SU1259058A1

SU1259058A1 - Yielding coupling

Info

Publication number: SU1259058A1
Application number: SU853895443A
Authority: SU
Inventors: Петр Александрович Удовидчик; Николай Тимофеевич Минченя; Юрий Васильевич Скорынин; Раиса Георгиевна Удовидчик; Сергей Степанович Соколовский
Original assignee: Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР
Priority date: 1985-05-13
Filing date: 1985-05-13
Publication date: 1986-09-23

Abstract

Изобретение относитс к машино- строению и может быть использовано в трансмисси х и в испытательных стендах дл передачи крут щего момента и повышени точности измерени передаваемого момента. Упруга муфта содержит две полумуфты в виде втулок с резьбой на наружных поверхност х . Резьбы вьшолнены с разным направлением винтовых линий; Полумуфты охвачены втулкой с двум кольцевыми аттестованными поверхност ми дл взаимодействи с преобразовател ми перемещений. Между полумуфтами и аттестованными поверхност ми втулки установлены цилиндрические прорезные пружины. По оси муфты на полумуфтах жестко в осевом направлении закреплен торсионный валик. В процессе сборки муфты подбором длины торсионного валика в муфте создаетс предварительный осевой нат г, пружины сжимаютс . При приложении крут щего момента к ведущей полз муф- те втулка с кольцевыми аттестованными поверхност ми навинчиваетс в ту или другую сторону (в зависимости от направлени вращени ), одна из пружин сжимаетс , а друга раскручиваетс . Крут щий момент передаетс через винтовые пары и пружины. При осевых смещени х втулки преобразовател перемещений, взаимодейству с аттестованными ее поверхност ми,вы- рабатьгаают электрический или другой сигнал, пропорциональный величине передаваемого крут щего момента. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. о сл ьэ СП о СП 00The invention relates to mechanical engineering and can be used in transmissions and test benches for transmitting torque and improving the accuracy of measurement of the transmitted torque. The elastic coupling contains two coupling halves in the form of threaded bushings on external surfaces. The threads are made with different directions of screw lines; The coupling halves are covered by a sleeve with two annular certified surfaces for interaction with displacement transducers. Cylindrical slotted springs are installed between the coupling halves and certified surfaces of the bushings. On the coupling axis on the coupling half rigidly in the axial direction of the fixed torsion roller. During the assembly of the clutch, the selection of the length of the torsion roller in the clutch creates a preliminary axial tension, the springs are compressed. When a torque is applied to the creep drive sleeve, the sleeve with the annular certified surfaces is screwed in one direction or the other (depending on the direction of rotation), one of the springs is compressed, and the other is unwound. The torque is transmitted through the screw pairs and springs. At axial displacements of the displacement transducer sleeve, interacting with its certified surfaces, an electric or other signal is produced that is proportional to the magnitude of the transmitted torque. 2 hp f-ly, 3 ill. about sy sp j o about sp 00

Description

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовайо в трансмисси х и испытательных стендах дл передачи и контрол широкого диапазона реверсивного крут щего момента.The invention relates to mechanical engineering and can be used in transmissions and test benches for transmitting and controlling a wide range of reverse torque.

Целью изобретени вл етс расширение диапазона передаваемых нагрузок и повышение точности измерени передаваемого момента.The aim of the invention is to expand the range of transmitted loads and improve the accuracy of measurement of the transmitted moment.

На .фиг,1 показана муфта с жесткой установкой торсионного валика, общий вид; на фиг.2 - то же, с подвижным в окружном направлении торсионным валиком относительно полумуфт, общий вид; на фиг.З - схемы работы муфт в нейтральном положении (о), при передаче крут щего момента, направленного по часовой стрелке () , при направлении вращени против часовой стрелки (6).On .fig, 1 shows a coupling with a rigid installation of the torsion roller, general view; figure 2 is the same, with a torsion roller movable in the circumferential direction relative to the coupling halves, a general view; Fig. 3 shows the schemes of operation of the couplings in the neutral position (o), when transmitting the torque directed clockwise (), when the direction of rotation is counterclockwise (6).

Упруга муфта содержит ведущую 1 и ведомую 2 полумуфты, выполненные В виде втулок с резьбами 3 и 4 на наружных поверхност х. Резьбы 3 и 4 имеют разные направлени винтовой линии. Резьбовые концы 3 и 4 полумуфт охвачены промежуточным элементом 5, вьтолненным в виде втулки, на наружной поверхности которой имеютс две параллельные между собой кольцевые аттестованные поверхности 6 и 7 дл взаимодействи с преобразовател ми 8 (фиг.1) и 9 (фиг.2) перемещений. Между полумуфтами 1 и 2 и втулкой 5 установлены упругие элементы 10 и 1 1, выполненные в виде цилиндрических прорезных пружин, опирающихс дл снижени потерь на трение на упорные подшипники 12 и 13 соответственно . Муфта дополнительно снабжена торсионным валиком 14, размещенным по оси муфты и закрепленным на полумуфтах 1 и 2 жестко в осевом направлении. Торсионный валик 14 при передаче небольших крут щих моментов закреплен с возможностью вращени относительно пoJJyмyфт (фиг, благодар установке упорных подшипников 15 и 16. При передаче больших нагрузок торсионный валик 14 закрепл етс жестко относительно полумуфт (фиг.I). Муфта снабжена сменными торсионными валиками 14 с разными величинами пол рного момента ииерции (разной жесткостью на кручение). Конструктивно полумуфты 1 и 2 имеют разъемные фланцы 17 и 18. .Дл закреплени в осевом направлении торсионного валика 14 предусмотрены гайки 19 и винты 20. Преобразователи 8 и 9 перемещений закреплены на кожухе 21,The elastic coupling contains a lead 1 and a driven 2 half coupling, made in the form of bushings with threads 3 and 4 on the outer surfaces. Threads 3 and 4 have different helix directions. The threaded ends 3 and 4 of the coupling halves are covered by an intermediate element 5, embodied in the form of a sleeve, on the outer surface of which there are two annular certified surfaces 6 and 7 parallel to each other for interaction with the converters 8 (Fig. 1) and 9 (Fig. 2). . Between the coupling halves 1 and 2 and the sleeve 5 are installed elastic elements 10 and 1 1, made in the form of cylindrical slotted springs supported to reduce friction losses on thrust bearings 12 and 13, respectively. The coupling is additionally equipped with a torsion roller 14 placed along the axis of the coupling and fixed on the coupling halves 1 and 2 rigidly in the axial direction. The torsion roller 14, when transmitting small torques, is rotatably fixed with respect to jjmüft (figs due to the installation of thrust bearings 15 and 16. When transferring large loads, the torsion roller 14 is fixed rigidly with respect to the coupling halves (fig.I). The coupling is equipped with interchangeable torsion rollers 14 with different values of polar moment of radiation (different torsional stiffness). Structurally, coupling half 1 and 2 have detachable flanges 17 and 18. Nuts 19 and screws are provided for securing the torsion roller 14 axially 20. The transducers 8 and 9 movements are fixed on the casing 21,

св занном с неподвижным корпусом 22 с помощью рычага 23 и установленном на полумуфтах 1 и 2 с помощью подшипников 24 и 25. При использовании в качестве преобразовател 8 перемещени бесконтактных индуктивных датчиков последние соединены с мостовой схемой 26, усилителем 27, амплитудным детектором 28 и регистрирующим или указывающим прибором 29.connected to the fixed case 22 by means of a lever 23 and mounted on coupling halves 1 and 2 using bearings 24 and 25. When using displacement of non-contact inductive sensors as displacement 8, the latter are connected to bridge circuit 26, amplifier 27, amplitude detector 28 and registering or pointing device 29.

Упруга полумуфта работает следующим образом.Elastic half coupling works as follows.

В процессе сборки муфты подбором длины L торсионного валика 14 в муфте создаетс предварительный осевойDuring the assembly of the coupling, the selection of the length L of the torsion roller 14 in the coupling creates a preliminary axial

нат г, при этом под действием усили Р упругие элементы 10 и 11 сжимаютс . Под действием приложенного к полумуфте 1 крут щего момента, а к полумуфте 2 - момента сопротивлени , происходит относительный поворот полумуфт 1 и 2. При этом благодар тому, что полумуфта I имеет, например, правую резьбу, а полумуфта 2- левую, и полумуфты 1 и 2 жестко св заны между собой в осевом направлении с помощью торсиона 14, происходит осевое смещение промежуточного элемента - втулки 5. При этом, если момеит направлен, иапример , по часовой стрелке (фиг.36 ), промежуточный элемент смещаетс влег- во на величину дН . . так как происМtension, under the action of the force P, the elastic elements 10 and 11 are compressed. Under the action of torque applied to coupling half 1 and coupling half to coupling half 2, a relative rotation of coupling half 1 and 2 takes place. Due to the fact that coupling half I has, for example, a right-hand thread, and coupling half 2 is left-handed, and coupling half 1 and 2 are rigidly connected to each other in the axial direction by means of the torsion 14, an axial displacement of the intermediate element - sleeve 5 occurs. At the same time, if the moment is directed, and for example clockwise (Fig. 36), the intermediate element is shifted by an amount dN . since

ходит ввинчивание втулки 5 на полумуфту 1 и вьшинчиваиие ее с полумуфты 2. Пружина 10 сжимаетс , при этом ее длина Н, . где HO - длина пружины под действием усили РО предварительного осевого нат га; аН, - деформаци пружины .the screwing of the sleeve 5 goes on the coupling half 1 and screwing it from the coupling half 2. The spring 10 is compressed, while its length H,. where HO is the length of the spring under the action of the force RO of preliminary axial tension ha; AN, - spring deformation.

под действием осевого усили , развиваемого винтовой парой под действием приложенного крут щего момента М. Пр 71сииа 11 удлин етс , при этом H2 H, Таким образом,under the action of the axial force developed by the screw pair under the action of the applied torque M. Pr 71cia 11 lengthens, while H2 H, Thus,

приложенный крут щий момент уравновешиваетс осевыми усили ми пружин Передача крут щего момента непосредственно между полумуфтами 1 и 2 через втулку 5 не происходит, так какthe applied torque is balanced by the axial forces of the springs. There is no transfer of the torque directly between the coupling halves 1 and 2 through the sleeve 5, since

момент трени в резьбе мал благода р использованию несамотормоз щей многозаходиой резьбы (или шариковых винтовых пар). Усилие Р осевогоthe moment of friction in the thread is small due to the use of non-braking multi-upright threads (or ball screw pairs). Effort P axial

3131

предварительного нат га выбираетс из услови , чтобы при приложении максимального крут щего момента не происходил отрыв (разгрузка) удлин ющейс пруткины, т. е. А Нр л И „д с , где йН предварительное сжатие пружины усилием Р , л Н - деформаци пружин под действием максимального крут щего момента,.The pre-tension is chosen from the condition that when a maximum torque is applied, the elongation of the rod rods do not break (unload), i.e. A Nr lI dc, where IH spring preload by force P, l N is the deformation of the springs under action of maximum torque ,.

При приложении момента, направленного против часовой стрелки (фиг.З5), втулка 5 смещаетс вправо , пружина 10 удлин етс , а пружина 11 сжимаетс .When a counterclockwise torque is applied (Fig. F5), the sleeve 5 is displaced to the right, the spring 10 lengthens and the spring 11 compresses.

Жесткость пружин 10 и 11 выбираетс из услови , чтобы результирующее осевое усилие л F уравновешивало осевое усилие в винтовых парах, возникающее под действием крут щего момента. Усилие Р„ вл етс функцией величины крут щего момента М и геометрических характеристик винтовых пар, т.е.Р,The stiffness of the springs 10 and 11 is chosen from the condition that the resulting axial force l F balances the axial force in the screw pairs arising under the effect of the torque. The force Pn is a function of the magnitude of the torque M and the geometrical characteristics of the screw pairs, i.e. P,

f (м, t, d), где t - шаг винтовой пары; d - диаметр винтов. f (m, t, d), where t is the pitch of the screw pair; d - diameter of screws.

Дл увеличени максимального пере даваемого момента без увеличени несущей способности винтовых пар и пружин торсионный валик 14 жестко св зываетс с фланцами (фиг.1). В этом случае крут щий момент распредел етс на два потока. Один потокTo increase the maximum transmitted moment without increasing the carrying capacity of the screw pairs and springs, the torsion roller 14 is rigidly connected to the flanges (Fig. 1). In this case, the torque is distributed in two streams. One thread

Передаетс через винтовые пары и пружины, другой - через торсионный валик. Количественно перераспределение момента между потоками происхоит обратно пропорционально жесткос- т м на кручение названных контуров. Подбира необходимую величину попарного момента инерции торсионного валика 14, задают необходимый закон азделени потоков крут щего моментаIt is transmitted through screw pairs and springs, the other through a torsion roller. Quantitatively, the redistribution of the moment between the flows occurs inversely proportional to the torsional stiffness of the mentioned contours. Selecting the required value of the pairwise moment of inertia of the torsion roller 14, set the necessary law for the separation of torque flows

При осевых смещени х втулки 5 преобразователи 8 и 9 перемещений,With axial displacements of the sleeve 5, transducers 8 and 9 displacements,

В аимодейству с аттестованными поверхност ми 6 и 7, вырабатьгаают электрический или другой сигнал, про590584In an action with certified surfaces 6 and 7, an electrical or other signal is generated, pro

порциональный величине пере.даваемог о крут щего момента.the proportional value of the transmission torque.

Симметричное выполнение муфты и промежуточного элемента обеспечиваетSymmetrical execution of the coupling and the intermediate element provides

5 при измерении крут щего момента компенсацию вли ни осевых усилий, изгибающих моментов и температурных полей на точность измерений, так как указанные вли ни при воздействии5 when measuring the torque, the compensation of the effect of axial forces, bending moments and temperature fields on the measurement accuracy, since these effects under the influence of

О на промежуточный элемент (втулку) уравновешивают друг друга и не привод т к перемещени м последнего в осевом направлении. O on the intermediate element (sleeve) balance each other and do not cause the latter to move in the axial direction.

Предлагаема муфта позвол ет пере 5 дать и контролировать с высокой точностью щирокий диапазон реверсивного крут щего момента, снижает динамические нагрузки привода.The proposed coupling allows transmitting and controlling, with high accuracy, a wide range of reverse torque, reducing the dynamic loads of the drive.

Claims

20 Formula of gaining

1. The elastic coupling is mainly for test benches, containing the drive and driven coupling halves, interacting through a non-self-braking screw pair, an elastic link, and a torque measuring unit, which differs from the fact that, in order to expand the range of transmission loads and increase the accuracy of the measurement of the transmitted moment, it is equipped with a torsion roller associated with the coupling halves, an intermediate HbiM element in the form of a sleeve, covering the ends of the coupling halves and the associated

5 with them by means of non self braking multidirectional threads, and the elastic link is made in the form of two springs, each of which is installed between the sleeve and the corresponding coupling half.

2. Coupling according to claim 1, about aphids, so that the torsion roller is mounted rotatably with respect to the coupling halves.

53. A clutch according to claim 1, characterized in that the torsion roller is rigidly associated with the half couplings.

five

(puz.J

FIG. 2

-N