполнены радиально направленные желоба 8. Выступы крестовины 7 с желобами 8 входят в пазы 3 и 4 полумуфт 1 и 2 с желобами 5 и 6,The cross coupling (Figs. 4, 5, 6) contains a leading coupling half 1 and a driven coupling half 2 with grooves 3 and 4, respectively, as well as an intermediate floating element for transmitting rotation. Grooves 5 are made on the lateral surfaces of the grooves 3 of the coupling half 1, and grooves 6 are made on the lateral surfaces of the grooves 4 of the coupling half. Grooves 5 and 6 are directed along the longitudinal axis of the coupling. The intermediate floating element is made in the form of a cross 7 with mutually perpendicular protrusions corresponding to grooves 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 of the cross 7 with grooves 8 are included in the grooves 3 and 4 of the coupling half 1 and 2 with gutters 5 and 6,

В места пересечения желобов 5 и 6 полумуфт 1 и 2 и желобов 8 крестовины 7 при сборке помещены шарики 9. Поверхности желобов 5, 6, 8 сопряжены с поверхностями 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 crosspiece 7 during assembly, balls 9 are placed. The surfaces of the grooves 5, 6, 8 are associated with the surfaces of the balls 9. The number of grooves and balls of a non-reversible coupling is less than that of a reversible coupling.

Крестовая муфта работает следующим образом. Желоба 8 выступов крестовины 7 контактируют с шариками 9. Шарики контактируют с желобами 5 и 6 пазов полумуфт 1 и 2, чем обеспечивается передача вращения от ведущей полумуфты 1 к ведомой полумуфте 2. Шариками 9, перекатывающимися вдоль соответствующих желобов 5 и 6 при вращении муфты, обеспечиваются радиальные смещения крестовины 7, что компенсирует радиальную несоосность, угловые и осевые смещения соединяемых валов.Cross coupling works as follows. The grooves 8 of the protrusions of the crosspiece 7 are in contact with the balls 9. The balls are in contact with the grooves 5 and 6 of the grooves of the coupling halves 1 and 2, which ensures the transmission of rotation from the leading coupling half 1 to the driven coupling half. Balls 9 rolling along the corresponding grooves 5 and 6 during rotation of the coupling, radial displacements of the spider 7 are provided, which compensates for radial misalignment, angular and axial displacements of the connected shafts.

Таким образом осуществляется снижение нагрузок, передаваемых крестовой муфтой через соединяемые валы, и повышается долговечность ее работы.Thus, the loads transmitted by the cross coupling through the connected shafts are reduced, and the durability of its operation is increased.

Claims

1. A cross coupling containing two half-couplings with grooves and an intermediate floating element for transmitting rotation with mutually perpendicular protrusions, reciprocal half-coupling grooves, characterized in that grooves are made on the lateral surfaces of the half-coupling grooves directed along the longitudinal axis of the coupling, the intermediate floating element is made in the form crosses, on the lateral surfaces of the protrusions of which are made in the radial direction of the trough, and the coupling is equipped with balls placed in the corresponding troughs of the half couplings and crosses during assembly in m cmax their intersection, wherein the surface of the troughs are associated with the surfaces of beads.

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

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