SU1590736A1 - Упруга муфта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению и может использоватьс  дл  приводов регул торов двигателей внутреннего сгорани . Цель изобретени  - обеспечение стабилизации угловой скорости и повышение долговечности за счет улучшени  упругих и демпфирующих свойств. Муфта содержит две концентрично установленные полумуфты (П) 1 и 2 с зубь ми 3 и 4 на взаимно обращенных поверхност х. Между зубь ми размещены упругие элементы в виде пружинных резинометаллических вкладышей (ПРВ) 5 U-образной формой. На внутренних боковых поверхност х (БП) вкладышей 5 выполнены выступы 6. Наружные боковые поверхности ПРВ 5 выполнены выпуклыми. БП зубьев П 1 и 2 выполнены вогнутыми. Радиус кривизны боковых поверхностей ПРВ 5 превышает радиус кривизны БП зубьев П. ПРВ установлены с нат гом в окружном напр жении. Крут щий момент передаетс  от П 1 через ПРВ 5 на П 2. При приложении крут щего момента ПРВ сжимаетс , уменьшаетс  зазор между выступами ПРВ. Увеличиваетс  площадь контакта боковых поверхностей ПРВ и зубьев П 1 и 2. Плавное повышаетс  жесткостью ПРВ. При соприкосновении выступов ПРВ жесткость резко возрастает. 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к машино- 1 ;СТроению, преимущественно дл  приво- I |Дов регул торов двигателей внутренне- ; ;го сгорани .

Целью изобретени   вл етс  обеспечение стабильности угловой скорости и повьшенне долговечности за счет улучшени  упругих и демпфирующих свойств.

На фиг. 1 изображена муфта, осевой . разрез; на фиг. 2 - .сечение на :- ;фиг. 1; на фиг. 3 - 5 - схемы дил, I действукн1р1х на ведомую полумуфту. I Муфта содержит две концентрично ус-

I тановленные полумуфты 1 и 2 с зубь - 1Ф1 3 и 4 на взаимно обращенных по- ; -рерхност х и размещенные между по--. следними упругие элементы 5. Каждый упругий элемент выполнен в виде пру- L жинного резинометаллического U-об- ; разного вкладыша. На внутренних бо- новых поверхност х вкладьшей выполне- : ны выступы 6. Наружные боковые по- верхности вкладьша выполнены выпук- I лыми, а боковые поБерхности зубьев полумуфты выполнены вогнутыми, при этом радиус кривизны боковых поверхностей .вкладьшей. превышает радиус , кривизны боковых поверхностей зубьев : Вкладьшю установлены между зубь ми : полумуфт с нат гом в окружном на- : правле ши. Полумуфты зафиксированы от взаимного осевого перемещени  ; пружинным кольцом.

и-образна  форма работающего на изгиб резинометаллического вкладьша (армированного стальной прг/киной) позвол ет подобрать характеристику муфты, обеспечивающую гашение высоко частотных колебаний угловой скорости ведущей полумуфты не менее , чем на 80% в течение всего срока слубы муфты, так как при этом энерги  - колебаний тратитс  главньм образом на деформацию стальной пружины, не . имеющей гистерезисных потерь, вследствие чего не происходит сощёственнго разогрева и изменени  физических свойств резины. Благодар  тому, что радиус кривизны -криволинейной поверности зуба меньше радиуса кривизны контактирующей с ней наружной боков поверхности вкладыша, зкесткость U- образного вкладыша плавно увели шва етс  при увеличении его сжати  до тех пор. Пока симметрично расположе ные на внутренней поверхности вкла

5

дьша выступы не вход т в соприкосновение .

После этого жесткость вкладыша резко возрастает до момента, когда вкладыш перестает деформироватьс  вообще. Этот переходный участок позвол ет за счет использовани  упругих свойств резины на 20-40% демпфировать нехарактерные дл  длительной эксплуатации возмущени - угловой скорости ведущей полумуфты, имеющие пониженную частоту и соответственно больший период . Предварительно сжатый перед установкой в муфту вкладьш по мере износа своих наружных поверхностей, - соприкасающихс  с зубь ми полумуфт разжимаетс , и свободного хода муфты- не образуетс . При этом понижаетс  нижний предел частот, которые почти полностью погашаютс  муфтой, что улучшает характеристику муфты и увеличивает сдви-г по фазе при передаче полезного-низкочастотного сигнала.

Б месте контакта вкладьш1а с зубом 3 полумуфты действует сила Р Сфиг.З), а на зуб 4 полумуфты 2 - така  же по вел1-1чине, но противоположна  по направлению реакци . Вкладьшг сжимаетс  моментом

М P f,

где f - плечо приложени  силы Р относительно основани  вкладыша .

В собранной му(Ьте реакции Р, деист на зуб 3 и 4 полумуфт 1 и 2 со стороны пары сжатьгх вкладьшей 5, уравновешивают друг друга. Крут щий момент передаетс  от полумуфты 1 чере вкладьшш 5 на полумуфту 2.

Так как муфта используетм  дп  привода вала регул тора (не показан), то величина передаваемого крут щего момента невелика, и при посто нной угловой скорости ведущей полумуфты 1 этот момент равен моменту трени  Мтвала регул тора о смазку.

Значительно большие нагрузки на муфту, св занные с инерционностью вала регул тора, возникают при наложении на посто нную составл -ющую угловой скорости ведущей полумуфты 1, . жестко соединенной с кулачковым валом насоса, высокочастотных колебаний , св занных с периодическим скручиванием кулачкового вала в процессе нагнетани  топлива секци ми насоса, а также с неравномерностью вращени  коленчатого вала, привод щего в Действие кулачковь 1 вал. обусловленной , которьй равен разности моментов

сил Р и PJ

цикличностью работы цилиндров и неравномерностью момента сопротивлени  двигател .

Высокочастотные колебани  угловой скорости ведущей полумуфты 1 должны быть подавлены, а низкочастотные, на которые регул тор должен реагировать, переданы на ведомую полумуфту 2 без искажений.

В св зи с выполнением этих требований различают два режима работы муфты привода регул тора дл; двигател  внутреннего сгорани .

В первом режиме происходит подавление высокочастотных колебаний.

Рассматривают процесс деформации пары вкладьшей 7 и 8 (фиг. 4). Под

р.. и Р : . , М Ис - 3(, - Р,г,)„

где Р и Р - силы, действующие на 5 зуб 4 ведомой полумуфты со стороны вкладьшей 7 и 8;.

г и г1 - плечи приложени  этих сил относительно оси

вращени  муфты.

Фактором, увеличивающим разность Р г - и тем самым жесткость

10

возрастании oi ,  вл етс  увели- 1с чение силы Р и уменьшение силы P . Сила Р, возрастает за счет увеличени  момента М сжани  вкладыша 7 ., зубь ми 3 и 4 полумуфт и уменьшени  плеча f, ее приложени  относительно

действием посто нного момента сопро 20 основани  вкладьппа, так влени  регул тора Н, ведома  полу- тельно -ьший участок ег криволи

нейной наружной поверхности, радиу - кривизны которой больше радиуса кривизны соприкасающейс  с ней криво- 25 линейной поверхности зуба 4, оказываетс  деформированным и прижатым к

зубу 4.

Сила Р{ уменьшаетс  одновременно с увеличением силы Р, , вследствие

муфта 2 поворачиваетс  относ ительно ведущей 1, сжима  вкладыш 7, при этом зазор е между выступами 6 на его внутренней поверхности уменьшаетс  примерно наполовину. При возникновении высокочастотных периодических колебаний угловой скорости ведущей полумуфты 1 вкладьм 7 дополниДУЩеЙ полумуфты l , пж ти  ККЛНПЫ„ль„о , „л„ „од 30 °f .

действием момента инерции Т1, ведомой полумуфты 2 и св занного с ней вала регул тора.

ша 8 с зубь ми 3 и 4 полумуфт и увеличени  плеча f/ ее приложени  относительно основани  вкладыша, так как наружна  поверхность вкладьша « HP , 8 распр мл етс  и ее контакт с по ,а,::™с:, I:T:::I: O - --- - - °ГаГ уг„о;о« скорое™ ведущей полу--« «„Гор Гу ньша. разнос.ь

муфты 1 измен ет свои знак, зазор ер г - Р г и жесткость С,  вл етс 

снова раскрываетс . Ведома  полумуф- едачение плеча-г, приложени  силы

та 2 сохран ет почти J - Т меньшение г, силы Р, .

вую СКОРОСТЬ-вращени , так как жестf, таким образом, до замыкани  зазора

знак до того, как зазор е замыкаетс . Во втором режиме ведома  полумуф50 та 3 реагирует на низкочастотные колебани  угловой скорости ведущей полумуфты 1. Процесс деформации вкладышей показан на фиг. 5.

На посто нную составл ющую угловой

55 скорости ведущей папумуфты 1, кроме высокочастотных колебаний, накладываютс  низкочастотные, имеющие значиг„г Ь :е/ггг„ г™лГ .: ° l JrlOrlJ f J --

ГО элемент и контактирующей с ней криволинейной поверхности зуба.

Жесткость муфты С представл ет собой отношение крут щего момента М, прикладьшаемого к ведомой поду- муфте 2, к углу ее поворота оС относительно ведущей:

. с ti

, которьй равен разности моментов

сил Р и PJ

р.. и Р : . , М Ис - 3(, - Р,г,)„

где Р и Р - силы, действующие на зуб 4 ведомой полумуфты со стороны вкладьшей 7 и 8;.

г и г1 - плечи приложени  этих сил относительно оси

вращени  муфты.

Фактором, увеличивающим разность Р г - и тем самым жесткость

возрастании oi ,  вл етс  увели- чение силы Р и уменьшение силы P . Сила Р, возрастает за счет увеличени  момента М сжани  вкладыша 7 ., зубь ми 3 и 4 полумуфт и уменьшени  плеча f, ее приложени  относительно

полумуфта 1 повора шваетс  относительно ведомой 2 настолько5 что зазор е вкладьш1а 7 выбираетс , выступы 6 Соприкасаютс  и начинают деформировать- с . Хот  противоположно действующие на величину жесткости г-гуфты факторы продолжают сохран тьс  (сила Р вкла- . дыша 7 опускаетс , плечо приложени 

ее,становитс  f., так как по вл етс  нова  опора по выступам 6, сила Р.,, вкладьш  8 поднимаетс  на величину fL относительно основани , в то врем  как радиус г уменьшаетс , а г увеличиваетс ), но жесткость С резко возрастает, ибо она теперь определ етс  сопротивлением к деформации выступов 6, и достигает своего максимума при полном сжатии вкладыша 7, Этот переход позвол ет подавл ть на 20-40% относительно низкочастотные вредные возмущени  угловой скорости ведущей .полумуфты 1, нехарактерные дл  большинства эксштуатащ онных режмов . Наиболее низкочастотные измене- ни  угловой скорости ведущей полумуфты 1, которые  вл ютс  полезными сигналами, например, св занные с изменением момента- сопротивлени  двига тел , передаютс  ведомой полумуфте 2 и валу регул тора без искажений по амплитуде и со сдвигом по фазе, ко

0

j 20 25 зо

торьш не превышает 15 угла поворота кулачкового вала.

Claims (1)

1. Таким образом, благодар  указанному выполнению упругих элементов oeac-- печиваетс  стабилизаци  угловой скорости и повышение долговечности конструкции . Формула изобретени 

   Упруга  муфта преимущественно дл  привода регул тора двигател  внутреннего сгорани , содержаща  две кон- центрично расположенные полумуфты с зубь ми на взаимно обращенных поверхност х и размещенные меаду последними упругие элементы, о т л и ч а ю- щ а   С   тем, что, с целью обеспечени  стабилизации угловой скорости и повышени  долговечности за счет улучшени  упругих и демпс)ирующих характеристик , боковые поверхности зубьев выполнены вогнутыми, каждый упругий элемент выполнен в виде пру- хсинного резинометаллшческого U-об- разного вкладыша с выступами на взаимно обращенных внутренних боковых поверхност х, а его наружные боковые поверхности выполнены выпуклыми с радиусом кривизны, большим- радиуса кривизны боковых поверхностей зубьев, при этом вкладыши установлены с нат гом в окружном направлении.

   8

   с,

   8

   фиг. 5