UA114916C2

UA114916C2 - TORTE EASY CLUTCH

Info

Publication number: UA114916C2
Application number: UAA201501405A
Authority: UA
Inventors: Адольф Ісаакович Ценципер
Original assignee: Адольф Ісаакович Ценципер
Priority date: 2015-02-19
Filing date: 2015-02-19
Publication date: 2017-08-28

Abstract

Винахід належить до машинобудування. Торцева пружна муфта містить з'єднувальний елемент, виконаний у вигляді циліндричного стрижня, встановленого в зазорі між валами, у торцях валів виконано пази. На валах установлено зовнішню втулку, на циліндричному стрижні розміщено еластичну втулку. Зазначені пази розташовані перпендикулярно осям валів, виконані наскрізними циліндричними та охоплюють бічну поверхню стрижня. Торцеві поверхні останнього виконано радіусом, що дорівнює радіусу з'єднуваних валів. Торцеві поверхні циліндричного стрижня, еластичної втулки та бічні поверхні з'єднуваних валів, спряжені із внутрішньою поверхнею зовнішньої втулки. Технічним результатом є збільшення площі робочих поверхонь, рівномірний розподіл напруження та можливість передавати більший крутний момент.The invention relates to mechanical engineering. The end elastic coupling contains a connecting element made in the form of a cylindrical rod mounted in the gap between the shafts, at the ends of the shafts grooves are made. An outer sleeve is installed on the shafts, an elastic sleeve is placed on the cylindrical rod. These grooves are located perpendicular to the axis of the shafts, made through cylindrical and covering the lateral surface of the rod. The end surfaces of the latter are made with a radius equal to the radius of the connected shafts. The end faces of the cylindrical rod, the elastic sleeve and the lateral surfaces of the connecting shafts are connected to the inner surface of the outer sleeve. The technical result is an increase in the area of the work surfaces, a uniform distribution of stress and the ability to transmit more torque.

Description

Винахід належить до машинобудування деталей машин загально технічного призначення, зокрема, до муфт - механізмів, призначених для з'єднання співвісних валів і передачі ними крутного моменту від ведучого вала до веденого.The invention belongs to mechanical engineering of parts of machines of general technical purpose, in particular, to couplings - mechanisms intended for connecting coaxial shafts and transmitting torque from the driving shaft to the driven one.

Широке поширення одержали торцеві пружні муфти, які при передачі крутного моменту дозволяють компенсувати незначні відхилення валів, що допускаються (радіальні, осьові, кутові, іноді і їх комбінації), від їх правильного геометричного розташування. Крім того, наявність будь-якого пружного елемента в складі таких муфт дає можливість згладжувати (демпфірувати) вібрації та різкі зміни величини передаваного крутного моменту при остановах-запусках і реверсивному ходу.End elastic couplings, which during the transmission of torque, allow to compensate for slight deviations of permissible shafts (radial, axial, angular, sometimes their combinations) from their correct geometrical arrangement have become widespread. In addition, the presence of any elastic element in the composition of such couplings makes it possible to smooth out (dampen) vibrations and sudden changes in the magnitude of the transmitted torque during stop-start and reverse movement.

Відоме з'єднання валів (патент на корисну модель Мо 62676 "З'єднання валів" МПК 168 31/00, Е160 1/00, Україна, Бюл. Мо 17, 2011 р.), що містить у собі ведучий і ведений вали, котрі з'єднуються між собою диском зі стрижнями по обидва боки, на яких виконано різі. При цьому стрижні виконано ексцентрично відносно загальної вісі з'єднуваних валів і вгвинчуються в їхні торці. Основний недолік такого технічного рішення полягає в тому, що при монтажу-демонтажу з'єднання в обов'язковому порядку потребує розсування з'єднуваних валів, що найчастіше неможливо або важко здійснити. Крім того, при вгвинчуванні стрижнів з диском у з'єднувані вали практично неможливо досягти повного збігу циліндричних поверхонь з'єднуваних валів із циліндричною поверхнею диска, що може викликати дисбаланс обертових валів, а отже, знижує міцність конструкції.A known shaft connection (utility model patent Mo 62676 "Shaft connection" IPC 168 31/00, E160 1/00, Ukraine, Bul. Mo 17, 2011), which includes a driving and driven shaft, which are connected to each other by a disk with rods on both sides, on which cuts are made. At the same time, the rods are made eccentric relative to the common axis of the connecting shafts and are screwed into their ends. The main disadvantage of such a technical solution is that during installation and disassembly, the connection necessarily requires moving the connected shafts, which is often impossible or difficult to do. In addition, when screwing the rods with the disk into the connected shafts, it is practically impossible to achieve a complete coincidence of the cylindrical surfaces of the connected shafts with the cylindrical surface of the disk, which can cause an imbalance of the rotating shafts, and therefore reduces the strength of the structure.

Найбільш близьким технічним рішенням є з'єднання валів (Патент РФ 2036340 "Соединение валов", МПК Е1601/00, опубл. 27.05 1995), що містить з'єднувальний елемент у вигляді циліндричного стрижня і розміщений в осьовому зазорі між взаємооберненими торцями з'єднуваних валів, профільовані кінці якого розміщено у відповідних пазах валів і обкреслені у вигляді двох взаємоперпендикулярних напрямках дугами окружностей.The closest technical solution is the connection of shafts (RF Patent 2036340 "Soedinenie valov", IPC E1601/00, publ. 27.05 1995), which contains a connecting element in the form of a cylindrical rod and is placed in the axial gap between the opposite ends of the connected shafts, the profiled ends of which are placed in the corresponding grooves of the shafts and outlined in the form of two mutually perpendicular directions by arcs of circles.

Недоліками такого з'єднання валів є суттєві обмеження величини передаваного крутного моменту, оскільки циліндричний елемент виконано з ексцентриситетами, що створює різні по величині радіальні навантаження, які в результаті порушують баланс обертових мас. При цьому, за твердженням автора, надійність з'єднання валів підвищується зі збільшенням ексцентриситету, а це, у свою чергу, призводить до ще більшого дисбалансу обертових мас.The disadvantages of such a connection of shafts are significant limitations of the magnitude of the transmitted torque, since the cylindrical element is made with eccentricities, which creates radial loads of different magnitudes, which as a result disturb the balance of the rotating masses. At the same time, according to the author, the reliability of the shaft connection increases with an increase in eccentricity, and this, in turn, leads to an even greater imbalance of rotating masses.

Зо Складання-розбирання з'єднання потребує, хоча й незначного, розсування валів. У запропонованому з'єднанні також відсутня можливість компенсації загальноприйнятих припустимих відхилень з'єднуваних валів (радіальні, осьові, кутові, іноді та їхні комбінації) від їх правильного геометричного розташування. Крім того, недоліком є технологічна складність виготовлення циліндричного елемента, що потребує спеціальної оснастки та спеціального устаткування для одержання сполучних трьох дугових поверхонь (К1, К2, КЗ), які виконуються на з'єднуваних валах та ексцентрично в циліндричному елементі. Всі вищезазначені недоліки знижують міцність конструкції.For assembly-disassembly, the connection requires, albeit slightly, moving the shafts apart. In the proposed connection, there is also no possibility of compensating the generally accepted permissible deviations of the connected shafts (radial, axial, angular, sometimes and their combinations) from their correct geometric arrangement. In addition, the disadvantage is the technological complexity of manufacturing the cylindrical element, which requires special equipment and special equipment to obtain the connecting three arc surfaces (K1, K2, KZ), which are performed on the connecting shafts and eccentrically in the cylindrical element. All the above-mentioned disadvantages reduce the strength of the structure.

В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення конструкції торцевої пружної муфти, у якій збільшення площі робочих поверхонь елементів муфти, що передають крутний момент, приводить до рівномірного розподілу напружень, підвищуючи, тим самим, і міцність конструкції, і можливість передавати більший крутний момент.The basis of the invention is the task of improving the design of the end elastic coupling, in which the increase in the area of the working surfaces of the torque-transmitting coupling elements leads to a uniform distribution of stresses, thereby increasing the strength of the structure and the ability to transmit a greater torque.

Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в торцевій пружній муфті що містить з'єднувальний елемент, виконаний у вигляді циліндричного стрижня, встановленого в зазорі між валами, у торцях яких виконано пази, відповідно до винаходу на валах установлено зовнішню втулку, на циліндричному стрижні розміщено еластичну втулку, а торці циліндричного стрижня виконано радіусом, що дорівнює радіусу з'єднуваних валів, пази виконано наскрізними циліндричними, перпендикулярно осям валів, при цьому циліндричний стрижень, еластична втулка та з'єднувані вали, спряжені із внутрішньою поверхнею зовнішньої втулки.The problem is solved due to the fact that in the end elastic coupling containing the connecting element, made in the form of a cylindrical rod, installed in the gap between the shafts, the ends of which have grooves, according to the invention, an external sleeve is installed on the shafts, the cylindrical rod is placed elastic sleeve, and the ends of the cylindrical rod are made with a radius equal to the radius of the connecting shafts, the grooves are made through cylindrical, perpendicular to the axis of the shafts, while the cylindrical rod, elastic sleeve and connecting shafts are coupled to the inner surface of the outer sleeve.

Наявність на торцях з'єднуваних валів наскрізних циліндричних пазів, у яких установлено циліндричний стрижень, дозволяє збільшити контактуючі робочі площі та знизити напруження, що виникають при деформації крутіння. Крім того, при складанні-розбиранні всього з'єднання не потрібно здійснювати розсування валів.The presence of through cylindrical grooves on the ends of the connected shafts, in which a cylindrical rod is installed, allows you to increase the contacting working areas and reduce the stresses that occur during torsional deformation. In addition, when assembling and disassembling the entire connection, it is not necessary to move the shafts apart.

Наявність еластичної втулки дозволяє, з одного боку, компенсувати при складанні припустимі відхилення з'єднуваних валів від їх правильного геометричного розташування, з іншого - згладжувати (демпфірувати) різкі зміни величини передаваного крутного моменту, забезпечуючи плавну безшумну роботу муфти.The presence of an elastic sleeve allows, on the one hand, to compensate for permissible deviations of the connected shafts from their correct geometrical location during assembly, and on the other hand, to smooth out (dampen) sharp changes in the magnitude of the transmitted torque, ensuring smooth, silent operation of the coupling.

Наявність зовнішньої втулки, усередині якої розміщено циліндричний стрижень із еластичною втулкою, установлені в наскрізні циліндричні пази на торцях з'єднуваних валів, дозволяє рівномірно розподілити напруження від радіальних зусиль, що виникають при бо передачі крутного моменту.The presence of an external bushing, inside which a cylindrical rod with an elastic bushing is placed, installed in through cylindrical grooves on the ends of the connecting shafts, allows to evenly distribute the stress from the radial forces that arise during torque transmission.

На наведених кресленнях показано запропоновану торцеву пружну муфту:The following drawings show the proposed end elastic coupling:

Фіг. 1 - рронтальна проекція муфти,Fig. 1 - horizontal projection of the coupling,

Фіг. 2 - горизонтальна проекція муфти в осьовому розрізі А-А,Fig. 2 - horizontal projection of the coupling in the axial section A-A,

Фіг. З - муфта в розрізі Б-Б.Fig. C - coupling in section B-B.

Запропонована торцева пружна муфта містить з'єднувані вали 1 і 2, на торцях яких перпендикулярно їхнім осям виконано наскрізні циліндричні пази З, у яких розміщено циліндричний стрижень 4 з надітою на нього еластичною втулкою 5. Поверхні торців стрижня 4 виконано циліндричними радіусом, що дорівнює радіусу з'єднуваних валів 71 і 2. Кінці з'єднуваних валів, 1 і 2, циліндричний стрижень 4 з еластичною втулкою 5 сполучені з внутрішньою поверхнею зовнішньої втулки б, що надіта на з'єднувані вали 1 і 2. Для забезпечення безпеки при можливій вібрації муфти зовнішня втулка б обмежена в осьовому переміщенні наявністю пружних розрізних кілець 7, установлених на з'єднуваних валах 1 і2 з обох її торців.The proposed end elastic coupling contains connected shafts 1 and 2, on the ends of which perpendicular to their axes are made through cylindrical grooves З, in which a cylindrical rod 4 is placed with an elastic sleeve 5 put on it. The surfaces of the ends of the rod 4 are made with a cylindrical radius equal to the radius connecting shafts 71 and 2. The ends of connecting shafts, 1 and 2, a cylindrical rod 4 with an elastic sleeve 5 are connected to the inner surface of the outer sleeve b, which is worn on connecting shafts 1 and 2. To ensure safety in case of possible vibration the outer sleeve of the coupling would be limited in axial movement by the presence of elastic split rings 7 installed on the connecting shafts 1 and 2 from both its ends.

Складання торцевої пружної муфти відбувається в такий спосіб. На один з кінців співвісних з'єднуваних валів 1 або 2 до початку монтажу надівається зовнішня втулка 6 і відводиться уздовж вісі вала. Між з'єднуваними валами 1 і 2 установлюється необхідний монтажний зазор І.Assembly of the end elastic coupling occurs in the following way. An outer sleeve 6 is put on one of the ends of the coaxial connecting shafts 1 or 2 before the start of installation and is removed along the axis of the shaft. Between the connecting shafts 1 and 2, the necessary mounting gap I is established.

Далі поворотом одного зі з'єднуваних валів 1 або 2 їх орієнтують так, щоб наскрізні циліндричні пази З на торцях обох валів були розташовані симетрично опозитно. Потім у зоні монтажного зазору І у наскрізні циліндричні пази З з'єднуваних валів 1 і 2 установлюють циліндричний стрижень 4 з еластичною втулкою 5. Після цього зовнішня втулка б переміщується уздовж вісі з'єднуваних валів 1 і 2 та встановлюється симетрично щодо циліндричного стрижня 4, забезпечуючи робочий стан. Від осьового переміщення зовнішньої втулки б уздовж вісі з'єднуваних валів 1 і 2 вона фіксується стандартними розрізними пружинними кільцями 7, які встановлюються в кільцевих проточуваннях з'єднуваних валів 1 ії 2. Складання завершено.Next, by turning one of the connecting shafts 1 or 2, they are oriented so that the through cylindrical grooves З on the ends of both shafts are symmetrically opposite. Then, in the zone of the mounting gap I, a cylindrical rod 4 with an elastic sleeve 5 is installed in the through cylindrical grooves of the connecting shafts 1 and 2. After that, the outer sleeve b is moved along the axis of the connecting shafts 1 and 2 and is installed symmetrically with respect to the cylindrical rod 4, ensuring working condition. From the axial movement of the outer sleeve b along the axis of the connecting shafts 1 and 2, it is fixed by standard split spring rings 7, which are installed in the annular grooves of the connecting shafts 1 and 2. The assembly is completed.

Розбирання здійснюється у зворотному порядку.Disassembly is carried out in reverse order.

Торцева пружна муфта працює в такий спосіб.The end spring coupling works in the following way.

Крутний момент від одного вала до іншого (1 або 2) передається через робочі поверхні циліндричного стрижня 4, еластичну втулку 5 і наскрізні циліндричні пази З на торцях валів! і2 по всьому їхньому діаметральному перерізу. При передачі крутного моменту на робочихThe torque from one shaft to another (1 or 2) is transmitted through the working surfaces of the cylindrical rod 4, the elastic sleeve 5 and through cylindrical grooves Z on the ends of the shafts! and2 throughout their diametrical section. When transferring torque to workers

Зо поверхнях наскрізних циліндричних пазів З з'єднуваних валів 1 і 2, еластичної втулки 5 і циліндричного стрижня 4 виникають радіальні й осьові зусилля. Осьові зусилля сприймають стандартні підшипникові вузли (на фіг. не показано), звичайно встановлювані в механізмах з обертовими валами. Радіальні зусилля сприймаються зовнішньою втулкою 6, рівномірно розподіляючись по її внутрішній поверхні. Ці зусилля являють собою деформацію зминання, що у порівнянні з іншими деформаціями в опорі матеріалів мають найбільш припустимі напруження.Radial and axial forces arise from the surfaces of the through cylindrical grooves of the connecting shafts 1 and 2, the elastic sleeve 5 and the cylindrical rod 4. Axial forces are received by standard bearing units (not shown in the figure), usually installed in mechanisms with rotating shafts. Radial forces are perceived by the outer sleeve 6, being evenly distributed over its inner surface. These forces represent a crumpling deformation that, compared to other deformations in the resistance of materials, has the most permissible stresses.

Поперечний діаметр циліндричного стрижня 4 розраховується, виходячи із заданого крутного моменту на з'єднуваних валах 1 і 2 та величини монтажного зазору І.The transverse diameter of the cylindrical rod 4 is calculated based on the specified torque on the connecting shafts 1 and 2 and the size of the mounting gap I.

Запропонована торцева пружна муфта дозволяє, не порушуючи властивостей, передавати крутний момент в реверсному режимі.The proposed end elastic coupling allows, without violating the properties, to transmit the torque in the reverse mode.

Claims

FORMULA OF THE INVENTION An end elastic coupling containing a connecting element made in the form of a cylindrical rod installed in the gap between the shafts, the ends of the shafts are grooved, which is distinguished by the fact that the shafts are equipped with an external sleeve, an elastic sleeve is placed on the cylindrical rod, and these grooves are located perpendicular to the axes of the shafts, are made through cylindrical and cover the side surface of the rod, the end surfaces of which are made with a radius equal to the radius of the connecting shafts, while the end surfaces of the cylindrical rod, the elastic sleeve and the side surfaces of the connecting shafts are coupled with the inner surface of the outer sleeve.