Механизм свободного хода
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в различных отраслях, в том числе при производстве колесных транспортных машин.
Техническим результатом является повышение надежности работы механизма и расширение его функциональных возможностей.
Механизм свободного хода содержит полумуфту 1 с закрепленным в ней на подшипниковых опорах червяком 2. Червяк находится в зацеплении с червячным колесом 3, которое является второй полумуфтой механизма. Червячная передача выполняется самотормозящей. Вал червяка имеет привод от электродвигателя 4.
На полумуфте расположен токосъемник 5, соединяющий электродвигатель с электронным блоком управления 6. Первая и вторая полумуфты имеют бесконтактные датчики частоты вращения 7 и 8, соединенные с электронным блоком.
1 с.п. формулы, 2 фиг.
Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в различных отраслях, в том числе при производстве колесных транспортных машин.
Известен механизм свободного хода, состоящий из ведущей полумуфты с рядом прямоугольных зубьев (кулачков) на торце, центрального кольца с зубьями трапециидального профиля, разрезной втулки, ведомой полумуфты с двумя концентрическими рядами зубьев на торце, шпонки и пружины, прижимающей ведомую муфту к ведущей (Трактор «Кировец» К-700. Руководство по эксплуатации и уходу. М., 1964) Эта муфта имеет сравнительно небольшие габариты, является двухсторонней - может работать при вращении ведущей полумуфты как в одном, так и в другом направлении. Недостатком указанной муфты является низкая надежность и возникновение динамических нагрузок в трансмиссии при ее включении и выключении.
Известна реверсивная односторонняя муфта, содержащая две полумуфты, в первой полумуфте расположен в опорах вращения по крайней мере один червяк, другая полумуфта выполнена в виде червячного колеса, образующего с червяком червячную пару, червяк имеет шестеренный привод от вала червячного колеса с передаточным отношением, равным передаточному отношению червячной передачи, червячная пара выполнена самотормозящей. (см. патент US 
200623727, кл. F16D 41/06, 2006 г.)
Недостатком этого механизма свободного хода является то, что он содержит большое количество деталей привода червяка. Это обуславливается требованием равенства передаточных отношений самотормозящей червячной пары и шестеренного привода. Большое количество деталей в механизме предполагает уменьшение его надежности и снижении его долговечности. В результате износа зубьев шестерен привода червяка в процессе работы величина свободного хода привода может превысить величину зазора в зацеплении червячной пары. В этом случае механизм становиться неработоспособным, так как прежде чем червяк начнет вращаться, он упрется своими витками в зубья червячного колеса и размыкание полумуфт станет невозможным. Кроме этого механизм обеспечивает передачу момента полумуфтой только в одном направлении.
Задачей изобретения является повышение надежности механизма свободного хода и расширения его функциональных возможностей, за счет передачи момента при вращении в различных направлениях ведущей полумуфтой.
Поставленная задача решается тем, что в известном механизме свободного хода, содержащем две полумуфты, в первой полумуфте расположен в опорах вращения по крайней мере один червяк, другая полумуфта выполнена в виде червячного колеса, образующего с червяком самотормозящую червячную пару, червяк имеет привод от электродвигателя, на валу первой муфты находится токосъемник, имеется система автоматического управления электродвигателем, включающая два датчика и электронный блок управления.
Механизм свободного хода с приводом червяка от электродвигателя в отличие от известного механизма с шестеренным приводом имеет значительно меньше деталей и, следовательно, большую надежность и долговечность. Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 дан общий вид механизма свободного хода; на фиг.2 - то же, вид А фиг.1. Механизм содержит полумуфту 1 с закрепленным в подшипниковых опорах червяком 2. Червяк находится в зацеплении с червячным колесом 3, являющимся в данном механизме второй полумуфтой. Вал червяка соединен с электродвигателем 4. На первой полумуфте расположен токосъемник 5, соединяющий электродвигатель с электронным блоком управления 6. Первая и вторая полумуфты имеют бесконтактные датчики частоты вращения 7 и 8. соединенные с электронным блоком.
Элементы механизма свободного хода могут конструктивно отличаться от приведенных на чертежах: в зависимости от передаваемого через муфту момента в первой полумуфте может быть два червяка или более, управляющий сигнал на блок управления может формироваться любым другим известным способом, например, замыканием и размыканием контактов при осевом смещении червяка в ту или иную сторону.
Механизм работает следующим образом.
При вращении одной из полумуфт, например полумуфты 1, в любую сторону боковой зазор между витками червяка и зубьями червячной шестерни выбирается, витки упираются в зубья шестерни и поскольку передача самотормозящая, обе полумуфты начинают вращаются совместно. При увеличении частоты вращения полумуфты 3, что возможно благодаря зазору в зубчатом зацеплении пары червяк - червячное колесо, датчик 8 подает сигнал в блок управления, который в свою очередь подает напряжение соответствующей полярности на электродвигатель. Электродвигатель вращает червяк в таком направлении и с такой скоростью, которая позволяет червячному колесу непрерывно вращаться с заданной внешними условиями частотой. Учитывая, что мощность электродвигателя мала по сравнению с передаваемой через муфту мощностью, а величина тока в нем незначительна, потенциальная возможность электродвигателя вращаться с большей, чем это нужно для вращения червячного колеса, частотой не приведет к нарушению работы механизма. В дальнейшем, при снижении частоты вращения полумуфты 3 до частоты полумуфты 1 электронный блок отключает электродвигатель, червяк перестает вращаться и его витки упираются в зубья червячной шестерни. Обе полумуфты начинают опять вращаться совместно.
Предлагаемый механизм свободного хода является двухсторонним - работает в независимости от направления вращения и направления передаваемого крутящего момента. При необходимости передавать большие моменты в механизме может быть установлено два и более червяка. Потребляемая электродвигателем мощность мала, поскольку она расходуется на вращение червяка при отсутствии его силового контакта с червячным колесом. Долговечность и надежность этого механизма будет значительно выше, чем механизма с шестеренным приводом червяка, так как в нем существенно меньше деталей. Благодаря тому, что механизм свободного хода управляемый, он может быть включен в автоматическую систему управления каких-либо механизмов, например, дифференциалов многоосной колесной машины. Автоматическое управление позволяет включение и выключение механизма при минимальном рассогласовании скоростей полумуфт, что обуславливает минимальные динамические нагрузки.
Механизм свободного хода, содержащий две полумуфты, в первой полумуфте расположен в опорах вращения червяк, другая полумуфта выполнена в виде червячного колеса, образующего с червяком самотормозящую червячную пару, и отличающийся тем, что червяк снабжен приводом от электродвигателя, на валу первой полумуфты расположен токосъемник, соединяющий электродвигатель с электронным блоком управления, при этом последний соединен с бесконтактными датчиками частоты вращения, расположенными на первой и второй полумуфтах.
