Упругая муфта

(5 г) 4 г 16 Р 3/6 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ени ин ство СС 6, 1970 машиномуфтамповышеитс пругиПель в диапаМуфта онцент- радиаль- пругие воис о нные и 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение относстроению, а именно к уприводных механизмов.ние виброизолирующих сзоне промежуточных обосодержит две установлерично полумуфты (П)ными кулачками (К) 3 и элементы (УЭ) 5, расположенные междуП. Между двумя смежными К 3 и 4 установлен основной УЭ 5 и дополнительныеУЭ 6 и 7 различной жесткости, УЭ 5-7последовательно соединены между собойпроставками 8 и 9, На каждой проставке 8 и 9 расположен регулируемый ограничитель 10, 11 и 12 сжатия соответствующего УЭ. Крутящий момент передается от П 1 через К 3 на УЭ б, 7и 5, а затем через К 4 на П 2. Приэтом сначала деформируются УЭ 6 доупора их ограничителей 10 в К 3. УЭ бвыключаются из работы. Затем при увеличении числа оборотов деформируютсяУЭ 7, жесткость которых больше жесткости УЭ 6 и меньше жесткости УЭ 5.При дальнейшем увеличении оборотоввыключаются УЭ 7 н крутящий моментпередается через УЭ 5. 2 ил.диапазоне оборотов привода (включая максимальный крутящий момент привода) .Для повышения виброизолирующихсвойств муфты при промежуточных значевиях крутящего момента привода она снабжена дополнительными упругимиэлементами 6, 7, скрепленными после довательно между собой и с элементами 5. Упругие элементы 5 закрепленына кулачках ч ведомой полумуфты 2,а упругие элементы 6 присоединены ккулачкам 3 ведущей полумуфты 1. Наторцах упругих элементов 5-7 уста-.новлены проставки 8, 9 с регулируемыми ограничителями 10 и 11 сжатия упгих элементов. Регулируемые ограничители 10 и 11 установлены так, что ЗО между кулачками 3 и ограничителями35 10 на проставке 8 выполнен зазор д равный рабочему ходу упругих элементов 6, а между проставкой 8 и ограничителями 11 на проставке 9 - зазорравный рабочему ходу упругих эле.ментов 7. Кроме того, регулируемые ограничители 12 выполнены на кулачках 3. Упругие элементы 5-7 установлены симметрично относительно ку 45 лачков 3 ведущей полумуфты для обес" печения упругой деформации муфты в двух направлениях: на переднем ходуи на заднем. Для регулирования длиныограничителей последние выполнены снаружной резьбой, а на проставках икулачках - резьбовые отверстия (непоказ аны) . Упругая муфта работает следующим образом.Крутящий момент приводного меха-, низма возрастает с увеличением оборотов, например, пропорционально квамуфтам приводных механизмов.Целью изобретения является повышение виброиэолирующих свойств в диа 5 пазоне промежуточных оборотов.На фиг.1 изображен общий вид муфты, поперечный разрез; на фиг.2 - зависимости жесткости упругих элементов 10 , от частоты вращения.Упругая муфта (фиг. 1) состоит изустановленных концентрично двух полу муфт 1 и 2 с радиальными кулачками 3,4 и содержит основные упругие элемен. 15ты 5, передающие крутящие моменты с полумуфты 1 на полумуфту 2 во всем М и значения; М = , й = --- СфСМАРКС Мц кс - где М, и, С - текущие знамюксчения крутящего момента, оборотов валопровода и крутильной жесткости муфмаксимальных оборотах. При М = Мд,В упругой муфте-прототипе число и размеры упругих элементов выбраны из условия передачи через них максимального крутящего момента привода М = 1, поэтому муфта-прототип имеет постоянную жесткость С = 1 во всем диапазоне рабочих обордтов валопровода (прямая 2).Оптимальную характеристику жесткости имеет муфта, в которой деформации и напряжения в упругих элементах постоянны во всем диапазоне частот вращения (оборотов), При этом крутильная жесткость должна быть пропорциональна крутящему моменту, т.е. изменяется в зависимости от оборотов так же, как крутящий момент в соответствии с кривой 1. Сравнение зависимостей 1 и 2 на Фиг,3 показывает, что в области малых и средних оборотов жесткость муфты может быть существенно снижена, а виброизолирующие свойства повышены.В связи с тем, что жесткость муф-. ты во всем диапазоне оборотов механизма может изменяться практическив десятки и сотни раз и реализовать это изменение в одной ступени упругих элементов практически невозможно, предлагается многоступенчатая упругая муфта с характеристикой жесткости, изменяющейся по ступенчатому закону. Ступенчатая кривая жесткости 3 (фиг.2) приближается к оптимальной . кривой (1) и позволяет получить существенный выигрыш в жесткости, в особенности в области малых и средних оборотов - до 10 раз и более по срав" нению с муфтой-прототипом (кривая 2). Чем больше число ступеней, тем более близко можно приблизиться к оптимальной кривой жесткости 1, На фиг.1 по" казан пример выполнения муфты с тремя последовательно установленнымй ступенями упругих элементов, имеющей характеристику жесткости, аналогичную(первый участок нагрузочной кривой)в работу включены все упругие элемен 5ты 5-7 (Фиг.2). При этом жесткостьмуфты минимальна, а податливость максимальна, так как при последовательном соединении податливости упругих1 1 10элементов суммируются: - = - ., - + - +1с, с,+ - где С С С - жесткости стуС ф 1 ф 6 фпеней упругих элементов 5-7. Крутильная жесткость муфты С л = ГМ, где К - 15радиус установки упругих элементов вмуфте. На первом участке С = С-К(участок АВ, ступенчатой кривой 3).Упругие элементы 6, имеющие наименьшую жесткость, установлены с зазоромК, по отношению к ограничителю 10,Так как деформация упругих элементовобратно пропорциональна их жесткости,то на первом участке нагрузочной характеристики (фиг,2) деформиРУются 25в основном упругие элементы б. Ограничители 10 установлены параллельноупругим элементам 6 с зазором Фкоторый полностью выбирается при достижении максимального для первой сту-ЗОпени крутящего момента М;так какзазор К выбран из условияМ 1 максд =К С,При этом проставка 8 ограничителями 10 З 5 прижимается к кулачкам 3 и упругие элементы 6 выключаются из работы, В результате жесткость муфты возрастает ступенчато (участок ВС кривой 3, фиг,2), при дальнейшем нагружении жесткость муфты С л = СК, где величина С (участок С 0 пунктирной кривой 3) зависит от податливости уп 1 1 1 .Ругих элементов 5, 7: - = - + в . 45с, с, с, На втором участке нагружения (М, ( ( М( М ) деФормируются в основном упругие элементы 7, жесткость которых меньше, чем у элементов 5. Зазормежду проставкой 8 и ограничителями 111 на проставке 9 выбран из условия:М . макс= -у в , поэтому после достижения максимального крутящего момента для упругих элементов 7 последние также выключаются из работы. Жесткость муфты снова возрастает ступенчато (участок ПЕ пунктирной кривой 3, фиг.2). На третьем ччастке нагружения (М с М р с М ) деформируются только упругие элементы 5, рассчитанные на передачу всех крутящих моментов, включая максимальный момент привода, При этом жесткость муфты (участок ЕГ кривой 3) максимальна: С-" СК 2, Например, если жесткость первой ступени упругих элементов 6 С = 0,125 С, второй ступени упругих элементов 7 С= 0,4 С, третьей основной ступени упругих элементов 5 С= С то податливость муфты на первом участке нагрузочной кривой: 1 1 1 1 115 (1 + --- + - -)- -- ,: аС 0125 0(Ссудиежесткость С 1 0 09 СмксСледовательно, при оборотах 0 (п (0,3 жесткость муфты снижена более чем в 10 раз и соответственно более чем в 10 раз повышены ее виброизолирующие свойства,На втором участке нагружения податливости муфты1 1 1 3 5- = (1+ - -) -- =0,4 С мас, СмакС имиа жесткость С = -3-50,3 Смаксю слеФдовательно, при оборотах 0,3 си с 0,55жесткость муфты снижена в 3,5 раза(фиг.2, кривая 3).При последовательном соединениичетырех ступеней упругих элементоввозможно получение значений жесткости0,06 С. при 0 сй (0,25;0,25,С,при 0,25 сй (0,5;сСмак спрн 0,7 ( и 1,т,е, можно получить большую степеньприближения к кривой 1 и более плавное изменение жесткости при переходес одной ступени на другую при больших величинах крутящего момента. Таким образом, предлагаемая упругаямуфта приводного механизма позволяетпо сравнению с известными муфтами,существенно снизить жесткость и по -высить виброизолирующие свойства в,области промежуточных малых и среднихзначений крутящего момента, Например,при малых оборотах (менее 0,3 отмаксимальных) жесткость муфты может .быть снижена более чем в 10 раз; вобласти средних оборотов (0,5-0,6 от.Спесивых 84 Заказ 462 б/42 Т Подпта ССытий но ВПИИПИ Государственного комит по делам изобретений и отк133035, Москва, Ж, Раушская н ственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул ктная, 4 Про максимальных) достигается снижение жесткости в 3-4 раза. Это позволяет пОлучить близкие к оптимальным виброиэолирующие свойства во всем диапазо5 не. изменения частот вращения привода,Кроме того, дополнительный эффект п едлагаемой конструкции состоит в р сширении возможностей производить о стройку от нежелательных резонансов 10 в системе; приводной механизм - вал - и полнительный механизм при промежут чных значениях крутящего момента п ивода за счет более широких возможн стей выбора жесткости промежуточн ступеней упругих элементов. м у л а и з о б р е т е н и я Упругая муфта, содержащая две контрично установленные полумуфты с радиальными кулачками на обращенныходна к другой поверхностях и размещенные между кулачками упругие элементы, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью повышения виброизолирующих свойств в диапазоне промежуточ"ных оборотов, она снабжена дополнительными упругими элементами различной жесткости, проставками и регулируемыми ограничителями сжатия упругих элементов, при этом между двумясмежными кулачками установлен основной упругий элемент и дополнительныеупругие элементы различной жесткости, последовательно соединенные между собой и с основным упругим элементом проставками, на каждой из которыхрасположен регулируемый ограничительсжатия соответствующего упругого эле"мента.