Зубчатая муфта

(51) 5 ОПИСАН ОБРЕТЕ АВ КОМУ ЕТЕЛЬСТВ афьев, О.И,Базлина, ейцев и Б.А.ПрилепГ 1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР 1(57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для соединения валов машин и механизмов в условиях повышения нагрузок и перекосов осей до 1-2 с частотой вращения до 100 об/мин, Цель изобретения - повышение надежности муфты путем равномерного перераспределения нагрузки в зацеплении и устранении зон перенапряжения. Две полумуфты в виде ступиц 6,7 с венцами 4,5 соединены промежуточным звеном, Звено выполнено в виде трубы 1 и закрепленных на ней концентрично 2,3, Венцы 4,5 входят с венцами 2,3 в зубчатое зацепление. Венцы 2,3 и 4,5 выполнены в виде жестких тонкостенных аркообразных выступов 9 (на венцах 2,3) и 10 (на венцах 4,5). Выступы 9 и 10 соединены соответственно цилиндрическими перемычками 11 и 12. Все тонкостенные элементы имеют одинаковую толщину, При передаче момента выступы 9 венцов 2,3 контактируют с охватывающими их арочными впадинами венцов 4,5. Благодаря выполнению зубчатых соединений тонкостенными, сохраняющими геометрию зубьев и впадин, нагрузка равномерно распределяется между всеми выступами, локализуясь только к центру, где находится бочкообразная часть С зуба. 1 з,п.ф-лы, 7 ил, 1679079Изобретение относится к металлургическому машиностроению и может быть использовано в других отраслях машиностроения для соединения валов машин и механизмов в условиях повышенных нагрузок и перекосов осей до 1-2 с частотой вращения до 100 об/мин.Цель изобретения - повышение надежности путем равномерного перераспределения нагрузки в зацеплении и устранения зон перенапряжения.На фиг,1 изображена жесткая зубчатая муфта, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг,3 - обойма муфты; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.З; на фиг. 5 - втулка муфты, на фиг.6 - разрез В-В на фиг.5; на фиг.7 - разрез Г-Г на фиг.5.Л(есткая подвижная зубчатая муфта содержит пустотелый вал в виде трубы 1, наконцах которого закреплены венцы 2 и 3, входящие в зубчатое зацепление с венцами 4 и 5, Последние соединены со ступицами 6 и 7, первая из которых снабжена ограничителем 8,Венцы 4 и 5 со ступицами 6 и 7 образуют полумуфты, труба 1 с венцами 2 и 3 - соединительное звено, Венцы 2 и 3 трубы 1 и венцы ступиц 6,7, 4 и 5 выполнены пустотелыми в виде тонкостенных жестких оболочек,Зубья венцов 2 и 3 и сопряженные с ними впадины венцов 4 и 5 выполнены в виде жестких тонкостенных выступов 9 и 10 аркообразной формы, сопряженных в основании между собой последовательно цилиндрическими перемычками 11 и 12, образующими на венцах 2 и 3 впадины зубьев, а на венцах 4 и 5 - вершины зубьев,Для жесткости и сохранения геометрии выступов 9 и 10 венцы 3,2 и 4,5 имеют ребра жесткости, На венцах 4 и 5 ребра жесткости выполнены с обоих торцов в виде фланцев 13 и 14 связывающих их продольных ребер 15, выполненных вдоль каждого выступа 10. На венцах 2 и 3 ребра жесткости выполнены в виде торцового фланца 16, расположенного со стороны ступиц 6 и 7, Во фланце 16 выполнены сквозные отверстия 17 в центре каждого выступа 10,Венцы 4 и 5 фланцами, например 13, жестко соединены со ступицами 6 и 7, а венцы 2 и 3 фланцами 16 соединены, например, сваркой с трубой 1.Выступы 9, перемычки 11 и ребра 16 жесткости выполнены эа одно целое в виде единой детали, Выступы 10 перемычки 12 и ребра 13-15 жесткости выполнены за одно целое в виде единой детали, Толщина Я по сечению всех элементов 9-16 выполнена20 25 30 40 45 50 55 Основное преимущество предлагаемого решения заключается в том, что арочные полые зубья, обладая жесткостью коробчатой конструкции, одновременно податливы в пределах упругих деформаций. Поскольку упругая деформацияарочных зубьев больше, чем сплошных, рабочие поверхности контактируют не по точкам или линиям, а по площадкам, Это резко снижает удельное давление и существенно повышает контактную выносливость и стойкость к резкопеременным нагрузкам. Кроме того, для смены изношенных втулок и обойм достаточно срезать сварочные швы в местах крепления. равной во избежание концентрации напряжений.Арочные зубья венцов 2 и 3 выполненыбочкообразными и имеют сферическую контактную поверхность для локализации пятна контакта ближе к центру зуба воизбежание концентрации напряжений покраям зубьев.Толщина Я по сечению выступов 9 и 10,перемычек 11 и 12 и ребер 13-16 жесткости,а также радиус Я выступов 9 венцов 2 и 3,радиус В 1 бочек выступов 9 венцов 2 и 3,радиус В 2 выступов 10 венцов 4 и 5 и внутренний диаметр О 1 венцов 4 и 5 по их вершинам зубьев 12 (в качестве которыхцилиндрические перемычки 12) определяются из следующих соотношений в зависимости от диаметров О трубы 1:Я = (0,0770,081) О,Я = (0,1540,16)О,Я 1 = (2,3.2,4) О,Й 2 =. (0,2460,25) О,01 = (1,1921,2) О.Выполнение размеров элементов муфты согласно указанных зависимостей обеспечивает достаточно большую жесткостьарочных венцов 2 и 3 и венцов 4 и 5 присохранении их минимальных размеров,Муфта работает следующим образом.Вращающий момент от ступицы 6 черезвенец 4 передается на венец 2, Вращаетсяцилиндрическая труба 1 и передает вращение через венцы 3 и 5 ступице 7. В осевомнаправлении труба 1 фиксируется ограничи 5 телем 8,При вращении выступы 9 венцов 2 и 3контактируют с охватывающими их впадинами венцов 4 и 5, и благодаря жесткости,сохраняющей геометрию арочных зубьев ивпадин, нагрузка равномерно распределяется между всеми выступами 9, локализуясьближе к центру арочных зубьев из-за наличия бочкообразности, 1679079Формула изобретения 1. Зубчатая муфта, содержащая две полу- муфты в виде ступиц с зубчатыми венцами, соединительное звено в виде промежуточного элемента с венцами бочкообразных зубьев, входящих в зацепление с зубчатыми венцами ступиц, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности путем равномерного перераспределения нагрузки в зацеплении и устранения зон перенапряжения, промежуточный элемент выполнен в виде трубы, зубчатые венцы ступиц и промежуточного элемента имеют в поперечном сечении форму аркообразных тонкостенных равнотолщинных выступов, сопряженных между собой цилиндрическими перемычками, при этом венцы ступиц и 5 промежуточного элемента выполнены сфланцами на одном из торцов, жестко соединенными соответственно со ступицами и трубой.2, Муфта по п,1, о т л и ч а ющ а я с я 10 тем, что венец каждой ступицы выполнен сдополнительным фланцем на свободном торце и ребрами жесткости вдоль каждого аркообразного выступа, соединенными с фланцами.1679079 Составитель В,ЮдаеваРедактор И,Горная Техред М.Моргентал Корректор Т,Малец зводственно.издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 каз 3195 ВНИИПИ Гос Тираж 404 Подписное.твенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5