Упругая муфта

.ков: Прапор вленныеми 3 и 4 ости ск нсгие эленометал 11-образковых повыполневые по- ьгпуклыиены вогну вых по 5.8 (088,8 в М.Л. Уве говечности акторных1968, с ние надеж внои ап - Харьрис,24 в дизелеи 67-69 радиус криновлены снии, КруП 1 черези крутящеМУФ Изобр енин и относится к использоват ров двигате ния. Цель и стабильнос ен маши еньшается величивася дляей улят сгор чеки и и одов регреннего- обеспескоростии за счефирующих привнутниявой ых повер Плавно ри сопри ткостьт и вышенне ов т улучшения упр свойств. МусЬта с и дерм ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 2жит две концентрично устанополумуфты (П) 1 и 2 с зубьяна взаимно обращенных лаверМежпу зубьями размещены упрменты в виде пружинных резилических вкладьппей (ПРВ) 5ной Йормы. На внутренних боверхностях (БП) вкладьппей 5ны выступы 6, Наружные боковерхности ПРВ 5 выполнены вми. БП зубьев П 1 и 2 выполтыьпг. Радиусы кривизны боковерхностей ПРВ 5 превышаютвизны БП зубьев П, ПРВ устанатягом в окружном направлетящий момент передается отПРВ 5 на П 2. При приложениго момента ПРВ сжимается, умзазор между выступами ПРВ.ется площадь контакта боковностей ПРВ и зубьев П 1 и 2повьппается жесткость ПРВ, Пкосновении выступов ПРВ жесрезко возрастает. 5 ил.АИзобретение относится к машино, строению, преимущественно для приво 1 дов регуляторов двигателей внутреннего сгорания.Целью изобретения является обес- печение стабильности угловой скорости и повышение долговечности за счет улучшения упругих и демпАирующих свойств.10На Аиг. 1 изображена муфта, осевой разрез; на фиг. 2 в ,сечение А-А на ,Аиг. 1; на Фиг. 3 - 5 - схемы дил, .действующих на Ведомую полумуфту.Муфта содержит две концентрично ус 15 тановленные полумуфты 1 и 2 с зубьями 3 и 4 на взаимно обращенных поверхностях и размещенные между по-, следними упругие элементы 5. Каждый упругий элемент выполнен в виде пружинного резинометаллического Б-образного вкладышаНа внутренних боковых поверхностях вкладьппей выполнены выступы 6, Наружные боковые поверхности вкладьппа выполнены выпуклыми, а боковые поверхности зубьев полумуАты выполнены вогнутыми, при этом радиус кривизны бокову поверхностей вкладьппей превышает радиус . кривизны боковых поверхностей зубьев. Вкладьпди установлены между зубьями полумуАт с натягом в окружном направлении. Полумуфты зафиксированы от взаимного осевого перемещения пружинным кольцом. 0-образная форма работающего на изгиб резинометаллического вкладьпда (армированного стальной пружиной,) позволяет подобрать характеристику муфты, обеспечивающую гашение высоко"частотных колебаний угловой скорости ведущей полумуфты не менее чем на 80% в течение всего срока службы муАты, так как при этом энергия колебаний тратится главным образом на деАормацию стальной пружины, не Имеющей гистерезисных потерь, вследствие чего не происходит сощественного Разогрева и изменения Физических свойств резины, Благодаря тому, что Радиус кривизны криволинейной поверхности зуба меныде радиуса кривизны контактирующей с ней наружной бсковой новерхности вкладьпда, жесткость 055 образного вкладыша плавно увеличивается при увеличении его сжатия до тех пор, пока симметрично расположенные на внутренней поверхности вкладылда выступы не входят в соприкосновение,После этого жесткость вкладышарезко возрастает домомента, когдавкладьпд перестает деформироватьсявообще. Этот переходный участок позволяет за счет использования упругихсвойств резины на 20-40% демпфироватьнехарактерные для длительной эксплуатации возмущения: угловой скоростиведущей полумуАты, имеющие пониженнуючастоту и соответственно больший период, Предварительно сжатый передустановкой в муфту вкладьдп по мереизноса своих наружных поверхностей,соприкасающихся с зубьями полумуАтразжимается, и свободного хода муфтыне образуется. При этом понижаетсянижний предел частот, которые почтиполностью погашаются муАтой, что улучшает характеристику муАты и увеличивает сдвиг по фазе при передаче полезного низкочастотного сигнала,В месте контакта вкладьпда с зубом3 полумуфты действует сила Р (фиг.3),а на зуб 4 лолумуфты 2 - такая же повеличине, но противоположная по направлению реакция. Вкладыш сжимаетсямоментомМ=РГ,где Г - плечо приложения силы Р относительно основания вкладыша.В собранной муАте реакции Р, действующие на зуб 3 и 4 полумуфт 1 и 2 состороны пары сжатых вкладьддей 5,уравновешивают друг друга. Крутящиймомент передается от полумуфты 1 черезвкладыши 5 на полумуфту 2,Так как муАта испальзуетмя для привода вала регулятора (не показан),то величина передаваемого крутящегомомента невелика, и при постояннойугловой скорости ведущей полумуфты1 этот момент равен моменту тренияМт вала регулятора о смазку.Значительно большие нагрузки намуфту, связанные с инерционностьювала регулятора, возникают при наложении на постоянную составляющую угловой скорости ведущей полумуАты 1,жестко соед,ненной с кулачковымвалом насоса, высокочастотных колебаний, связанных с периодическим скру-.чиванием кулачкового вала в процессенагнетания топлива секциями насоса,а также с неравномерностью вращенияколенчатого вала, приводящего в дей5 15ствие кулачковый вал, обусловленнойцикличностью работы цилиндров и неравномерностью момента сопротивле"ния двигателя,Высокочастотные колебания угловойскорости ведущей полумуфты 1 должныбыть подавлены, а низкочастотные, накоторые регулятор должен реагировать,переданы на ведомую полумуфту 2 безискажений,В связи с выполнением этих требований различают два режима работы муфты привода регулятора для двигателявнутреннего сгорания,В первом режиме происходит подавление высокочастотных колебаний,Рассматривают процесс деформациипары вкладышей 7 и 8 (фиг, 4). Поддействием постоянного момента сопротивления регулятора Ит ведомая полумуфта 2 поворачивается относительноведущей 1, сжимая вкладьпп 7, приэтом зазор е между выступами 6 наего внутренней поверхности уменьшается примерно наполовину, При возникновении высокочастотных периодических колебаний угловой скорости ведущей полумуАты 1 вкладыш 7 дополнительно сжимается или разжимается поддействием момента инерции 11 ведомойполумуфты 2 и связанного с ней валарегулятора,Зазор е при этом уменьшается, но не замыкается, а после того, как колебание угловой скорости ведущей полу- муфты 1 изменяет свой знак, зазор е снова раскрывается. Ведомая полумуф та 2 сохраняет почти постоянную угловую скорость. вращения, так как жесткость муфты до замыкания зазора е во вкладыше 7 имеет небольшую величину, возрастанию которой препятствуют факторы, обусловленные разными радиусами кривизны наружной поверхности упругого элемент и контактирующей с ней криволинейной поверхности зуба. ИВнешний момент М, уравновешивается моментом Ис внутренних сил сопротивлеЖесткость муфты С представляет собой отношение крутящего момента М, прикладываемого к ведомой полумуАте 2, к углу ее поворота Ы относительно ведущей: 90736 6ния, который равен разности моментов(силР иРЮМ, = 11 п 3(Р(г - Рг )5где Р и Р - силы действующие на1 1эуб 4 ведомой полумуфты со стороны вкладышей7 и 8;г и г - плечи приложения этихО сил относительно осивращения муфты.Фактором увеличивающим разностьФР,г, - Рг, и тем самым жесткостьС при возрастании Ы, является увеличение силы Р и уменьшение силы Р,Сила Р возрастает за счет увеличения момента М сжания вкладьппа 7зубьями 3 и 4 полумуАт и уменьшенияплеча К, ее приложения относительно20 основания вкладьппа, так как значительно больший участок его криволинейной наружной поверхности, радиускривизны которой больше радиуса кривизны соприкасающейся с ней криво 25 линейной поверхности зуба 4, оказывается деАормированным и прижатым кзубу 4,Сила Р уменьшается одновременно(с увеличением силы Р, вследствие30 уменьп(ения момента М сжатия вкладыша 8 с зубьями 3 и 4 полумуАт и увеличения плеча Г ее приложения относительно основания вкладыша, таккак наружная поверхность вкладыша8 распрямляется и ее контакт с поверхностью зуба 4 удаляется от основания вкладыша.Фактором, уменьп(ающим разностьР г, - Р г и жесткость С является(4 (Э4 О увеличение плеча г, приложения силыР и уменьшение плеча г, силы Р,1Таким образом, до замыкания зазорае жесткость муфты увеличивается незначительно. Это позволяет почти45 полностью подавлять высокочастотныеколебания угловой скорости ведущейполумуАты 1, которые меняют свойзнак до того, как зазор е замыкается.Во втором режиме ведомая полумуф 5 р та 3 реагирует на низкочастотные колебания угловой скорости ведущей полумуфты 1. Процесс деАормации вкладышей показан на Аиг, 5,На постоянную составляющую угловой55 скорости ведущей полумуфты 1, кромевысокочастотных колебан(И, накладываются низкочастотные, имеющие значительно большую продолжительность,действия, В некоторый момент ведущаяФполумуфта 1 поворачивается относительно ведомой 2 насталько, что зазор е вкладыша 7 выбирается, выступы 6 соприкасаются и начинают деАормировать 5 ся. Хотя противоположно действующие на величину жесткости муфты Факторы продолжают сохраняться (сила Р вкладьнпа 7 опускается, плечо приложения ее становится Г , так как появляется1 новая опора по выступам б, сила Р вкладыша 8 поднимается на величинуотносительно основания, в то время как радиус г уменьшается, а г увеличивается), но жесткость С Резко возрастает, ибо она теперь определяется сопротивлением к деформации выступов 6, и достигает своего максимума при полном сжатии вкладьнна 7, Этот переход позволяет подавлять на 20-402 относительно низкочастотные вредные возмущения угловой скорости ведущей полумуАты 1, нехарактерные для большинства эксплуатационных режимов. Наиболее низкочастотные измене ния угловой скорости ведущей полу- муфты 1, которые являются полезными сигналами, например, связанные с из - менением момента сопротивления двигат геля, передаются ведомой полумуАте 2 и валу регулятора без искажений по амплитуде И со сдвигом по Аазе, которьп не превышает 15 угла поворотакулачкового вала,Таким образом, благодаря укаэанному выполнению упругих элементов обеспечивается стабилизация угловой скорости и повышение долговечности конструкции,Формула изобретенияУпругая муАта преимущественно дляпривода регулятора двигателя внутреннего сгорания, содержащая две концентрично расположенные полумуфты сзубьями на взаимно обращенных поверхностях и размещенные между последними упругие элементы, о т л и ч ающ а я с я тем, что, с целью обеспечения стабилизации угловой скоростии повьпнения долговечности эа счетулучшения упругих и демпАирующих характеристик, боковые поверхностизубьев выполнены вогнутыми, каждыйупругий элемент выполнен в виде пружинного резинометаллического Б-образного вкладыша с выступами на взаимно обращенных внутренних боковыхповерхностях, а его наружные боковыеповерхности выполнены выпуклымн срадиусом кривизны, большим радиусакривизны боковых поверхностей зубьев,при этом вкладыни установлены с натягом в окружном направлении.Подписио Нт ССС оизводственно-издательский комбинат "Патент", гУжгород гарина, 1 аказ 2626 Тираж 543 ВНИИПИ Государственного комите 113035, Москва