SU561524A3 - Муфта свободного хода - Google Patents

Description

(54) МУФТА СВОБОДНОГО ХОДА

попумуфт услови  заклинивани  выр ажа1огс  следуюней зависимостью:

rt.Siiitp

ксо5Ф + т sm -т-- i

&i«/9

где ОС - радиус рабочей поверхности наружной полумуфты;

(р - угол трени  между всеми контактирующими поверхност ми;

- центральный угол, превышающий угол трени  If, :

н т - координаты точки Р отаосительно осей перпендикул рной и параллельной плоской поверхности , причем эта точка лежит на далиндрической поверхности башмака в месте пересечени  ее радиусом, перпевдикул р а1м плоской поверхности башмака.

Муфта может быть снабжена телами заклинивани , установлею1Ь МИ симметрично относительно внутренней полумуфты, иш5 трем  телами заклинивани , причем внутренн   полуглуфта имеет треугольную форму.

Дл  уменьшени  трегш  6aujMaKa по контактным поверхност м башмак выполнен из бронзы или его поверхность имеет соответствующие покрыти .

Угол тре1ш  ползуна по рабочей поверх} ости наружной полумуфты больше угла трени  башмака по ползуну и по рабочей поверхности внутренней полумуфты, например, в отношении 15/10. Дл  увеличен ,,  утла трени  между ползуном и рабочей поверхностью наружной полумуфты их поверхности контакта выпо.таены коь-усным5, двухконусными или мнoгoкoнycны й.

Дл  ограничени  обратного хода ползу юв под действием инерционных сил на внутренней полумуфте выполнены зшоры.

Кроме TQIO, пружина, подйшмающа  тела заклинивани , вьшолнена в виде пружз- ны раст жени  или сжати .

Такое выполнение муфты позвол ет упрост пь технологию изготовлени , снизить стоимость, уменьшить трение башмака по ползуну и по рабочей поверхности внутренней полумуфты, органишвает обратный ход полз) под действием инерциоишгх сил и увеличивает угол трени  между ползугюм и рабочей поверхностью наружной полумуфты.

На фиг. 1 схематически показана муфта свободного хода, общий вид; на фиг. 2 - то же, вариант; па фиг. 3 - поперечное сечение А-А фиг. 2; на фиг. 4-6 - 1уфта, варианты; иа фиг. 7 - муфта свободного ::oiui с канавками; на фиг. 8 - рабоча  поверхность наружной полумуфты, изображенной на фиг. 7; па фиг. 9 - реверсивна  муфта; на фиг. lOjuiiia схема определени  геометрических разме|Х1в деталей и их расположение в муфте.

Муфта cBo6o;uioro хода содержит концентричко расположенные внутр:Ч ют 1 и наружную 2 полумуфгы . имею1Ш{е соответственно плоские 3 и цилимд|Нчсскую 4 рабоою поверхности, и взаимо;11Чктвукппне с ними погатружипеные заклипиваю1Цие злементы. Каждый заклинивающий элемент

состоит из двух частей: ползуна 5 в виде бруска,

касающегос  рабочей поверхности 4 наружной

полумуфты по дуге поверхност ми 6 и 7, и башмака 8, имеющего в сечении форму сегмента и

скольз щего своей плоской поверхностью 9 по

рабочей поверхности 3 внутренней полумуфты 1.

Сопр жение ползуна 5 и башмака 8 осзоцествл етс 

по вдлиндрическим поверхност м 10 и 11, ось

которых смещена относительно оси муфты перпендикул рной плоской рабочей поверхности 3 внутренней по.пумуфты 1. Посто нный контакт всех соприкасающих поверхностей муфты осуществл ютс  прзокинами 12, количество которых

соответствует числу тел заклинивани . Кажда  пружина i 2 расположена между ползуном 5 и внутренней полумуфтой 1.

Работает муфта следующим образом. При вращегош наружной полумуфты 2 против часовой стрелки происходит взаимное перемещение башмаков 8 и .ползунов 5 до тех пор, пока не произойдет их заклинивание между рабочими поверхност ми 3 и 4 полумуфт. В таком положении осуществл етс  передача вращени  от наружной

полумуфты к впутренней. При вращении наружной полумуфты относительно внутренней по часовой стрелке происходит расклинивание йолзупа 5 и полумуфта 2 может свободно поворачиватьс  отаосительно полумуфты 1. Сопротивление враще мю в этом случае обуслав тиваетс  моментом, создаваемым пружинами 12.

В муфте свободного хода, изображенной на фиг. 2 и 3, каждьп ползун 5 имеет одну сплошную поверхность контакта 13 с рабочей поверхностью 14

наружной полумуфты 2. Однако дл  обеспечени  надоитости их сцеплени  взаимодействующие поверхности в сечепии вьшолнены коническими.

В муфте, изображенной на фиг. 4, каждый ползун 5 имеет две контактные поверхности 6 и 7,

касающиес  по дуге цилиндрической рабочей поверхности 4. При зтом угол между контактными поверхност ми выбран наибольшим, исход  из услови  нормальной работы муфты.

в муфте свободного хода, изображенной на.

фиг. 5. на каждый ползун 5 действуют две пружины раст жени  15 и сжати  16, расположенные так, что их совместное усилие направлено тангенциально. На фиг. 6 и 7 показана муфта, в которой

предуслютрень опорные площадки 17 дл  ограничени  амшшту.-м./ обратного инерционного хода ползунов 5, 4 усили  пружин 12, действующих на ползун, направлены тангенциальпо.

На контакт1 ых поверхност х ползуна 5 и наружной полумуфты 2 предусмотрены соответственно осевые 18 и кольцевые 19 канавки (см. фиг. 7 и 8). Пересечение этих канавок делит контактную поверхность на сетку из кснтактпых площадок, что предотвращает образование пленки масла между

ползуном 5 и наружной полум -фтой 2, В реверсивной муфте (см фиг. 9) ползун 5 и башмак 8 относительно осиу-V могут занимать одно из двух симметричных положений. Заклинивающие элементы удерживаютс  в одном из положений управл ю цим устройством (на четреже не показано). Дл  определени  геометрических размеров деталей и их расположени  в описанной муфте свободного хода обратимс  к схеме муфты, показанной на фиг. 10. Рассмотрим услови  заклинивани  ползуна 5 опирающегос  в точках В и С на поверхность 4. Если (f - предельный угол трени  в точках соприкосновени  между ползуном 5 и поверхностью 4, то дл  заклинивани  в точке В или С надо, чтобы силы, прижимающие ползун к поверхности скольжени , образовывали соответственно с радиусом ОБ и ОС углы, меньшие или равные угпу ip. Геометрической суммой этих скл заклинивани   вл етс  сипа D, действ тоща  на ползун 5 со стороны башмака 8, воспри1шмаю1цего давление внутренней полумуфты 1. Дл  достиже1ш  заклинивани  достаточно, чтобы сила D пересекла отрезок ОЕ в точке F, расположенной между точками О и Е. Точка Е  вл етс  точкой пересечени  касательных , исход щих из т. В и Р, к окружности радиуса G - радиуса трени  ползуна. При таком расположении вектора силы О обеспешваетс  равновесие башмака 8. Если угол - предельньв тол скольжени  башмака 8 по обеим контактным поверхност м 3 и П (дл  упрощени  предполагаем, что он одинаков дл  обеих поверхностей), то вектор силы D наклоиен в сторону, стрелки Н на угол sf относительно радиуса D цилиндрической поверхлости 10 башмака 8, перпендикул рного поверхности 3, и касаетс  окруж ости с центром в точке , образованной радиусом 3 sin у. Из чертежа видно, что рассто ние от центра муфты О до вектора силы D равно К ECOS V/+m sin V/, (1) где Сит - координать точки Р относительно центра Точка Р лежит на цилиндрической поверхности Ш ба мака 8 в месте.-пересечени  ее радиуса, перпендикул ного поверхности 3 и вектора О. В треугольнике СОЕ OBsin|3 OCsin , откуда где - угол между ОС и осью муфты X-X. Очевидно, что пр ма  ОЕ наклонена на угол р оси Х-Х. Длина отрезка ОЕ, определ ема  по формул ( 2), представл ет собой максимальное paccTQBiffi вектора силы D от центра 0. Определив положение вектора силы D и точки можно проверить, соблюдено ли условие закли нивани , то есть проходит ли вектор между точка ми О и Е. Если sinii .f, что бывает когда все детали фты изготовлены из одного материала и состо е их поверхности одинаково, то вектор D перпенкул рен ОЕ и его рассто ние от точки О равно к OF 6cos Iff -I- m sin f. (3) Условие заклинивани  в этом случае имеет вид: к Есо9Ф- т&||т«Р-ОС---г;гоо ( / де ОС - радиус цилиндрической рабочей поверхости наружной полу муфты. Дл  нормальной работы механизма кроме облюдени  условий заклинивани , надо учитывать слови  обгона. Дл  этого необхогшмо, чтобы адиус ОР образовывал с вектором D утол, большй угла трени , то есть: V г//7г/ Pco&V m tf , (5) Вторым условием  втшетс  свободное п гаскальзывание ползуна 5. Дл  этого достаточно, чтобы ;3 . (6) Формулы (4,5,6) позвол ют онределить конфигурацию механизма, причем эти формулы можно обобщить дл  более сложных случаев (двухконусна  поверхность на фиг. 4, где i// sff). Дл  получени  запаса прош{ости можно брать другие величины (3 и утла СОР в формулах (4) и (6). Дл  практического применени  необходимо в. зависимости от коэффициентов определ ть расчетом и;ги экспериментально оптимальные велиЩ1ны и m - координаты точки Р. Из изложе{шого выще  сно, что услови  нормальной работы муфты свободного хода согласно изобретению тем легче соблюдаютс , чем коэффициенты трени  ф башмака 8 по поверхности 3 и ползуну 5 меньше, а коэффициент т{)енн  tf ползуна 5 по поверхности 4 - выще. Отнощение р1ф должно иметь величину пор дка 15/10. По этому бащмак изготавливают из бронзы, антифрикционных сплавов или пластмасс. Коэффициент трени  можно уменьщить с помощью футеровки И.ЛИ сульфатации. Башмаки могут быть и стальными, но желательно их сульфатировать. В некоторых случа х бащмаки могут быть из чзтуна. Ползуны со сплошной поверхностью контакта могут покрыватьс  материалом с высоким коэффициентом трени , как, например, накладки в тормозах. В этом случае контактным поверхност м придают двух- или многоконусный профиль, как зто показано на фиг. 3, что позвол ет получать необходимый коэффициент трени  v, который больше угла трени  при цилиндрических контактных поверхност х. При наличии двух контактных зон между ползуном 5 и цилиндрической поверхностью 4 угол вое (см. фиг. 4) между этим контактными зонами можно увеличить, не превыша  верхний предел по формуле (6).

Claims (15)

1.Муфта свободного хода, содержаща  кон14кнтричио расположенные наружную и В11 реннюю полумуфты и установленные между ними подпружиненные заклиниваншлие элементы, каждый нз которых состоит из ползуна н башмака, сопр гающихс  между собсж по поверхности вращени  н взаимодействующих соответственно с рабочими поверхност ми наружной н внутренней полумуфт, отличающа с  .тем, что, с целые упрощени  технологии изготовлени  и снижени  стоимости муфты, взаимоденствуншдае между собой рабочие поверхности внутренней полумуфты и башмака выполнены плоскими, а ось поверхности вращени  последнего смещена относительно осевой плоскости муфты, перпендикул рной рабочим поверхност м.

2.Муфта по .п. ), о т л и ч а ю щ а-  с   тем, что каждый ползун выполнен в виде бруска, контактирующего с рабочей поверхностью наружной полумуфты по дуге в двух местах.

3.Муфта по п. ),отличающа с  тем, что башмак выполнен в виде цилиндра, срезанного плоскостью, параллельнш его образующим, причем радиус цилиндра составл ет от 20 до 6€% от радиуса рабочей поверхности наружной полумуфты.

4.Муфта по пп. 1-3, отличающа с  тем, что координаты оси поверхности враи|ени  бащмака св заны с коэффициентами трени  ползуна по рабочей поверхности внутренней полумуфты к по поверхности вращени  ползуна следующей зависимостью:

Есоэу Ж &ш V

где Е и m - координаты точки Р относительно осей перпендикул рной и параллельнсй плоской поверхности башмака, причем эта лежит на цилиндрической поверхноста башмака в месте пересечени  ее радиусом, пе{Я}енД11кул { шм к плоской поверхности бащмака;

ф - угол трени  бащмака по обеим его ка тактным поверхжкт м.

5.Муфта по пп. 1-3, отличающа с  тем, что центральный утоп между двум  местами контакта ползуна с наружной полумуфтой равен   - 2/3 и составл ет от 90 до 160°, где - центральный угол, превышающий угол трени  i между ползуном и рабочей поверхностью наружной попумуфты.

6.Муфта по пп. 1-5, отличающа с  тем, что при равных углах трени  ползуна и башмака по

рабочим поверхност м наружной и внутренней полумуфт услови  заклинивани  выражаютс  следующей зависимостью:

Н COS Ц -W 51и «f ОС

&ч ГТ 1

где ОС - радиус рабочей поверхностн наружной полумуфты

V - угол трени  между всемн контактирующими поверхност ми;

0 -., центральный угол, превышающий угол трени 

и m - координаты точки Р относительно осей перпендикул рной и параллельной плоской поверхности бащмака, причем зта точка лежит на цилиндрической поверхности бащмака в месте пересечени  ее радиусом, перпендикул рным плоской поверхности бащмака.

7.Муфта по пп. 1-6, отличающа с  тем, что два тела заклинивани  установлены симметрично относительно внутренней полумуфты.

8.Муфта по пи. 1-7, отличающа с  ,тем, что, с целью уменьшени  трени  башмака по ползуну и по рабочей поверхностн внутренней полумуфты , башмаки вьтолнены из бронзы.

9.Муфта ио пп. 1-7, отличающа с  тем, что, с целью уменьшени  трени  бащмвка по ползуну и по рабочей поверхлости внутренней полумуфты , поверхности башмака имеют покрыти .

10.Муфта по 1ш. 1-9, о т л н-ч а ю щ а   с   ,тем, что угол трени  ползуна по рабочей поверхности наружной полумуфты больше угла трени  башмака по ползуну и по рабочей поверхности внутреннш полумуфты, например, в отпошенш IS/10.

11.Муфта по п. iO, отличающа с  тем, что, с целью увеличени  угла трени  между ползуном и рабочей поверхмюстью наружной полумуфты, их поверхности контакта выполнены к жусными, двухконусными или многоконусными.

2. Муфта по п. 11,. отличающа с  ,тем, что внутренн   полумуфта имеет треугольную фс му и снабжена трем  телами заклинивани .

13.Муфта по Ш1. 1-12, отличающа с  тем, что, с целью ограничени  обратного хода ползунов под действием инерционных сил, на внутренней по умуфте вьшолнены упоры.

14.Муфта по пп. 1-13, отличающ а   с   тем, что пружина, поджимающа  тела заклинивани , выполнена в виде пружины сжати .

15.Муфта по пп. 1-13, отличающа с  тем, что пружина поджимающа  тела заклинивани , выполнена в виде пружины раст жени .

//

4 У

s

Фиг.1

А -А

/4

(риг.З