SU1737177A2 - Предохранительна фрикционна муфта - Google Patents

Abstract

Использование: ограничение величины передаваемого крут щего момента. Сущность изобретени : полумуфты св заны фрикционным диском. Нажимной диск св зан в окружном направлении с отжимной втулкой, подпружиненной относительно нажимного диска отжимной пружиной. Шарики отжимного узла размещены в гнездах переменной глубины, выполненных на упорном диске и отжимной втулке. Сила сжати  регулируемой нажимной пружины передаетс  на нажимной диск через упорную втулку, св занную в окружном направлении с упорным диском. Шарики нажимного узла расположены в гнездах упорной втулки. На обращенной к упорной втулке торцовой поверхности нажимного диска выполнены ответные гнезда под шарики нажимного узла, смещенные относительно гнезд отжимной втулки в окружном направлении на величину,равную половине окружного шага расположени  этих гнезд. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к устройствам дл  передачи крут щих моментов ограниченной величины .

Известна предохранительна  фрикционна  муфта по авт. св. № 1553770, содержаща  соосные ведущую и ведомую полумуфты, св занные по меньшей мере одним фрикционным диском, зажатым между жестко закрепленным на ведущей полумуфте упорным и установленным с возможностью вращени  и осевого перемещени  нажимным дисками посредством нажимного упругого элемента, отжимной узел, содержащий отжимные тела качени , размещенные в гнездах переменной глубины , выполненный на упорном диске и на подпружиненной относительно нажимного диска и св занной с ним в окружном направлении отжимной втулке, нажимной узел, содержащий нажимные тела качени , расположенные в гнездах упорной втулки, св занной в окружном направлении с упорным диском, и в ответных им гнездах, выполненных на обращенной к упорной втулке торцовой поверхности нажимного диска, при этом гнезда отжимной втулки смещены относительно ответных гнезд под нажимные тела качени  на величину, равную половине окружного шага размещени  этих гнезд.

Недостатком муфты  влчетс  низка  долговечность вследствие значительного износа фрикционных пар при буксовании.

Цель изобретени  - повышение долговечности путем уменьшени  износа фрикционных пар.

Поставленна  цель достигаетс  тем. что в предохранительной фрикционной муфте подпружинивающа  отжимную втулку отжимна  пружина выбрана с учетом следующего соотношени :

FnRr

Z

Rcpf (Rtga-rfi ) + Rr

-Zih

CO

С

vi vi

К

(| + htgj8)ctga

где Z - осева  жесткость упом нутой отжимной пружины;

Рп - сила сжати  регулируемой нажимной пружины;

R - радиус сопр гаемых поверхностей нажимного диска и отжимной втулки;

г,п - соответственно радиусы окружностей , на которых расположены нажимные и отжимные тела качени ;

Rep - средний радиус трени  фрикционных дисков;

h - глубина ответных гнезд;

С,- ширина перемычки между соседними ответными гнездами;

f - коэффициент трени  между фрикционными дисками;

fi - коэффициент трени  в св зи между нажимным диском и отжимной втулкой;

Zi - осева  жесткость регулируемой нажимной пружины;

а ,/3- соответственно углы между боковыми поверхност ми гнезд переменной глубины отжимной втулки и ответных гнезд и осевой плоскостью муфты, проход щей через центры соответствующих тел качени .

На фиг.1 изображена предохранительна  фрикционна  муфта, принципиальна  схема; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Предохранительна  фрикционна  муфта содержит ведущую 1 и ведомую 2 полумуфты , св занные между собой посредством фрикционного диска 3. Нажимной диск 4 установлен с возможностью осевого перемещени  относительно св занной с ним при помощи шпонки 5 отжим- ной втулки 6, установленной с возможностью осевого и окружного относительно полумуфты 1 перемещени . Отжим- ные тела качени  в виде шариков 7 размещены в гнездах переменной глубины между упорным диском и отжимной втулкой 6, подпружиненной относительно нажимного диска 4 отжимной пружиной 8.

Прижатие фрикционного диска 3 осуществл етс  регулируемой нажимной пружиной 9, передающей усилие сжати  на нажимной диск 4 через установленную на направл ющей шпонке 10 упорную втулку 11 и нажимные тела качени  в виде шариков 12, расположенных в гнездах втулки 11. На обращенной к упорной втулке 11 торцовой поверхности нажимного диска 4 выполнены ответные гнезда переменной глубины, смещенные в окружном направлении относительно гнезд отжимной втулки 6. на величину, равную половине окружного шага размещени  этих гнезд. Усилие пружины 9 регулируетс  регулировочным элементом 13.

Дл  обеспечени  силового замыкани  фрикционных пар сила пружины 9 должна

превышать усилие пружины 8, которое может быть отрегулировано, например, регулировочными винтами, ввинченными в нажимной диск 4 и опирающимс  на шайбу , установленную между винтами и пружиной 8.

Муфта работает следующим образом. При работе на шариках 7 возникает распорна  сила, стрем ща с  переместить

вправо отжимную втулку 6, чему преп тствует сила пружины 8 и трение на шпонке 5. При передаче номинального крут щего момента перемещение отжимной втулки б отсутствует .

При наступлении перегрузки отжимна  втулка б перемещаетс  вправо, сжима  пружину 8, при этом происходит поворот нажимного диска 4 и шарики 12 попадают в его гнезда. Упорна  втулка 11 перемещаетс 

влево под действием силы пружины 9, в результате чего происходит уравнивание сил пружины 8 и 9, поэтому буксование муфты не сопровождаетс  износом фрикционных пар, что повышает долговечность муфты.

Уравнение равновеси  отжимной втулки 6 при передаче номинального крут щего момента

FP Fni + FTp,(1)

где Fp - распорна  сила на шариках 7;

Fni - начальна  сила сжати  пружины 8:

FTp - сила трени  на шпонке 5. Распорна  сила равна

.(2)

где г - радиус окружности, на которой расположены шарики 7;

а - угол между боковой поверхностью гнезда отжимной втулки б и осевой плоскостью муфты, проход щей через центр шари

ка;

Т- крут щий момент, передаваемый нажимным диском 4:

T (Fn-Fni)Tcpf,(3)

где Fn - начальна  сила сжати  пружины 9;

Rep - средний радиус трени  фрикционных дисков;

f - коэффициент трени  между ними.

Сила трени  на шпонке 5

F4p-Ifi- Fn Fn;t) . (4)

где R - радиус сопр гаемых поверхностей нажимного диска 4 и отжимной втулки 6;

fi - коэффициент трени  в св зи между нажимным диском 4 и отжимной втулкой 6.

Реша  уравнение (1) с учетом выражений (2), (3) и (4), получим:

П1

FnRepf (Rtgg-rfQ RCp f (R tg a - r f i ) + R r

(5)

Условие отсутстви  трени  при буксовании имеет вид:

Рщ + Z X Fn - Zih ,(6)

где Z.Zi - соответственно осева  жесткость пружин 8 и 9;

х-осевое перемещение отжимной втулки б при срабатывании муфты;

h - глубина ответного гнезда нажимного диска 4.

Величина окружного перемещени  нажимного диска 4 в зоне его контакта с шариками 12 составит

y htgЈ + |,

где I- ширина перемычки между соседними ответными гнездами нажимного диска 4;

/ - угол между боковой поверхностью ответного гнезда нажимного диска 4 и осевой плоскостью муфты, проход щей через центр шарика 12.

Соответственно, величина окружного перемещени  отжимной втулки б в зоне ее контакта с шариками 7 равна

yi-y(j + htg/ff).(7)

Тогда величина осевого перемещени  отжимной втулки б составит с учетом выражени  (7)

x yictga y(|-f htg/)ctga. (8)

Подставив результат (8) в выражение (6) с учетом (5), получим:

FnRr-Zih

Z

Rcpf (R tga- rfi) +R r П

-.(9)

-(|-rhtg/)ctga

При расчете величины Z необходимо принимать максимальные значени  параметров Fn и fi и минимальное значение параметра f. При соблюдении указанных условий соотношение (9) удовлетвор етс  во всем рабочем интервале моментов настройки муфты.

Равновесие в окружном направлении нажимного диска 4 при буксовании муфты достигаетс  равенством вращающих моментов , действующих на нажимной диск. Условие равновеси  имеет вид

Tt T2, ,(10)

где П - вращающий момент, создаваемый отжимным узлом;

Т2 - вращающий момент, создаваемый нажимным узлом. Учитыва , что

Tt-n(Fni + Zx)ctgcr,

T2 r(Fn-Zih)ctg/3,

получим с учетом выражений (5) и (8):

,

Следовательно, при определении вели- чины Z необходимо, чтобы параметры в правой части соотношени  (9) удовлетвор ли условию (11).

Элементы муфты привод тс  в исход-, ное состо ние путем поворота нажимного диска 4 вручную. Дл  облегчени  его поворота величина угла «должна быть меньше угла /.

При настройке муфты одновременно регулируютс  пружины 8 и 9. Муфта может иметь большее число фрикционных-дисков 3.

Claims (1)

1. Использование изобретени  позвол ет уменьшить износ фрикционных пар и повысить тем самым долговечность муфты. Формула изоб-ретени 

   Предохранительна  фрикционна  муфта по авт. св. № 1553770, отличающа - с   тем, что, с целью повышени  долговечности путем уменьшени  износа фрикцион- ных пар, подпружинивающа  отжимную втулку отжимна  пружина выбрана с учетом следующего соотношени :

   Fn R r

   z RCpf(Rtg«-rfi) + R-r Л1П

   (| + htgЈ)ctg«

   где Z-осева  жесткость упом нутой отжимной пружины:

   Fn - сила сжати  регулируемой нажим- 35 ной пружины;

   R - радиус сопр гаемых поверхностей нажимного диска и отжимной втулки;

   г,п - соответственно радиусы окружностей , на которых расположены нажимные и 40 отжимные тела качени ;

   Rep средний радиус трени  фрикционных дисков;

   h - глубина ответных гнезд;

   I- ширина перемычки между соседними 45 ответными гнездами;

   f - коэффициент трени  между фрикци- онными дисками;

   fi - коэффициент трени  в св зи между нажимным диском и отжимной втулкой; 50 Zi - осева  жесткость регулируемой нажимной пружины;

   а, соответственно углы между боковыми поверхност ми гнезд переменной глубины отжимной в,тулки и ответных гнезд и 55 осевой плоскостью муфты, проход щей через центры соответствующих тел качени .

   А-А

   увеличено