Упругая муфта

СОЮЗ СОЭЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕ ОНИ 9) (1 СПУБЛИК(51) 4 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ Н юл. У 39о, В.С.Гапон аучн следовате нологичес го машино орско-т прессор 088,8) др. Спр чник по 1979, остроен видетельство СССР16 В 3/56, 1975. УДАРСТЭЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(71) Всесоюзныйский и конструкткий институт комстроения(54) (57) УПРУГАЯ МУФТА, содержащая концентрично расположенные ведущую и ведомую полумуфты, соединенные упругими звеньями, о т л и ч а ю щ а я - с я тем, что, с целью повышения надежности работы при колебаниях крутящего момента, каждое упругое звено выполнено в виде установленного на ведомой полумуфте двуплечего подпру.жиненного рычага со смонтированными. на нем двумя упорами, смещенными относительно один другого в радиальном и окружном направлениях, и консольно закрепленных на ведомой полу- муфте с возможностью взаимодействия Е с упорами пакетов ппастинчатых пружин,Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для защиты привода от резонансных режимов.Цель изобретения - повышение на дежности работы муфты и привода при колебаниях крутящего момента за счет нелинейности упругой характеристикиНа фиг,1 показана муфта, поперечное сечение; на фиг2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг,З - принципиальная схема муфты; на фиг.4 - упругая характеристика муфты (М - крутящий момент передаваемый муфтой,-угол закрутки полумуфт, М,- крутящий момент и угол закрутки, при которых происходит переход от линейного участка упругой характеристики к нелинейному," М 2,- крутящий момент и угол закрутки, при которых происходит 0 переход от нелинейного участка к линейному)Упругая муфта содержит ведущую 1 и ведомую 2 полумуфты. В пазах последней закреплены пакеты 3 пластинчатых пружин при помощи колодок 4 и болтов 5 (фиг.1). На полумуфте 1 смонтированы параллельно оси пальцы б, на которых подвижно закреплены двуплечие рычаги 7 посредством кольца 30 8, шайбы 9 и гайки 10 (фиг,2), Направление перемещения двуплечих рычагов 7 показано стрелкой М . Одни концы двуплечих рычагов 7 снабжены упорами 11, которые взаимодействуют с пакетами пластинчатых пружин 3, а другие концы выполнены в виде вилок 12, на которых шарнирно закреплены верхние опоры 13 винтовых пружин 15 при помощи осей 14. На опорах 13 раз мешены одними концами упругие элементы 15, опирающиеся другими концами на нижние опоры 16, шарнирно закрепленные на полумуфте 1 при помощи пальцев 17, Пружины 15 устанавливают ся в первоначальном положении прад угломк нормалям плеч к двуплечих рычагов 7 в точках их крепления (О -190 ), Опоры 13 и 16 выполнены заодно с ограничителями 18 сжа тия пружин 15, которые одновременно являются и направляющими. Упоры 11 состоят из двух цилиндрических пальцев - осйовного и дополнительного, закрепленных на двуплечих рычагах 7 55 соответственно на расстояниях к и к 3 на прямых ОА и ОгО, проведенных из центров вращения Ор. и образующих между собой угол 7, который оп-уделяется через заданные параметры муфтыкск 8 /3 -М-И ("+- ч),где К - максимальное плечо прилоМаксжения окружного усилия,соответствующее точкеМ, Ч на упругой характеристике муфты (фиг,4);К - плечо приложения окружногоусилия, соответствующеетретьему участку упругойхарактеристики;д - начальный угол установкидвуплечих рычагов 7(фиг.З);р - угол поворота двуплечихрычагов 7;Ч - угол закрутки полумуфт 1й 2,Для большей жесткости упоров 11пальцы соединены между собой припомощи перемычки, очерченной касательными к ним поверхностями, приэтом с рабочей стороны поверхностьвогнута, Плечо дополнительного пальца кулачков 11 определяется череззаданные параметры муфты и угол р поформуле(мас - К 1) соэ (+,Ь - Ч )вп рПри настройке муфты упругие элементы 15 предварительно поджимают. Послеподжатия пружин 15 двуплечие рычаги7 наклонены к нормалям пакетов 3плоских пружин под углом А, которыйдолжен быть не менее 25 . Фиксациярабочего положения двуплечих рычагов7 осуществляется при помощи упоров19, закрепленных на полумуфте 1.Пакеты 3 пластинчатых пружин вы-полнены таким образом, что каждаяпоследующая за первой пластиной, контактирующей с кулачком 11 двуплечегорычага 7, короче предыдущей, приэтом конец последней пружины ограничивается плечом К приложения окружного усилия (от передаваемого крутящего момента).В зависийости от величины передаваемого крутящего момента число пакетов 3 плоских пружин на ведомойполумуфте 2 и соответственно двуплечих рычагов 7 на ведущей полумуфте1 может быть 2, 3, 4 и более,Муфта работает следующим образом.1 О 55 При вращении ведущей полумуфты 1 крутящий момент м передается через пальцы 6, двуплечие рычаги 7, кулачки 11 и пакеты 3 пластинчатых пружин на ведомую полумуфту 2, нагружая при 5 этом реактивным моментом в направле" нии стрелки к двуплечие рычаги 7 (фиг. 1) .На первом этапе работы муфты при М с Ммомент упругих сил Г Ь относительно оси 02 (фиг.3), созданный за счет предварительного поджатия пружин 15, уравновешивает действующий реактивный момент. Благодаря этому двуплечий рычаг 7 находится в 15 неподвижном состоянии относительно оси 02. Следовательно, плечо К приложения окружного усилия (от передаваемого крутящего момента) и определяемая им жесткость муфты будут пос тоянные. Такой этап работы представлен линейным участком 1 на упругой характеристике муфты (фиг,4). Длина участка линейной характеристики определяется из условия 25Го ЬоПри увеличении передаваемого крутяще го моме н та М ) М, увеличив ае тс я и реактивный момент на двуплечих рычагах 7, который превышает момент 30 от сил предварительного сжатия пружин 15, В результате этого двуплечий рычаг 7 поворачивается в направлении стрелки к на некоторый угол(фиг.З) до тех пор, пока усилие Г сжатой пружины 15 на изменяющемся плече Ь не уравновесит реактивный момент, т,е. пока не станет М = ГЬ. Поворот двуплечего рычага 7 вокруг оси 02 вызывает смещение точки приложения 40 окружного усилия на пакеты 3 плоских пружин от оси муфты, Следовательно, плечо К приложения окружного усилия увеличивается, что приводит к снижению жесткости муфты, которая об ратно пропорциональна плечу К 1 (гиперболическая зависимость), т,е. линейное изменение (увеличение) плеча К; приложения окружного усилия рлечет за собой нелинейное изменение (уменьшение) жесткости муфты. Нелинейному уменьшению жесткости муфты способствует нелинейное уменьшение плеча Ь усилия Г упругих, элементов 15, изменение которого описывается выражениемЬ = гсозиегде ц - угол установки упругих элементов 15 по отношению к нормалямплеч г 2 двуплечих рычагов 7(Оф ( М9 ОО),Уменьшение плеча Ь по нелинейнойзависимости влечет за собой такое жеувеличение усилия Г, которое позволяет выполнить условие М = ГЬ. Увеличение усилия Г приводит к большемусжатию пружин 15, что способствуетболее интенсивному повороту двуплечих рычагов 7, а значит, и интенсивному увеличению плеч приложения ок"ружного усилия и связанному с нимиинтенсивному уменьшению жесткостимуфты. При передаваемом крутящем моменте М =М ограничители 18 опор16 и 13 выключают работу пружин 15и связь двуплечий рычаг - полумуфта1 становится жесткой. Плечо восприятия окружного усилия становится равным К , а соответствующая емужесткость муфты - минимально возможной.Кроме этого, своеобразным усилителем, повышающим чувствительность кизменению передаваемого крутящего момента, являются пакеты плоских пружин.При увеличении плеча приложения окружного усилия уменьшается момент инерции поперечного сечения пакетов 3,что способствует уменьшению жесткостимуфты.Таким образом, на втором этапе работы муфты при М ( М42 применение подвижных относительно полумуфты1 двуплечих рычагов 7, обеспечившихв зависимости от величины передаваемого крутящего момента переменное плечоприложения окружного усилия, позволяет получить мягкую нелинейную характеристику, представленную на упругойхарактеристике муфты участком П(фиг.4). Длина участка П упругойхарактеристики муфты определяетсяжесткостью пружин 15 и расстояниеммежду ограничителями 18 опор 13 и 16,Параметры муфты подбираются такимобразом, чтобы рабочим участком былучасток П упругой характеристики, засчет чего обеспечиваются минимальновозможные коэффициенты динамичностиработы машины, а следовательно, минимальные динамические нагрузки в приводе,При дальнейшем увеличении передаваемого момента в окрестности точкиМЪК 2 происходит передача точкиконтакта с пакетом 3 плоских пружинот основного пальца упоров 11 фиг.З, точка А ) на дополнительный (точка1С .). В этот момент плечо Кприложения окружного усилия быстро заменяется на плечо К., что вызывает соответственное изменение жесткости муфты. Положение дополнительного пальца кулачка 11 определяется параметрами е и г 5 , которые находят по 10 приведенным формулам, исходя из требуемой на третьем участке жесткости муфты. Благодаря применению дополнительного пальца упоров 11 можно задать любое плечо К. приложения окруж ного усилия в пределах КО ( К 1 ( Кмлкс что соответственно определяет область возможной на третьем участке жесткос ти муфты. Нижняя граница плеча К ограничена углом установки д, кото рый в момент контакта дополнительного, пальца с пакетом 3 плоских пружин должен быть (как и для основного пальца) более 25 , Верхняя границаЭплеча К ограничена несущей способностью муфты.Третий участок Р упругой характеристики муфты является дополнительным и его жесткость определяется в зависимости от режимов работы машины. 30Так, например, при жесткости муфты С 1 = Г.д Ы 3 участок Ш служит для расширения участка П упругой характеристики муфты, что позволяет перекрыть весь диапазон переменной составляющей передаваемых моментов, В этом случае расширяется диапазон рабочих режимов муфты, что позволяет использовать ее в приводах, режимы нагружения которых меняются в широких пределах, для минимизации максимапьных динамических нагрузок.Если же жесткость участка Ш С = Со, то при переходе с участка П упругой характеристики на участок И жесткость муфты быстро и значительно изменяется, что является эффектив-, ным средством ухода от резонанса. В этом случае участок Ш упругой характеристики муфты позволяет приводу работать без резонансных крутильных . колебаний. Таким образом, конструкция муфтыпозволяет осуществлять саморегулировку ее жесткости в зависимости от передаваемого крутящего момента, Это обеспечивает надежность при работе в различных режимах нагружения, что, в свою очередь, позволяет надежно защищать привод от повреждений и проектировать его с минимальными запасами прочности.р М.Максимишине ое тент", г,ужгород, ул.Проектная иал ППП аказ 6526/39 Тираж 897 Под ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская на