Кулачковая муфта сцепления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1)5 Е 16 О 11/О ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Е ИЗОБРЕТВИДЕТЕЛЬСТВУ Пт, ТГ 0- ЕМВЧГ 6 ЯЯ 5 р.;-.ЛИСТЕ КААатОаСКОМ 2 с кулачками с односторонними скосами. На полумуфте 4 выполнены кулачки 7 для связи с. обоймой 3, На полумуфте 2 установлено опорное кольцо 9 для блокировки от циклического включения. Для фиксации положения обоймы служит храповое оатановочное устройство, Дополнительные кулачки на обойме 3 ит 1 олумуфте 4 имеют направление скосов, противоположное направлению скосов основных кулачков ведомой полу- муфты 2, Пружина сжатия 16 размещена между упором 18 и обоймой 3. Регулировка усилия пружины 16 осуществляется гайкой 22, Муфта обеспечивает защиту привода от перегрузок, 8 ил.(71) Белорусский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРМ 1493912, кл. Р 16 О 11/02, 1987. ТА СЦЕПЛЕНИЯ ашиностроении для едством кулачковой ность изобретения: жит полумуфты 2 и 4(54) КУЛАЧКОВАЯМУФ (57) Использование: в м соединения валов пос муфты сцепления, Сущ муфта сцепления содер 1756 б 83 А 130 35 40 45 50 55 Изобретение относится к машиностроению, а именно к кулэчковым муфтам сцепления.Известна кулачковая муфта, содержа- щая ведомый вал, установленные на нем соосно неподвижную в осевом направлении ведущую и подпружиненную к ней ведомую полумуфты с торцовыми взаимодействующими между собой кулачками, угол подьема которых больше угла трения. Механизм снабжен установленной на ведомом валу с возможнос 1 ьЮ вращения СООСйО вЕдомай и ведущей полумуфтам дополнительной полу- муфтой с торцовыми кулачками. выполненными трапецеидальными с углами подьема, один из которых больше. а другой меньше угла трения, дополнительными кулачками с профилем, аналогичным профилю кулачков дополнительной полумуфты, размещенны-. ми на ведомой полумуфте и предназначен.ными для взаимодействия с торцовыми кулачками дополнительной полумуфты, э концы пружийы закреплены е ведомой и дополнительной полумуфтах,Устройство обладает недостаточной работоспособностью. так как в приводах с остаточным после размыкания муфты моментом на остановочном устройстве необеспечивается возврат механизма в исходное состояние.Известна кулачковэя муфта сцепления, содержащая установленные соосйо упруго поджатые друг к другу ведущую и ведомую полумуфты с торцовыми кулачками, установленное с возможностью поворота в одной из полумуфт опорное кольцо с выступами, упор, закрепленный в торце кулачка другой полумуфты с возможностью взаимодействия с выступами опорного кольца, где муфта снабжена обоймой с торцовыми кулачками, остановочным устройством, расположенным с возможностью взаимодействия с обоймой, Средство поджатия полумуфт выполнено в виде пружины кручения, закрепленной концами на ведомой полумуфте и обойме, На торце ведомой полумуфты, обращенном к обойме, выпол.нены дополнительные кулачки, контактирующие с кулачками обоймы, при этом направление скосов дополнительных кулачков противоположно направлению скосов основных кулачков ведомой полумуфты,Муфта срабатывает только в режиме : принудительного последовательного разобщения ведущей и ведомой полумуфт и затормаживания последней. Привод и устройство в процессе работы оказываются не защищенными от действия перегрузок, что снижает их надежность. Цель изобретения - повышение надежности кулачковой муфты сцепления путем обеспечения ее срабатывания в двух режимах: принудительного отключения и остановэ ведомой части и предохранения привода от перегрузок,Указанная цель достигается тем, что в кулачковой муфте сцепления, содержащей соосно установленные ведущую и ведомую .полумуфты; взаимодействующие посредством торцовых кулачков с односторонними: скосами, размещенное в.одной из полумуфт опорное кольцо с выступами, расположен-. ными в контакте с упором, закрепленным в другой полумуфте, обойму; пружину, разме-. щенную между обоймой и ведомой полу- муфтой, оста новочное устройство,установленное с возможностью взаимодействия с обоймой, при этом на обращенных друг к другу торцах ведомой полумуфты и обоймы выполнены дополнительные кулачки, направление скосов которых противоположно направлению скосов основных кулачков ведомой полумуфты, муфта снабжена дополнительной пружиной сжатия,размещенной между упором и обоймой, исредством регулировки усйлия пружины,На фиг. 1 изображена кулачковая муфта,общий вид, совмещенный с разрезом по оси; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг, 1: на фиг 3 - разрез Б-Б нэ фиг. 2 (схема функционально значимых осевых размеров конструктивных элементов муфты); на фиг, 4 - то же, положение частей в режиме передачи муфтой крутящего момента; на фиг, 5 и 6 - положение частей на разрезе Б - Б после принудительного отключения и останова ведомой полумуфты; на фиг. 7 - разрез В - В на фиг, 1 (остановочное устройство после затормаживания. приводимого механизма); на фиг, 8 приведена кинематическая схема вальцового прессующе-транспортирующего устройства с делением потока мощности на рабочие органы на ведомой полумуфте кулачковой муфты,Кулачковая муфта содержит ведомый вал 1, установленные на нем соосно с возможностью вращения ведущую полумуфту 2 и обойму 3, расположенную между ними с возможностью. осевого перемещения ведомую полумуфту 4, подпружиненную к ведущей полумуфте 2 и снабженную с обеих сторон торцовыми кулачками 5 для взаимодействия с аналогичными ответными кулачками 6 ведущей полумуфты и дополнительными кулачками 7 для взаимодействия с кулачками 8 обоймы, устройство блокировки от циклического включения в виде опорного кольца 9, расположенного в расточке ведущей полумуфты 2 с возможностью вращения таким образом,"чу торцы бачка 30, поджимаемая к корпусу при отсутего выступов 10 находятся в одной плдско- ствии тяги на электромагните возвратнойсти с торцами кулачков 5 ведущей полумуф- пружиной 31.ты, Опорное кольцо 9 взаимодействует Муфта работает следующим образом.своей наружной поверхностью с поверхно При вращении рабочих органов в прястью расточки сииами трения. Для взаимо- мом напраалейии крутящий момент с ведудействия с торцовыми выступами 10 на щей полумуфты 2 передается на ведомуюодном иэ кулачков 5 ведомой полумуфты 4 полумуфту 4 кулачковыми рядами 5 и 6, взавыполнен упор 11, Во всех кулачковых рядах имодействующими сторонами с углом подькулачки выполнены с односторонними ско ема больше угла трения, Вследствие этогосами, т.е, одна сторона кулачка имеет угол действие крутящего момента вызывает в куподъема профиля больше угла трения, адру- лачковом зацеплейии"осевую силу, действугая сторона - меньше угла трения, При этом ющую на ведомую полумуфту 4 икулачки 5 и 7 выполнены с одинаковой атно- стремящуюся переместить последнюю посительно поперечного сечения ведомой по валу совместно с обоймой, так как торцылумуфты 4 асимметрией профиля, т.е. дополнительных кулачков 7 полумуфты 4направления скосов основных кулачков 5 и опираются на опорные площадки 12 обоймыдополнительных кулачков 7 ведомой полу (фиг. 1 и 4). Однако, если величина осевоймуфты 4 противоположны. На кулачках 8 силы, приложенной к обойме, и, следоваобоймы 3 для взаимодействия с торцами 20 тельно, соответствующего передаваемогокулачков 7 выполнены опорные площадки крутящего момента не превыйает усил2ия1, расстояние й 12(фиг,3) от которых до впа- пакета тарельчатых пружин 16, совместноедин кулачков 8 обоймы, как и высота Ьб ку- перемещение полумуфты 4 и обоймы невозлачков ведущей полумуфты, не менее можно,разности осевого размера Ьа ведомой полу При передаче крутящего момента черезмуфты 4 и расстояния гг от торца кулачков муфту выступы 10 опорного кольца 9 нахо 12 иведущей полумуфты 2 до опорных площадок дятся в пределах объема который занимамали, при этом высота пв кулачка 8 обоймы не бы удаленные расточкой части кулачков 6больше высоты п 7 кулачков 7 ведомой полу- ведущей полумуфты 2, и. таким образом, немуфты и больше высоты М кулачков 6 веду взаимодействуют с кулачками 5 полумуфщей полумуфты.ты 4,Кулачковая муфта снабжена нерегули- При превышении крутящим моментом вруемой возвратной цилиндрической пружи- зацеплении кулачков 5 и 6 предельного знаной 13 комбинированного нагружения, чения ведомая полумуфта 4 и обойма 3, взазакрепленной зацепом 14 в ведомой полу имодействующая своим торцом 19 смуфте и зацепом 15 в обойме, и дополни- подвижной втулкой 17, начинают переметельно пакетом тарельчатых пружин 16, щаться под действием осевой силы, сжимаянабранных на подвижной 17 и неподвижной пакет тарельчатых пружин 16. и поворачи 18 втулках, размещенных со сторонй анеш- ваться относительно кулачков 6 ведущей понего торца 19 обоймы между упором 20 вала 40 лумуфты 2,1 и средством регулировки натяга пружин . Послевыходакулачков 5 ибиззацеплесоответстаенно,При этом между втулками ния, что возможно только при наличии заэо 17 и 18 имеется зазор, не меньший высоты ра между втулками 17 и 18 не менее высотый 6 кулачков 6 ведущей полумуфты 2. Средст- Ь 6 кулачков, (в начальный период относиво регулировки натяга выполнено в виде 45 тельного вращения полумуфт 2 и 4) упор 11гайки 21 на валу 1 со стопорной шайбой 22, зацепляется эа один иэ Выступоа 10, огранидля предотвращения срезания уса которой чивая движение кольца 9. При этом тор ыри этом торцымежду валом 1 и неподвижной втулкой 18 выступов 10 устанавливаются напротив часустановлена шпонка 23, тей торцовых поверхностей кулачков 5севой размер набора из полумуфт 2; 4 50 (враспор), где геометрически препятствуюти обоймы 3 ограничен упором обоймы 3 тор- перемещению (включению) ведомой полуцом 19 в торец подвижной втулки 17 и упо- муфты 4 под действием пружины 16 либо 13.ром ведущей полумуфты 2 своим внешним . Таким образом, муфта срабатывает авторцом в бурт вала 24, .томатически как предохранительная, разобНа наружной поверхности обоймы вы щая ведущую и ведомую части приво а.полнен храповый венец 25, являющийся Дальнейшее своббдное, вплоть до выэлементом остановочного устройства. По- ключения привода, вращение полумуфты 2следнее включает в себя(фиг,7) корпус 26, в в прежнем направлении относительно сблокотором на оси 27 установлена приводимая кированного с валом 1 через ведомую получерез толкатель 28 злектромагнитогл 29 со- муфту 4 опорного кольца 9 сопровождается10 При изменении направления вращения ведущей полумуфты 2 сила трения в паре кольцо - расточка изменяетнаправление, упор 11 перестает взаимодействовать с выступами 10. Опорное кольцо 9 увлекается полумуфтой 2 во вращение относительно ведомой полумуфты 4 и сходит с торцов кулачков 5, после чего перестает препятствовать замыканию муфты под действием пружины 16 или 13,20 Устройство возвращается в исходное положение (фиг.1).Для принудительного последовательного разобщения ведущей и ведомой полумуфт и затормаживания последней под 25 действием сигнала, поступающего на электромагнит. 29, якорь последнего через толкатель 28 перемещает собачку 30 до контакта с зубьями храпового венца 25, Обойма замыкается на корпус 26, Дополни 30 тельные кулачки 7.продолжающей поворачиваться ведомой полумуфты 4 сходятс ойорных площадок 12 обоймы 3. Ведомая полумуфта под действием осевой силы (крутящего момента) перемещается по валу 1,сжимая и закручивая (раскручивая)возврат 35 ную пружину 13, до тех пор, пока кулачки 7, заходящие во впадины кулачков 8, не начнут взаимодействовать с последними боковыми сторонами с углами подъема меньше угла трения, как показано.на фиг, 6. При этом происходит силовое замыкание вала 1 через кулачки 7 и 8 и остановочное устройство 25 с корпусом 26,Таким образом, кулачковая муфта сцеп 40 ления в вышеописанном режиме работает аналогичйо прототипу, .Это означает, что при деформации (закручивание и сжатие) цилиндрической пружины 13 под действием движений полумуфты 4 и обоймы 3 пакет тарельчатых пружин 16 должен не деформироваться и обеспечивать таким образом неподвижность в осевом направлении втулки17 и упирающейся в нее обоймы 3 с остановочным устройством, Поэтому принципиально осевое усилие предварительносжатого (при монтаже) пакета тарельчатых пружин 16 должно быть больше, чем у цилиндрической пружины 13 в.случае еекомбинированной деформации, соответствующей максимальному перекрытию по вы 50 преодолением относительно небольших сил трения в паре расточка полумуфты - наружная поверхность опорного кольца, При этом момент силы трения на опорном кольце уравновешивается силой реакции, дополнительно прижимающей боковую поверхность выступа 10 к упору 11, что увеличивает надежность фиксации полумуфт в выключенном положении, соте кулачков 7 и 8 (как показано на фиг. 6). На практике для надежной работы муфты усилие тарельчатых пружин 16 должно быть существенно больше осевой силы, развиваемой цилиндрической пружиной 13,С другой стороны, для надежного замыкания храпового венца 25 обоймы 3 с собачкой 30 (максимального снижения вероятности отбоя собачки от вершин зубьев храпового венца) необходимо исключить влияние на обойму 3 как осевых усилий, так и сил трения по торцу обоймы от действия тарельчатых пружин 16, Это дает возможность выполнять пружины 13 и 16 с любыми соотношениями усилий, кроме указанного ограничения.Для устранения влияния пружин 16 и служит бурт 20 вала 1, в который в исходном положении муфты(фиг,1) должна быть уперта втулка 17, что возможно лишь в случае, если, как показано на фиг. 1, осевой размер . набора из полумуфт 2, 4 и обоймы 3 будет не больше расстояния по валу между его буртами 20 и 24. На фиг. 1 эти размеры равны по номиналам при беэзазорном зацеплении кулачков 6 и 5, но устройство вполне работоспособно, если осевой размер пакета полумуфт меньше размера по валу. В этом случае осевая сила, возникающая на наклонных боковых йоверхностях кулачков 6 и 5, "раздвинет" полумуфты 2 и 4 до выбора зазора, пока обойма 3 не упрется торцом 20 во втулку 17. Величина перекрытия кулачков 5 и б в этом случае составит величину Л (фиг,З), меньшую высоты кулачков п 6 и п 5,Аналогично срабатыванию муфты при перегрузках к моменту принудительного выключения ведомая полумуфта переместится в осевом направлении на высоту кулачков 5 совместно с упором 10, поворачиваясь относительно кулачков 6 ведущей полумуфты и опорного кольца 9 до взаимодействия с торцовыми выступами 11, ограничивая движение опорного кольца. При этом кулачки 5 ведомой полумуфты устанавливаются своими торцами на выступы 11, препятствуя в данном случае под действием возвратной пружины 13 самопроизвольному циклическому включению ведомой и ведущей полу- муфт в процессе выбега последней, а также обеспечивая блокировку от случайного включения рабочих органов без предварительногоо их реверси рования.Возврат кулачковой муфты в исходноеположение заканчивается тем явлением, что торцы кулачков 7 ведомой полумуфты устанавливаются на торцы выступов 12 кулачков 8 обоймы 3, Для этого полумуфта 4 под действиемраскручивающейся возвратной пружины 13 должна повернуться отно1756683 10 9сительно обоймы 3 и переместиться в осе-; щитой их от циклического включения в провом направлении вплоть до замыкания ку- цессе дальнейшего, после срабатывания,лачков 5 с кулачками 6 ведущей вращения ведущей полумуфты и повторногополумуфты 2, включения прямого хода реверсированияОднако в том случае, когда после затор ведущей полумуфты, обеспечивающего возмаживания рабочей машиныили механизма врат механизма в исходное положение, всо стороны последнего на вал 1 действует частности, с принудительным размыканиемостаточный момент М 0 сг, создающий, благо- остановочного устройства.даря наличию трения в контакте язычка со- Нэ практике встречается необходибачки 30 с зубом храпового венца 25, усилие 10 мость одновременного останова двух и боЕр, как показано на фиг, 7, величина кото- лее рабочих органов, в частности,рого существенно больше усилия возврат- противоположногонайрэвлениявращения,ной пружины 31 собачки. Поэтому как у представленного на фиг. 7 вальцовогоизвестный храповыймеханизм оказывается питающего аппарата 32 с неподвижным 33заклиненным, возврат устройства в исход и подъемным 34 вальцами,ное положение невозможен без внешнего Вследствие того, что для обеспечениясилового воздействия.,. работоспособности кулачковой муфты исПосле реверсирования ведущей полу- пользованы торцовые поверхности ведомоймуфты 2 сила трения в паре кольцо - расточ- полумуфты, а по внутреннему диаметру пока изменяет направление, упор 10 20 лумуфта взаимодействует с соосным ведоперестает взаимодействовать с выступом мым валом, имеется свободная йоверхность11, Опорное кольцо увлекается полумуфтой по наружному диаметру, которая может2 во вращение относительно ведомой полу- быть снабжена элементами, передающимимуфты 4 и сходит с торцов кулачков 5, созда- крутящий момент, например, зубчатым венвая возможность осевого перемещения 25 цом 35(фиг, 1 и фиг,8). В этом случае ведопоследней под действием возвратной пру- мая полумуфта может геометрическижины 13 до взаимодействия кулачков 5 и 6 совпадать с шестерней раздаточного редуксторонами с углом подьема меньше угла" тора привода рабочего органа, несоосноготрения. В кулачковом зацеплении возника- валу муфты (вальца 33 на фиг. 8).ет только окружная сила, реверсирующая 30 Такое деление потока мощности максиведомую полумуфту 4 и связанные с ней мально уменьшает число динамически нэрабочие органы, Полумуфта 4 и вал 1 пово-гружаемых в процессе останова рабочихрачивэются относительно замкнутой на машин конструктивных элементови снижэкорпус 26 через краповый венец 25 обоймы ет габариты привода,3 в пределах сектора до взаимодействия 35 Ф о р м ул а и 3 о б р е те н и якулачков 7 и 8 сторонами с углом подъема Кулачковая муфта сцепления, содержабольше угла трения, так как дополнитель- щая соосноустановленнйе ведущую и ведоные кулачки 7 и кулачки 8 имеют гарантиро-мую полумуфты, взаимодействующиеванное перекрытие (фиг.3). посредством торцовых кулачков с односто Дополнительные кулачки 7 устанавливают ронними скосами, размещенное в одной изся на опорные площадки 12. Под действием полумуфт опорное кольцо с выступами, рэсокружной силы в кулачковом зацеплении положенными в контактес упором. закреппроисходит реверсирование обоймы 3 и ленным в другой полумуфте. обойму,разблокирование остановочного,устройст- пружину, размещенную между обоймой и45 ведомой полумуфтой, остайовочное устройУстройство возвращается в исходное ство, установленное с возможностью взаисостояние, как показано на фиг. 1 и фиг. 4, модействия с обоймой, при этом наи может быть включено на прямое направ- обращенных друг к другу торцах ведомойление вращения рабочих органов,Рполумуфты и обоймы выполнены дополн- иаботэ кулачковой муфты аналогична в 50 тельные кулачки, направление скосов котослучае, когда опорные площадки 12 выпол- . рых противоположно направлению скосовнены на кулачках 7 ведомой полумуфты. основных кулачков ведомой полумуфты, о тПредлагаемое техническое решение по- л и ч а ю щ а я с я тем. что, с целью повышезволяет обеспечить автоматическую, по ния надежности работы, она снабжена допредельному моменту, защиту привода от 55 полнительной пружиной сжатия,перегрузок, а также принудительное после- размещенной между упором и обоймой, идовательное кинематическое отключение и средством регулировки усилия дополниостанов приводимых рабочих органов с за- тельной пружины.1756683 Корректор О, Ю М, Янкови ед ка ГКНТ ССС производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж Гагарина,аказ 3078 ВНИИПИ Гос тавитель И. Можарред М.Моргентал Тираж Подписноественного комитета по изобретениям и открытия 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5