RU2490524C1

RU2490524C1 - Wedge free-wheel mechanism

Info

Publication number: RU2490524C1
Application number: RU2012120950/11A
Authority: RU
Inventors: Михаил Маркович Матлин; Андрей Васильевич Попов; Денис Михайлович Ханин
Priority date: 2012-05-22
Filing date: 2012-05-22
Publication date: 2013-08-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: wedge free-wheel mechanism includes a drive shaft with an eccentric, on which an intermediate ring is installed in a movable manner and kinematically connected to a frame consisting of two parts. The latter are connected to each other through an elastic coupling so that a gear rim of one part is a continued part of a gear rim of the other part, and an interface plane of the frame parts coincides with the symmetry axis of the intermediate rim and the wedge interacting with it. Wedge has working surfaces inclined to its symmetry axis, which interact with working surfaces of the frame parts, which are inclined to the same plane; at that, the inclination angle is not less than the double friction angle between materials of the above parts.

EFFECT: increasing load-carrying capacity, reducing free motion and improving operating stability of the mechanism.

3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для обеспечения передачи вращения в одном направлении.The invention relates to mechanical engineering and can be used to provide transmission of rotation in one direction.

Известен клиновой механизм свободного хода, содержащий вал с эксцентриком, обойму и заклинивающее устройство в виде установленного на цапфе эксцентрика промежуточного кольца, расположенного между обоймой и подпружиненным клином (а.с. SU №302525, МПК F16D 41/06, опубл. 28.04.1971, Бюл. №15).Known wedge freewheel mechanism containing a shaft with an eccentric, a clip and a jamming device in the form of an intermediate ring mounted on the pin of an eccentric located between the clip and a spring-loaded wedge (AS SU No. 302525, IPC F16D 41/06, published on 04/28/1971 Bull. No. 15).

Недостатки данного клинового механизма свободного хода: низкая нагрузочная способность, большой угол срабатывания из-за периодической потери контакта рабочих поверхностей клина и обоймы.The disadvantages of this wedge freewheel mechanism: low load capacity, a large angle of operation due to periodic loss of contact of the working surfaces of the wedge and the holder.

Известен также клиновой механизм свободного хода, содержащий обойму, эксцентрик, свободно установленное на нем промежуточное кольцо, кинематически связанное с обоймой, и подпружиненный клин трапециедальной формы, размещенный в клиновой полости между промежуточным кольцом и обоймой, причем длина контактной линии в поперечном сечении клина обратно пропорциональна его толщине в том же сечении (а.с. SU №1160152, МПК⁴ F16D 41/06, опубл. 07.06.1985, Бюл. №21) - прототип.A wedge free-wheeling mechanism is also known, comprising a cage, an eccentric, an intermediate ring freely mounted on it, kinematically connected to the cage, and a spring-loaded trapezoidal wedge located in the wedge cavity between the intermediate ring and the cage, the length of the contact line in the cross section of the wedge its thickness in the same section (a.s. SU No. 1160152, IPC ⁴ F16D 41/06, publ. 06/07/1985, Bull. No. 21) - prototype.

Недостатком данного клинового механизма свободного хода является большой мертвый ход из-за перекладки зазоров и нестабильное срабатывание при высокой частоте включения.The disadvantage of this wedge freewheel mechanism is a large deadlock due to shifting gaps and unstable operation at a high switching frequency.

Технический результат - увеличение нагрузочной способности, уменьшение мертвого хода и повышение стабильности работы.The technical result is an increase in load capacity, a decrease in dead travel and increased stability.

Указанный технический результат достигается тем, что в клиновом механизме свободного хода, содержащем обойму с зубчатым венцом, эксцентрик, свободно установленное на нем промежуточное кольцо, кинематически связанное с обоймой, и подпружиненный клин, размещенный в клиновой полости между промежуточным кольцом и обоймой, последняя выполнена из двух частей, соединенных через упругую связь с возможностью относительного поворота так, что зубчатые венцы обеих частей являются продолжением друг друга, при этом плоскость сопряжения частей обойм совпадает с плоскостью симметрии клина и промежуточного кольца, а наружные рабочие поверхности клина и взаимодействующие с ними рабочие поверхности обеих частей обоймы в поперечном сечении выполнены под углом относительно плоскости симметрии клина не меньше двойного угла трения между материалами указанных деталей.The specified technical result is achieved by the fact that in the wedge free-wheeling mechanism containing a cage with a gear ring, an eccentric, an intermediate ring freely mounted on it, kinematically connected with the cage, and a spring-loaded wedge placed in the wedge cavity between the intermediate ring and the cage, the latter is made of two parts connected through an elastic connection with the possibility of relative rotation so that the gear rims of both parts are a continuation of each other, while the mating plane of the parts m coincides with the plane of symmetry of the wedge and the intermediate ring, and the outer working surfaces of the wedge and the working surfaces of both parts of the cage interacting with them in cross section are made at an angle relative to the plane of symmetry of the wedge not less than the double friction angle between the materials of these parts.

Такое выполнение позволяет увеличить нагрузочную способность за счет совпадения плоскости симметрии клина и плоскости сопряжения частей обоймы и увеличенной площади наружных рабочих поверхностей клина и взаимодействующих с ними рабочих поверхностей обеих частей обоймы, а упругая связь последних обеспечивает выборку зазоров, что сказывается на уменьшении мертвого хода и повышении стабильности работы.This embodiment allows to increase the load capacity due to the coincidence of the plane of symmetry of the wedge and the interface plane of the parts of the cage and the increased area of the outer working surfaces of the wedge and the working surfaces of both parts of the cage interacting with them, and the elastic connection of the latter provides a selection of gaps, which affects a decrease in dead travel and increase stability of work.

На фиг.1 изображен клиновой механизм свободного хода, вид спереди, в разрезе; на фиг.2 - вид сбоку; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2.Figure 1 shows the wedge free-wheeling mechanism, front view, in section; figure 2 is a side view; figure 3 is a section aa in figure 2.

Клиновой механизм свободного хода содержит ведущий вал 1 с эксцентриком 2, на котором подвижно установлено промежуточное кольцо 3, кинематически связанное с обоймой, состоящей из двух частей 4 и 5. Последние соединены между собой через упругую связь 6 так, что зубчатый венец 7 одной части 4 является продолжением зубчатого венца 8 другой 5, а плоскость сопряжения частей обоймы 4 и 5 совпадает с плоскостью симметрии промежуточного кольца 3 и взаимодействующего с ним клина 9. В свою очередь, клин 9 имеет наклонные к его плоскости симметрии рабочие поверхности, взаимодействующие с наклонными к той же плоскости рабочими поверхностями частей 4 и 5 обоймы, причем угол ψ наклона не меньше, чем двойное значение угла трения между материалами указанных деталей.The wedge freewheel mechanism comprises a drive shaft 1 with an eccentric 2, on which an intermediate ring 3 is movably mounted, kinematically connected with a clip consisting of two parts 4 and 5. The latter are interconnected via an elastic link 6 so that the ring gear 7 of one part 4 is a continuation of the ring gear 8 of the other 5, and the plane of mating of the parts of the cage 4 and 5 coincides with the plane of symmetry of the intermediate ring 3 and the wedge 9 interacting with it. In turn, the wedge 9 has working surfaces inclined to its symmetry plane The surfaces interacting with the working surfaces of the cartridge parts 4 and 5 inclined to the same plane, and the angle ψ of the inclination is not less than the double value of the angle of friction between the materials of these parts.

Клиновой механизм свободного хода работает следующим образом.The wedge freewheel works as follows.

При вращении ведущего вала 1 с эксцентриком 2 по часовой стрелке промежуточное кольцо 3, установленное на эксцентрике 2, затягивает клин 9 в клиновую полость. При этом наружные рабочие поверхности клина 9 взаимодействуют с рабочими поверхностями сразу обеих частей 4 и 5 обоймы с равным усилием, это обеспечено увеличенной площадью контакта и совпадением плоскости симметрии клина 9 и плоскости сопряжения частей 4 и 5 обоймы, что приводит к заклиниванию. Дальнейшее движение возможно только совместно с частями 4 и 5 обоймы, которые через зубчатые венцы 7 и 8 передают вращение далее. Вращение ведущего вала 1 с эксцентриком 2 против часовой стрелки приводит к уменьшению давления промежуточного кольца 3 на клин 9, а кинематическая связь с частями 4 и 5 обоймы обеспечивает перемещение клина 9 вслед за ведущим валом по наклонным рабочим поверхностям, причем высвобождение клина гарантировано углом ψ наклона рабочих поверхностей не меньшем, чем двойное значение угла трения между материалами указанных деталей, что обеспечивает мгновенное расклинивание. При смене направления вращения ведущего вала выборка зазоров осуществляется посредством относительного поворота частей 4 и 5 обоймы за счет упругой связи 6.When the drive shaft 1 is rotated with the eccentric 2 clockwise, the intermediate ring 3 mounted on the eccentric 2 pulls the wedge 9 into the wedge cavity. In this case, the outer working surfaces of the wedge 9 interact with the working surfaces of both parts 4 and 5 of the cage with equal effort, this is ensured by an increased contact area and the plane of symmetry of the wedge 9 and the plane of mating parts 4 and 5 of the cage coincide, which leads to jamming. Further movement is possible only in conjunction with parts 4 and 5 of the cage, which through the gear rims 7 and 8 transmit the rotation further. The rotation of the drive shaft 1 with the eccentric 2 counterclockwise reduces the pressure of the intermediate ring 3 on the wedge 9, and the kinematic connection with the parts 4 and 5 of the cage ensures the movement of the wedge 9 after the drive shaft along the inclined working surfaces, and the release of the wedge is guaranteed by the inclination angle ψ working surfaces not less than the double value of the angle of friction between the materials of these parts, which provides instant wedging. When changing the direction of rotation of the drive shaft, the selection of the gaps is carried out by the relative rotation of the parts 4 and 5 of the cage due to the elastic connection 6.

Таким образом, в предлагаемом клиновом механизме свободного хода простыми средствами достигается: увеличение нагрузочной способности, уменьшение мертвого хода и повышение стабильности работы механизма.Thus, in the proposed wedge freewheel mechanism by simple means is achieved: an increase in load capacity, a decrease in dead travel and an increase in the stability of the mechanism.

Claims

A wedge free-wheel mechanism comprising a cage with a ring gear, an eccentric, an intermediate ring freely mounted on it, kinematically connected with the cage, and a spring-loaded wedge placed in the wedge cavity between the intermediate ring and the cage, characterized in that the cage is made of two parts connected through an elastic connection with the possibility of relative rotation so that the gear rims of both parts of the cage are a continuation of each other, while the plane of conjugation of the parts of the cage coincides with the plane of sym tri- and wedge and the intermediate ring and the outer working surface of the wedge and cooperating working surfaces of both holder parts in cross section formed at an angle relative to the plane of symmetry of the wedge is at least double the angle of friction between the materials of said parts.