Муфта зубчатая предохранительная
Муфта зубчатая предохранительная относится к устройствам транспортного машиностроения и может быть использована для передачи крутящего момента ограниченной наибольшей величины для предохранения от поломок при перегрузках, возникающих в исполнительном механизме. Задачей заявляемой полезной модели является возможность регулирования передаваемого крутящего момента, повышение надежности и долговечности муфты, уменьшение габаритов.
Муфта зубчатая предохранительная содержит установленные на валах ведущую и ведомую полумуфты с элементами сцепления на взаимообращенных поверхностях, выполненные в виде торцевых зубьев с углом наклона рабочих граней. Ведущая полумуфта выполнена с центрирующим цилиндром и имеет центральное зубчатое отверстие, а ведущий вал снабжен зубьями, выполненными с возможностью взаимодействия с центральным зубчатым отверстием ведущей полумуфты. На ведомой полумуфте выполнен цилиндрический поясок на который установлена обойма. Механизм управления муфты содержит вилку включения, установленную в кольцевой проточке ведомой полумуфты. Ведущая и ведомая полумуфты, соединенные между собой обоймой и цилиндром ведущей полумуфты через регулировочную гайку и пружину предохранения, образуют отдельный компактный узел, что дает возможность легко регулировать этот узел на предельный передаваемый момент. Наличие центрирующих поверхностей (обоймы и цилиндра) позволяет увеличить долговечность и качество работы торцовых зубьев полумуфт, снижая одновременно при этом усилия от зацепления зубьев на валы путем передачи их на обойму.
Заявляемое техническое решение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано для передачи крутящего момента с ограничением наибольшей величины для предохранения от поломок при перегрузках, возникающих в исполнительном механизме.
Известна кулачковая сцепная муфта, содержащая подвижную в осевом направлении ведущую полумуфту с подпружиненными кулачками и упорами для стержней ловителей и ведомую полумуфту с торцевыми кулачками и механизмом включения /1/. Механизм включения выполнен в виде связанных пружиной кручения ловителей с подпружиненными стержнями, подвижной в осевом направлении и взаимодействующей с ловителями шпонки, включающих кулачков, взаимодействующих с выступами подвижной шпонки, а также втулки, взаимодействующей своими скосами с ведомой полу муфтой. Ведущая полумуфта снабжена предохранителями, выполненными на упорах и взаимодействующими при вращении муфты с подпружиненными стержнями ловителей. Втулка механизма включения выполнена с кулачками, также имеющими возможность взаимодействия с упомянутыми стержнями.
Недостатком известной конструкции является повышенная нагрузка на валы, возникающая в зубчатом зацеплении полумуфт из-за отсутствия центрирования ведущей и ведомой полумуфт между собой, а также сложность регулирования величины предельного крутящего момента.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является муфта зубчатая предохранительная содержащая ведущую полумуфту с центральным зубчатым отверстием, установленную на ведущий вал без возможности осевого перемещения и ведомую полумуфту, установленную на ведомом валу /2/. Ведомая полумуфта выполнена с фланцем, при этом ведущая и ведомая полумуфты имеют элементы сцепления на взаимообращенных поверхностях, которые выполнены в виде торцевых зубьев с углом наклона рабочих
граней. Механизм управления предохранительной зубчатой муфтой соединен с внешним источником давления и включает в себя поршень со штоком, на котором размещены вилка включения и предварительно сжатая возвратная пружина выключения муфты. Вилка включения механизма управления установлена в кольцевой проточке ведомой полумуфты. Один торец ведомой полумуфты контактирует с вилкой механизма управления, а второй - с предварительно сжатой пружиной предохранения, контактирующей также с упором ведомого вала, установленного одним своим концом на подшипнике, размещенным в корпусе исполнительного механизма, а другим концом опирается на соосную внутреннюю расточку ведущего вала с установленным в нем подшипником. Механизм управления муфтой кинематически и динамически связан с пружиной предохранения.
Недостатками известной конструкции является трудоемкость регулирования величины передаваемого крутящего момента, а также низкая надежность муфты в результате контакта вилки включения механизма управления с ведомой полумуфтой, на которую действует осевая сила от пружины предохранения.
Задачей заявляемой полезной модели является возможность регулирования передаваемого крутящего момента, повышение надежности и долговечности муфты.
Поставленная задача решается тем, что муфта зубчатая предохранительная, включающая ведущую и ведомую полумуфты с элементами сцепления на взаимообращенных поверхностях, выполненных в виде торцевых зубьев с углом наклона рабочих граней, при этом ведущая полумуфта имеет центральное зубчатое отверстие, а на конце ведущего вала выполнены зубья, механизм управления с вилкой включения, установленной в кольцевой проточке ведомой полумуфты и пружину предохранения, содержит обойму, соединенную с цилиндром ведущей полумуфты и установленную на цилиндрическом пояске ведомой полумуфты. Пружина предохранения снабжена регулировочной гайкой и установлена во внутренней поверхности обоймы, а зубья
ведущего вала выполнены с возможностью взаимодействия с зубчатым отверстием ведущей полумуфты, при этом ведомый вал снабжен упором, ограничивающим перемещение муфты.
Соединение ведущей и ведомой полумуфт обоймой с цилиндром ведущей полумуфты через регулировочную гайку и пружину предохранения, установленных во внутренней поверхности обоймы, позволяет создать отдельный компактный узел, что дает возможность легко регулировать этот узел на предельный передаваемый крутящий момент. Наличие центрирующих поверхностей (обоймы и цилиндра) позволяет увеличить долговечность торцевых зубьев полумуфт за счет передачи усилия от зацепления зубьев с вала на обойму. Выполнение на ведомом валу упора, ограничивающего перемещение муфты зубчатой предохранительной, а также выполнение зубьев на конце ведущего вала позволяет исключить влияние усилия пружины предохранения при передаче более высокого крутящего момента.
На чертеже представлен общий вид муфты зубчатой предохранительной во включенном положении.
Муфта зубчатая предохранительная содержит ведущую полумуфту 1 с цилиндром 7 и центральным зубчатым отверстием 2, установленную на ведущем валу 4 и ведомую полумуфту 12, установленную на ведомом валу 13 с возможностью осевого перемещения вдоль ведомого вала. На конце ведущего вала 4 выполнены зубья 3, входящие в зацепление с центральным зубчатым отверстием 2 ведущей полумуфты 1. Для выхода зубьев 3 ведущего вала 4 из зацепления с центральным зубчатым отверстием 2 ведущей полумуфты 1 на ведущем валу 4 за зубьями 3 выполнена проточка 5. Ведущая 1 и ведомая 12 полумуфты имеют элементы сцепления 6 и 15 на взаимообращенных поверхностях, которые выполнены в виде торцевых зубьев с углом наклона рабочих граней. На ведомой полумуфте 12 имеется кольцевая проточка 10, в которой с возможностью перемещении установлена вилка включения 17 механизма включения 16. На ведомой полумуфте 12 выполнен цилиндрический поясок 11, на котором установлена обойма 18.
Внутренняя поверхность обоймы 18 контактирует с цилиндром 7 ведущей полумуфты 1. В обойме 18 имеется резьбовой участок, в котором установлена регулировочная гайка 9, соединенная с пружиной предохранения 10, свободный конец которой упирается в торец ведущей полумуфты 1. Таким образом, ведущая 1 и ведомая 12 полумуфты, соединенные между собой обоймой 18 и цилиндром 7 ведущей полумуфты 1 через регулировочную гайку 9 и пружину предохранения 10, образуют отдельный компактный узел, что дает возможность легко регулировать его на предельный передаваемый момент. Ведомый вал 4 снабжен упором 14, выполненным в виде отдельного стопорного кольца или торца кольца подшипника, застопоренного валу. Механизм управления зубчатой муфтой 16 соединен с внешним источником давления и включает в себя поршень 19, на штоке 21 которого размещены вилка включения 17 и предварительно сжатая возвратная пружина 20.
Предохранительная муфта работает в двух режимах:
- при передаче крутящего момента;
- при превышении номинального крутящего момента.
Перед началом работы в обойме 8 регулировочной гайкой 9 устанавливают пружину предохранения 10 на определенный момент.
При передаче крутящего момента (подаче давления в полость механизма управления) происходит перемещение вилки включения 17 по кольцевой проточке 18 ведомой полумуфты 12. При этом ведомая полумуфта 12 вместе с обоймой 8, регулировочной гайкой 9, пружиной предохранения 10 и ведущей полумуфтой 1 с цилиндром 7 перемещается вправо до контакта с упором 14 . При достижении упора 14 зубья 3 ведущего вала 4 входят в зубчатое отверстие 2 ведущей полумуфты 1. Крутящий момент от ведущего вала 4 передается на ведомый вал 13.
В случае передачи на ведомый вал 4 крутящего момента, величина которого превышает величину номинального момента, отрегулированного пружиной предохранения 10 и гайкой 9, в зубчатом зацеплении двух полумуфт на взаимообращенных поверхностях торцевых зубьев 6 ведущей полумуфты 1
и торцевых зубьев 15 ведомой полумуфты 12 возникает сила, перемещающая в осевом направлении ведущую полумуфту 1. При этом торцевые зубья 6 и 15 начинают поочередно входить-выходить из зацепления друг с другом, дополнительно сжимая пружину предохранения 10 и создавая шум от соударения наклонных рабочих граней торцевых зубьев 6 и 15. Зубья 3 ведущего вала 4 выходят из зацепления с зубьями ведущей полумуфты 1 центрального зубчатого отверстия 2, и крутящий момент от ведущего вала 4 не передается на ведомый вал 13, привлекая внимание оператора создаваемым шумом.
Источники информации, принятые во внимание при рассмотрении заявки:
1. Патент РФ №2195588, MKП F 16 D 11/10, заявл. 17.09.97, опубл. 27.12.02 г.
2. Автомобиль-тягач лесовозный МАЗ-509А. Руководство по эксплуатации, Минск, Полымя, 1990 г., стр. 28-31.
Муфта зубчатая предохранительная, содержащая установленные на валах ведущую и ведомую полумуфты с элементами сцепления на взаимообращенных поверхностях, выполненных в виде торцевых зубьев с углом наклона рабочих граней, при этом ведущая полумуфта имеет центральное зубчатое отверстие, а конец ведущего вала снабжен зубьями, механизм управления с вилкой включения, установленной в кольцевой проточке ведомой полумуфты, и пружину предохранения, отличающаяся тем, что она содержит обойму, соединенную с цилиндром ведущей полумуфты, при этом обойма расположена на цилиндрическом пояске ведомой полумуфты, пружина предохранения соединена с регулировочной гайкой и установлена во внутренней поверхности обоймы, зубья ведущего вала выполнены с возможностью взаимодействия с центральным зубчатым отверстием ведущей полумуфты, а ведомый вал снабжен упором, ограничивающим осевое перемещение ведомой полумуфты.
