RU2613954C2

RU2613954C2 - Freewheel clutch with the universal self-centering system

Info

Publication number: RU2613954C2
Application number: RU2016113541A
Authority: RU
Inventors: Александр Васильевич Дегтярев
Original assignee: Александр Васильевич Дегтярев
Priority date: 2016-04-10
Filing date: 2016-04-10
Publication date: 2017-03-22
Also published as: DE102016006858A1; RU2016113541A

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: freewheel clutch with the universal self-centering system comprises an input and output shafts and a self-centering system. A universal self-centering system with no matching geometric centers is used. A universal self-centering system has inner and outer bases which has three or more rollers, or rotation gears or sprockets connected by a closed belt, chain or rope. The geometric center of the inner base does not coincide with the geometrical center of the external base, and the bases rotation axes coincide. In presence of a torque on one of the bases, the chain, belt or rope are moved along their perimeters and rotate the sprockets, gears or rollers that are connected by the chain, belt or cable. On the same axis with the rollers, sprockets or gears of a bases, additional gears are fixed, which transmit torque to the gear fixed to the output shaft.

EFFECT: reliability increase.

6 dwg

Description

Изобретение относится к не выключаемым муфтам для передачи вращательного движения.The invention relates to non-switchable couplings for transmitting rotational motion.

Известен реверсивный механизм свободного хода, содержащий ведущую и ведомую полумуфты, в одной из которых выполнены зубья, а в другой смонтированы выдвижные элементы сцепления, взаимодействующие с зубьями, а также выталкивающие элементы и направляющие устройства, и механизм реверса, выполненный в виде перекрестных проточек в полумуфте с элементами сцепления для подвода упругого тела под поршеньки, взаимодействующие с элементами сцепления (Авторское свидетельство СССР N 679743, кл. F16D 41/16, 1979.) Known reverse freewheeling mechanism containing the leading and driven half-couplings, in one of which the teeth are made, and in the other mounted retractable clutch elements interacting with the teeth, as well as pushing elements and guiding devices, and a reverse mechanism made in the form of cross grooves in the half-coupling with clutch elements for supplying an elastic body under the pistons interacting with clutch elements (USSR Author's Certificate N 679743, class F16D 41/16, 1979.)

Недостатком известного механизма является сложность конструкции с перекрестными проточками и необходимость притирки многочисленных пар трения, что ведет к снижению надежности конструкции. A disadvantage of the known mechanism is the complexity of the design with cross grooves and the need to grind numerous friction pairs, which leads to a decrease in the reliability of the structure.

Известна обгонная муфта, используемая в машиностроении, например в качестве стартерной обгонной муфты. Муфта содержит ведущую наружную обойму с сегментными и секторными пазами на внутренней поверхности. Ведомая обойма в виде звездочки выполнена с зубьями, между обоймами расположен сепаратор, который своими выступами помещен в секторные пазы наружной обоймы с возможностью углового перемещения. В сепараторе имеются четыре радиальных отверстия, в которых размещены соединительные цилиндрические ролики. На боковой поверхности сепаратора имеются четыре гнезда под пружины. Пружины располагаются между выступами ведущей обоймы и выступами сепаратора (RU 2032115 C1, МПК F16D 41/16). Known overrunning clutch used in mechanical engineering, for example, as a starter overrunning clutch. The coupling contains a leading outer sleeve with segment and sector grooves on the inner surface. The driven cage in the form of an asterisk is made with teeth, between the cages there is a separator, which with its protrusions is placed in the sector grooves of the outer cage with the possibility of angular movement. There are four radial holes in the separator in which the connecting cylindrical rollers are placed. There are four spring sockets on the side of the separator. The springs are located between the protrusions of the drive cage and the protrusions of the separator (RU 2032115 C1, IPC F16D 41/16).

Недостатком этой муфты является наличие трущихся движущихся относительно друг друга пар. The disadvantage of this coupling is the presence of rubbing pairs moving relative to each other.

Целью изобретения является создание обгонной муфты с деталями, находящимися в постоянном зацеплении. The aim of the invention is the creation of an overrunning clutch with parts that are in constant gear.

Поставленная цель достигается тем, что в обгонной муфте, содержащей входной и выходной валы, используется универсальная самоцентрирующаяся система с не совпадающими геометрическими центрами. Универсальная самоцентрирующаяся система имеет внутреннее и внешнее основания, на которых закреплены по три или более роликов, шестерней или звездочек вращения, соединенных замкнутым ремнем, цепью или тросом. Геометрический центр внутреннего основания не совпадает с геометрическим центром внешнего основания, а оси вращения оснований совпадают. При наличии вращающего момента на одном из оснований цепь, ремень или трос перемещаются вдоль своего периметра и вращают шестерни, которые цепь, ремень или трос соединяют. На одной оси с роликами, шестернями или звездочками одного из оснований закреплены дополнительные ролики, шестерни или звездочки, которые, вращаясь, передают вращающий момент на шестерню, закрепленную на выходном вале. Если вращающий момент приложен к выходному валу, то это приводит только к перемещению ремня, троса или цепи универсальной самоцентрирующейся системы, а на входной вал этот вращающий момент не передается. This goal is achieved by the fact that in the overrunning clutch containing the input and output shafts, a universal self-centering system with non-matching geometric centers is used. The universal self-centering system has internal and external bases on which three or more rollers, gears or sprockets of rotation are connected, connected by a closed belt, chain or cable. The geometrical center of the inner base does not coincide with the geometrical center of the outer base, and the axes of rotation of the bases coincide. If there is a torque on one of the bases, the chain, belt or cable moves along its perimeter and rotate the gears that connect the chain, belt or cable. On the same axis as the rollers, gears or sprockets of one of the bases, additional rollers, gears or sprockets are fixed, which, while rotating, transmit torque to the gear mounted on the output shaft. If a torque is applied to the output shaft, this only leads to the movement of the belt, cable or chain of the universal self-centering system, and this torque is not transmitted to the input shaft.

Универсальная самоцентрирующаяся система известна из изобретений: RU 2014106630 A , RU 2014106628 A, RU 2014106627 A, RU 2014106146 A, RU 2013157051 A, RU 2013154311 A,RU 2013153163A, RU 2013152649 A, RU 2013148896 A, RU 2013145988 A, RU 2013145987 A, RU 2013145253 A, RU 2013144445 A, RU 2013144444 A, RU 2013142690 A, RU 2013142204 A, RU 2013142203 A), DE102013019629A1, DE102013019628A1, DE102013019627A1, DE102013019593A1, DE102013019592A1, DE102013019404A1, DE102013019402A1, DE102012018132A1, DE102012018131A1, DE102012017180A1, DE102012016380A1, DE102012016314A1, DE102012013308A1, DE102012012586A1, DE102012002076A1, DE102012001232A1, DE102012000316A1.A universal self-centering system is known from the inventions: RU 2014106630 A, RU 2014106628 A, RU 2014106627 A, RU 2014106146 A, RU 2013157051 A, RU 2013154311 A, RU 2013153163A, RU 2013152649 A, RU 2013148896 A, RU 2013145988 A, RU 2013145987 A, RU 2013145253 A, RU 2013144445 A, RU 2013144444 A, RU 2013142690 A, RU 2013142204 A, RU 2013142203 A), DE102013019629A1, DE102013019628A1, DE102013019627A1, DE102013019593A1, DE102013019592A1, DE102013019404A1, DE102013019402A1, DE102012018132A1, DE102012018131A1, DE102012017180A1, DE102012016380A1, DE102012016314A1, DE102012013308A1 , DE102012012586A1, DE102012002076A1, DE102012001232A1, DE102012000316A1.

Универсальная самоцентрирующаяся система имеет внешнее и внутреннее основания, расположенные в одной плоскости. Внешнее основание охватывает внутреннее основание. На каждом основании закреплены три или более роликов, звездочек или шестерней вращения. Число роликов, шестерней или звездочек на каждом основании одинаково. Каждый ролик, шестерня или звездочка может быть заменен на два ролика, шестерни или звездочки замены для того, чтобы использовать участок троса, ремня или цепи между роликами, шестернями или звездочками для натяжения. Воздействие силы натяжения на участок троса, цепи или ремня между роликами замены не влияет на свойства универсальной самоцентрирующейся системы. Способ натяжения ремня, троса или цепи известен из изобретения: (RU 2013147711 A). В приведенных изобретениях использовались статические свойства универсальной самоцентрирующейся системы. В заявляемом изобретении использовано одно из динамических свойств универсальной самоцентрирующейся системы: совместное вращение связанных между собой внутреннего и внешнего оснований возможно даже при не совпадении осей вращения оснований. Это означает, что внутреннее и внешнее основания могут вращаться каждое относительно своих не совпадающих осей вращения при воздействии вращающего момента на одно из оснований. В дальнейшем описании вместо роликов, шестерней или звездочек будет использоваться только термин звездочка.
В примере конкретного исполнения обгонная муфта с универсальной самоцентрирующейся системой имеет внутреннее основание 1 и внешнее основание 2. На основании 1 закреплены звездочки 3, 4, 5 с возможностью вращения в подшипниках 19. На одной оси со звездочками 3, 4, 5 закреплены шестерни 6, 7, 8, которые передают вращающий момент на шестерню 13 выходного вала 12. Выходной вал 12 закреплен на основании 1 с помощью подшипника 14. Геометрический центр основания 1 совпадает с осью вращения этого основания и с осью выходного вала 12. На внешнем основании 2 закреплены звездочки 9, 10 и 11 с возможностью вращения. Звездочки 3, 10, 4, 11, 5, 9 последовательно соединены замкнутой цепью 15. Входной вал 18 соединен с внутренним основанием 1 и имеет общую ось вращения с выходным валом 12. Подшипники 17 удерживают вращающиеся части обгонной муфты в корпусе 16. Геометрический центр внешнего основания 2 не совпадает с осью вращения этого основания, осью вращения выходного вала 12 и осью вращения внутреннего основания. При наличии вращающего момента на входном вале 18 оба основания будут вращаться. Цепь 15 будет перемещаться вдоль своего периметра и вращать все звездочки оснований. Шестерни 6, 7, 8, вращаясь вместе со звездочками 3, 4, 5, будут передавать вращающий момент на шестерню 13, закрепленную на выходном вале 12. Если приложить вращающий момент к выходному валу 12, то это приведет лишь к вращению звездочек оснований и перемещению цепи 15 вдоль своего периметра.The universal self-centering system has external and internal bases located in the same plane. The outer base covers the inner base. Three or more rollers, sprockets or gears are fixed on each base. The number of rollers, gears or sprockets on each base is the same. Each roller, gear or sprocket can be replaced with two rollers, gears or sprockets in order to use the portion of the cable, belt or chain between the rollers, gears or sprockets for tension. The influence of the tension force on the portion of the cable, chain or belt between the replacement rollers does not affect the properties of the universal self-centering system. A method of tensioning a belt, cable or chain is known from the invention: (RU 2013147711 A). In the above inventions, the static properties of a universal self-centering system were used. In the claimed invention used one of the dynamic properties of a universal self-centering system: the joint rotation of interconnected internal and external bases is possible even if the axes of rotation of the bases do not coincide. This means that the inner and outer bases can rotate each relative to their mismatching axes of rotation when a torque acts on one of the bases. In the following description, instead of rollers, gears or sprockets, only the term asterisk will be used.
In a specific embodiment, the freewheel with a universal self-centering system has an inner base 1 and an outer base 2. On the base 1, sprockets 3, 4, 5 are mounted with the possibility of rotation in the bearings 19. On the same axis as the sprockets 3, 4, 5, gears 6 are fixed, 7, 8, which transmit torque to the gear 13 of the output shaft 12. The output shaft 12 is fixed to the base 1 using a bearing 14. The geometric center of the base 1 coincides with the axis of rotation of this base and the axis of the output shaft 12. It is fixed to the outer base 2 us sprockets 9, 10 and 11 rotatably. Asterisks 3, 10, 4, 11, 5, 9 are connected in series by a closed circuit 15. The input shaft 18 is connected to the internal base 1 and has a common axis of rotation with the output shaft 12. The bearings 17 hold the rotating parts of the freewheel in the housing 16. The geometric center of the outer base 2 does not coincide with the axis of rotation of this base, the axis of rotation of the output shaft 12 and the axis of rotation of the inner base. If there is a torque on the input shaft 18, both bases will rotate. Chain 15 will move along its perimeter and rotate all the base stars. Gears 6, 7, 8, rotating together with sprockets 3, 4, 5, will transmit torque to the gear 13 mounted on the output shaft 12. If you apply torque to the output shaft 12, this will only lead to rotation of the base sprockets and displacement chain 15 along its perimeter.

На фигуре 4 приведены данные для ориентировочной оценки передаточного отношения передачи. Через 120 градусов поворота основания 1 звездочка 9 займет положение звездочки 11, звездочка 3 займет положение звездочки 5. Отрезок цепи 15 длиной 387.41 удлинится до 642.26. За полный оборот основания 1 цепь переместится на (642.26-387.41)*3=764.55. При радиусе звездочек 100 они повернутся за один оборот основания 1 на 764.55/3.14*200=1.22 оборота. При этом выходной вал повернется на 80*1.22/108.37=0.9 оборота, где 80/108.37 соотношение размеров шестерней 8 и 13. The figure 4 shows the data for a rough estimate of the gear ratio of the transmission. After 120 degrees of rotation of the base 1, sprocket 9 will take the position of sprocket 11, sprocket 3 will take the position of sprocket 5. The length of chain 15 of length 387.41 will extend to 642.26. For a full revolution of the base 1, the chain will move to (642.26-387.41) * 3 = 764.55. With a radius of 100 stars, they will rotate in one revolution of the base 1 by 764.55 / 3.14 * 200 = 1.22 turns. In this case, the output shaft will rotate 80 * 1.22 / 108.37 = 0.9 turns, where 80 / 108.37 is the ratio of the size of the gears 8 and 13.

Все детали обгонной муфты с универсальной самоцентрирующейся системой находятся в постоянном, не изменяемом зацеплении и муфта не содержит трущихся и вращающихся относительно друг друга пар, что увеличивает надежность муфты. All parts of the overrunning clutch with a universal self-centering system are in constant, unchanged gearing and the clutch does not contain friction and rotating relative to each other pairs, which increases the reliability of the clutch.

На фигуре 1 представлена обгонная муфта, вид со стороны входного вала.The figure 1 presents the freewheel, a view from the input shaft.

На фигуре 2 представлена обгонная муфта, вид со стороны выходного вала.The figure 2 presents the freewheel, a view from the output shaft.

На фигуре 3 представлен разрез муфты вдоль оси вращения оснований.The figure 3 presents a section of the coupling along the axis of rotation of the bases.

На фигуре 4 представлены данные для ориентировочной оценки передаточного отношения.The figure 4 presents data for a rough estimate of the gear ratio.

На фигуре 5 представлена муфта без корпуса.The figure 5 presents the coupling without housing.

На фигуре 6 представлена муфта без входного вала и корпуса.The figure 6 presents the coupling without an input shaft and housing.

Claims

An overrunning clutch with a universal self-centering system, containing input and output shafts, characterized in that the torque from the input to the output shaft is transmitted using a universal self-centering system, in which the geometric center of one of the bases does not coincide with the axes of rotation of the bases of the universal self-centering system.