Упругая муфта

(21) 389 (22) 13. (46) 23. 5 - 27 имодеиствуя остями,выили другой еличине ремещений, вза ными ее поверх ова тели с аттестованрабатывают электричпорционго крутя3 ил. скин сигнал, пр ередаваем з.п. ф-лы омента. г ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБ 05.8509.86. Бюл. 9 35(71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР (72) П.А.Удовидчик, Н.Т.Минченя, М.В.Скорынин, Р.Г.Удовидчик и С.С.Соколовский(56) Авторское свидетельство СССР 9 727890, кл. Г 16 0 3/24, 1977, (54) УПРУГАЯ МУФТА(57) Изобретение относится к машино-: строению и может быть использовано в трансмиссиях и в испытательных стендах для передачи крутящего момента и повышения точности измерения передаваемого момента. Упругая муфта содержит две полумуфты в виде втулок с резьбой на наружных поверхностях. Резьбы выполнены с разным направлением винтовых линий; Полу- муфты охвачены втулкой с двумя кольцевыми аттестованными поверхностями для взаимодействия с преобразователями перемещений. Между полумуфтами и аттестованными поверхностями втул ки установлены цилиндрические прорезные пружины. По оси муфты на пол муфтах жестко в осевом направлении закреплен торсионный валик. В процессе сборки муфты подбором длины торсионного валика в муфте создается предварительный осевой натяг, пружины сжимаются. При приложении крутящего момента к ведущей полумуф те втулка с кольцевыми аттестованными поверхностями навинчивается в ту или другую сторону (в зависимост от направления вращения), одна из пружин сжимается, а другая раскручивается. Крутящий момент передаетчерез винтовые пары и пружины.осевых смещениях втулки преобра59058 5 10 15 20 25 30 35 45 50 55 1 12Изобретение относится к машиностроению и может быть использоваЬо в трансмиссиях и испытательных стендах для передачи и контроля широкого диапазона реверсивного крутящего момента.Целью изобретения является расширение диапазона передаваемых нагрузок и повышение точности измерения передаваемого момента.На фиг.1 показана муфта с жесткой установкой торсионного валика, общий вид; на фиг.2 - то же, с подвижным в окружном направлении торсионным валиком относительно полумуфт, общий вид; на фиг.З - схемы работы муфт в нейтральном положении (О), при Передаче крутящего момента, направленного по часовой стрелке (8), при направлении вращения против часовой стрелки (6).Упругая муфта содержит ведущую 1 и ведомую 2 полумуфты, выполненные в виде втулок с резьбами 3 и 4 на наружных поверхностях. Резьбы 3 и 4 имеют разные направления винтовой линии. Резьбовые концы 3 и 4 полу- муфт охвачены промежуточным элементом 5, выполненным в виде втулки, на наружной поверхности которой имеются две параллельные между собой кольцевые аттестованные поверхности 6 и 7 для взаимодействия с преобразователями 8 (фиг.1) и 9 (Фиг.2) перемещений. Между полумуфтами 1 и 2 и втулкой 5 установлены упругие элементы 10 и 11,выполненные в виде цилинд рических прорезных пружин, опираю" щихся для снижения потерь на трение на упорные подшипники 12 и 13 соответственно. Муфта дополнительно снабжена торсионным валиком 14, размещенным по оси муфты и закрепленным на полумуфтах 1 и 2 жестко в осевом направлении. Торсионный валик 14 при передаче небольших крутящих моментов закреплен с возможностью вращения относительно полумуфт (Фиг,2) благодаря установке упорных подшипников 15 и 16. При передаче больших нагрузок торсионный валик 14 закрепляется жестко относительно полумуфт (фиг.1). Муфта снабжена сменными торсионными валиками 14 с разными величинами полярного момента инерции (разной жесткостью на кручение), Конструктивно полумуфты 1 и 2 имеют разъемные фланцы 17 и 18. Для закрепления в осевом направлении торсионного валика 14 предусмотрены гайки 19 и винты 20. Преобразователи 8 и 9 перемещений закреплены на кожухе 21, связанном с неподвижным корпусом 22 с помощью рычага 23 и установленном на полумуфтах 1 и 2 с помощью подшипников 24 и 25. При использовании в качестве преобразователя 8 перемещения бесконтактных индуктивных датчиков последние соединены с мостовой схемой 26, усилителем 27, амплитудным детектором 28 и регистрирующим или указывающим прибором 29.Упругая полумуфта работает следующим образом.В процессе сборки муфты подбором длины Е торсионного валика 14 в муфте создается предварительный осевой натяг, при этом под действием усилия Р упругие элементы 1 О и 1осжимаются. Под действием приложенного к полумуфте 1 крутящего момента, а к полумуфте 2 - момента сопротивления, происходит относительный поворот полумуфт 1 и 2. При этом благодаря тому, что полумуфта 1 имеет, например, правую резьбу, а полумуфта 2- левую, и полумуфты 1 и 2 жестко связаны между собой в осевом направлении с помощью торсиона 14, происходит осевое смещение промежуточного элемента - втулки 5, При этом, если момент направлен, например, по часовой стрелке (Фиг,ЗЬ ),промежуточный элемент смещается вле-.во на величину лН, так как происходит ввинчивание втулки 5 на полумуфту 1 и вывинчивание ее с полу 40.муфты 2. Пружина О сжимается, при этом ее длина Н, -Н,-ьН гдеН - длина пружины под действиемусилия Р предварительного осевогонатяга; дН - деформация пружиныпод действием осевого усилия, развиваемого винтовой парой под действием приложенного крутящего момента М,Пружина 11 удлиняется, при этомН,=Н,+аН Таким образом,приложенный крутящий момент уравновешивается осевыми усилиями пружин.Передача крутящего момента непосредственно между полумуфтами 1 и 2 через втулку 5 не происходит, так какмомент трения в резьбе мал благодаря использованию несамотормозящеймногозаходной резьбы (или шариковыхвинтовых пар). Усилие Р, осевогопредварительного натяга выбирается из условия, чтобы при приложении максимального крутящего момента не происходил отрыв (разгрузка) удлиняюще ся 1 РУжины з т еН11 иск с ф 5 гдеН - предварительное сжатиеопружины усилием Р; ь Н - деформация пружин под действием максимального крутящего момента,.При приложении момента, направ ленного против часовой стрелки(фиг.З Ь ), втулка 5 смещается вправо, пружина 10 удлиняется, а пружина 11 сжимается.Жесткость пружин 10 и 11 выби ,рается из условия, чтобы результирующее осевое усилие а Г = сНуравновешивало осевое усилиев винтовых парах, возникающее под действием крутящего момента. Усилие 20 Г является функцией величины крутящего момента М и геометрических характеристик винтовых пар, т.е. Г =(м, , д), где- шаг винтовой пары; Й - диаметр винтов.25Для увеличения максимального передаваемого момента без увеличения несущей способности винтовых пар и пружин торсионный валик 14 жестко связывается с фланцами (фиг.1). В 30 этом случае крутящий момент распределяется на два потока, Один поток передается через винтовые пары и пружины, другой - через торсионный валик. Количественно перераспределе- З 5 ние момента между потоками происхо" дит обратно пропорционально жесткостям на кручение названных контуров.Лодбирая необходимую величину по- парного момента инерции торсионного 40 валика 14, задают необходимый закон разделения потоков крутящего момента.При осевых смещениях втулки 5 преобразователи 8 и 9 перемещений, ,взаимодействуя с аттестованными поверхностями 6 и 7, вырабатывают электрический или другой сигнал, пропорциональный величине передаваемого крутящего момента.Симметричное выполнение муфты и промежуточного элемента обеспечивает при измерении крутящего момента компенсацию влияния осевых усилий, из - гибающих моментов и температурных полей на точность измерений, так как указанные влияния при воздействии на промежуточный элемент (втулку) уравновешивают друг друга и не приводят к перемещениям последнего в осевом направлении.Предлагаемая муфта позволяет передать и контролировать с высокой точностью широкий диапазон реверсивного крутящего момента, снижает динамические нагрузки привода. формула изобретения1, Упругая муфта преимущественно для испытательных стендов, содержащая ведущую и ведомую полумуфты, взаимодействующие через несамотормозящую винтовую пару, упругое звено и блок измерения крутящего момента, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения диапазона передаваемых нагрузок и повышения точности измерения передаваемого момента, она снабжена торсионным валиком, связанным с полумуфтами, промежуточным элементом в виде втулки, охватывающей концы полумуфт и связанной с ними посредством несамотормозящей разнонаправленной резьбы, а упругое звено выполнено в зиде двух пРужин, каждая из которых установлена между втулкой и соответствующей полумуфтой.2. Муфта по п.1, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что торсионный валик установлен с возможностью вращения относительно полумуфт.3. Муфта по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что торсионный валик жестко связан с полумуфтами.1259058 О. Баде дюкова ка Иодписнотета СССРкрытийая наб., д. 4 НИИПИ но ко ений 5, Р 13 Ужгор Составителактор И.Шулла Техред Л.Се 36 ТиражГосударств делам изобр 5, Москва, Ж роизводственно-полиг кое предприяти ек тор М. Шароши л. Проектная,