ЗУБЧАТАЯ МУФТА

Область техники
Настоящая полезная модель относится к муфтам со средствами, допускающими возможность перемещения соединяемых валов во время работы, более точно к зубчатым муфтам.
Предшествующий уровень техники
Зубчатые муфты предназначены для соединения соосных горизонтальных валов и передачи крутящего момента при угловых, радиальных и осевых смешениях валов. При этом зубчатая муфта обеспечивает компенсацию осевого, радиального и углового смещения валов.
Из уровня техники известна раскрытая в европейском патенте EP 0632210, опубликованном от 04.01.1995, зубчатая муфта, состоящая из двух полумуфт 10 и 20, каждая полумуфта включает обойму 35, 36 и втулку 10, 20, находящиеся в зацеплении своими зубчатыми венцами 14, 33, и сжатую обоймой и втулкой цилиндрическую винтовую пружину 17, 27, которая регулирует взаимное положение втулки и обоймы. Кроме того, каждая полумуфта включает деформируемую цилиндрическую герметичную перегородку 18, 28, выполненную в виде цилиндрической мембраны и установленную на кольцевых элементах обоймы и втулки.
Это известное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявленной полезной модели.
Недостатками этой известной зубчатой муфты являются:
увеличенные габариты по сравнению с типичными зубчатыми муфтами, например, по ГОСТ Р 50895-96, поскольку зубчатый венец с наружными зубьями расположен на обойме, а зубчатый венец втулки с внутренними зубьями охватывает зубчатый венец обоймы, притом, что сама втулка находится внутри обоймы;
недостаточная надежность муфты из-за усложненной конструкции втулки, включающей элемент с зубчатым венцом, установленный на фланце втулки, и установленный на элементе с зубчатым венцом диск, удерживающий цилиндрическую винтовую пружину и цилиндрическую мембрану.
Раскрытие полезной модели
В заявленной полезной модели достигаются следующие технические результаты.
Уменьшение размеров муфты при сохранении величины передаваемого момента, в том числе уменьшение относительных габаритов зубчатой муфты, а именно отношения величины наружного диаметра муфты к величине внутреннего диаметра втулок, соответствующего диаметру соединяемых валов.
Снижение массы и инерционности муфты.
Повышение надежности зубчатой муфты путем уменьшения количества деталей, упрощения их формы и как следствие повышение точности изготовления элементов, обеспечивающий передачу крутящего момента.
Указанные технические результаты достигаются в зубчатой муфте, состоящей из двух полумуфт, каждая полумуфта включает находящиеся в зацеплении своими зубчатыми венцами обойму и втулку и сжимаемую обоймой и втулкой пружину (пружинящий элемент), регулирующую взаимное положение втулки и обоймы, в обойме каждой полумуфты, напротив обращенного внутрь обоймы торца втулки, установлен кольцевой диск, а пружина установлена в кольцевых канавках, выполненных в торце втулки и кольцевом диске, при этом втулка выполнена с наружным зубчатым венцом, а обойма выполнена с внутренним зубчатым венцом.
В качестве пружины может быть использована, например, цилиндрическая прорезная пружина, пружинящий сильфон, телескопическая пружина, пружинящая мембрана, цилиндрическая винтовая пружина.
Каждая полумуфта может дополнительно включать охватывающий втулку кольцевой диск, установленный в торце обоймы, противоположном ее торцу, соединенному с обоймой другой полумуфты, и цилиндрическую герметичную перегородку, выполненную с возможностью деформации при взаимном смещении обоймы и втулки и установленную на этом дополнительном кольцевом диске и кольцевом выступе на наружной поверхности втулки.
Цилиндрическая герметичная перегородка может быть выполнена в виде мембраны или сильфона.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан сборочный чертеж заявленной муфты зубчатой.
На фиг. 2 показана заявленная муфта зубчатая при допустимом нарушении соосности соединяемых валов и их перекосе.
Реализация полезной модели
Муфта зубчатая, показанная на фиг. 1, включает полумуфты 1 и 2, соединенные друг с другом болтами и гайками. Каждая полумуфта включает:
- обойму 3 с внутренним зубчатым венцом 4 и двумя кольцевыми дисками:
кольцевым диском 5, установленным в обойме 3 в непосредственной близости к ее торцу, примыкающего к торцу обоймы другой полумуфты; и
кольцевым диском 6, установленным в торце обоймы 3, противоположном ее торцу, соединенному с обоймой другой полумуфты
- втулку 7 с зубчатым венцом 8, находящимся в зацеплении с зубчатым венцом 4 обоймы 3;
- цилиндрическую винтовую пружину 9, установленную в кольцевых пазах, выполненных в торце втулки 6 и кольцевом диске 5;
- сильфон 10, установленный на кольцевом диске 6 и кольцевом выступе на наружной поверхности втулки 7.
Конструкция заявленной зубчатой муфты позволяет, передавая крутящий момент, не только обеспечивать компенсацию осевого, радиального и углового смещения валов, но и противодействовать указанным смещениям благодаря цилиндрической винтовой пружине 9.
Пружина является разработанной специально для заявленной муфты пружиной сжатия, отличающейся от стандартных пружин большим индексом - отношением диаметра витка к диаметру сечения проволоки. Назначение пружины - удерживать соединенные обоймы полумуфт в среднем - симметричном положении относительно зубчатых венцов втулок, установленных на валах. Это обеспечивает наиболее благоприятные условия для зубчатых зацеплений, щадящие условия работы сильфонов и в конечном итоге повышает надежность и длительность сохранения работоспособности (долговечность).
Детали муфты выполнены из конструкционной качественной стали.
На фиг. 2 показана заявленная муфта зубчатая при осевом и угловом смещении втулок 11 и 12 (вместе валами). Усилия, возникающие в цилиндрической винтовой пружине 9, противодействуют увеличению осевого и углового смещения и стремятся вернуть втулки вместе с валами в исходное соосное положение.
Сильфон 10, или цилиндрическая мембрана, или другая эластичная цилиндрическая перегородка необходимы для герметизации пространства, в котором находятся взаимодействующие зубчатые венцы 4 и 8, соответственно, обоймы 3 и втулки 7 в случае использования смазки.