МУФТА СВОБОДНОГО ХОДА

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в высокоскоростных приводах машин, например, в импульсных вариаторах.
Известна муфта свободного хода, содержащая внешнюю обойму с внутренней цилиндрической поверхностью, эксцентриковые кольца, установленные на двустороннем эксцентрике, который свободно установлен на внутренней полумуфте, выполненной с храповыми зубьями, и взаимодействует с ней посредством храповых собачек. Эксцентриковые кольца имеют радиальные пазы, взаимодействующие с выступами ведущего фланца. (А.с. 1555563 СССР, МКИ F16 D 41/06. Эксцентриковая муфта свободного хода / М.П.Горин, И.В.Колесов, Н.М.Горина. - Опубликовано в БИ, 1990. - №13).
Недостатком этой муфты является низкая надежность работы вследствие ударного включения храповых собачек.
В качестве прототипа выбрана муфта свободного хода, содержащая внешнюю обойму, часть рабочей поверхности которой выполнена с мелкомодульными зубьями, а другая - цилиндрической, два двусторонних эксцентрика, жестко закрепленных на промежуточном валу, на одном из которых установлены эксцентриковые кольца, выполненные с мелкомодульными зубьями, а на другом - эксцентриковые кольца, выполненные с дуговыми выступами, которые имеют радиальные пазы, взаимодействующие с ведущей вилкой. (Пат. 32220 РФ, МПК F 16 D 41/06. Муфта свободного хода / О.В.Шарков, А.В.Калинин, А.Н.Васильев. - Опубликовано в БИ, 2003. - №25).
Недостатком известной муфты является низкая надежность работы в высокоскоростных приводах, так как эксцентрики жестко связаны с промежуточным валом, в результате чего они обладают большим моментом инерции, что при высокой частоте включения приводит к нарушению
кинематических параметров при работе муфты, так как расклинивание и заклинивание происходит с запаздыванием по времени.
Полезная модель решает задачу повышения надежности и улучшения кинематических параметров при работе муфты.
Поставленная задача достигается тем, что муфта содержит внутреннюю втулку, свободно установленную на промежуточном валу на телах качения (роликах), одна часть которой выполнена заодно с двусторонним эксцентриком, а другая - с односторонним эксцентриком. На одностороннем эксцентрике установлено эксцентриковое кольцо постоянной длины с цилиндрической рабочей поверхностью, взаимодействующей с цилиндрической поверхностью внешней обоймы, причем в нерабочей части этого кольца выполнен радиальный паз, взаимодействующий с пальцем ведущей полумуфты.
На двустороннем эксцентрике установлены эксцентриковые кольца, выполненные с длиной рабочей половины больше нерабочей и мелкомодульными зубьями, взаимодействующими с мелкомодульными зубьями внешней обоймы.
При таком техническом решении двусторонний и односторонний эксцентрики, выполненные заодно с внутренней втулкой, свободно вращаются на телах качения на промежуточном валу, что снижает величину момента инерции при заклинивании и расклинивании.
При повороте ведущей полумуфты в сторону заклинивания эксцентриковое кольцо поворачивается на одностороннем эксцентрике, и его цилиндрическая рабочая поверхность входит в контакт с цилиндрической поверхностью внешней обоймы. Заклинивание не происходит, так как односторонний эксцентрик выполнен заодно с внутренней втулкой, которая свободно вращается на телах качения на промежуточном валу. Одновременно происходит поворот двустороннего эксцентрика, который также выполнен заодно с внутренней втулкой, в результате чего эксцентриковые кольца, установленные на двустороннем эксцентрике, поворачиваются относительно него, и их мелкомодульные зубья входят в зацепление с мелкомодульными зубьями на внешней обойме.
Вследствие этого внутренняя втулка оказывается зафиксированной относительно внешней обоймы и эксцентриковое кольцо с цилиндрической рабочей поверхностью затягивается в клиновое пространство, образованное односторонним эксцентриком и цилиндрической поверхностью внешней обоймы. Происходит заклинивание муфты.
При повороте ведущей полумуфты в сторону расютанивания эксцентриковое кольцо, установленное на одностороннем эксцентрике, выходит из клинового пространства, и свободно вращается совместно с внутренней втулкой и двусторонним эксцентриком, в результате чего установленные на нем эксцентриковые кольца смещаются в радиальном направлении до образования зазора между их мелкомодульными зубьями и мелкомодульными зубьями внешней обоймы. Происходит расклинивание и свободный ход муфты.
На фиг.1 показана муфта свободного хода, разрез по Б-Б фиг.2; на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1; на фиг.3 - разрез по В-В фиг.2.
Муфта свободного хода состоит из внешней обоймы 1, внутренней втулки 2, установленной на телах качения (роликах) 3 на промежуточном валу 4, одна часть, которой выполнена заодно с двусторонним эксцентриком 5, а другая - с односторонним эксцентриком 6, ведущей полумуфты 7, взаимодействующей пальцем 8 с радиальным пазом 9 эксцентрикового кольца постоянной длины 10, выполненным с цилиндрической рабочей поверхностью и установленным свободно на одностороннем эксцентрике 6. На двустороннем эксцентрике 5 свободно установлены эксцентриковые кольца 11 и 12, выполненные по наружной рабочей поверхности с мелкомодульными зубьями. Эксцентриковые кольца 11 и 12 выполнены с длиной рабочей половины больше нерабочей. Промежуточный вал 4 свободно опирается на подшипники, установленные в корпусе (на рисунке не показано). Внешняя обойма 1 выполнена с мелкомодульными зубьями 13 на части рабочей поверхности, взаимодействующей с мелкомодульными зубьями эксцентриковых колец 11 и 12, а другая часть рабочей поверхности внешней обоймы, взаимодействующая с цилиндрической рабочей поверхностью эксцентрикового кольца 10 выполнена цилиндрической 14.
Муфта свободного хода работает следующим образом. При повороте ведущей полумуфты 7 по часовой стрелки палец 8, через боковую стенку радиального паза 9 эксцентрикового кольца 10, поворачивает его на одностороннем эксцентрике 6 до контакта цилиндрической поверхности эксцентрикового кольца и цилиндрической поверхности 14 внешней обоймы 1, при этом одновременно происходит поворот внутренней втулки 2 на телах качения 3, в результате чего эксцентриковые кольца 11 и 12 поворачиваются на двустороннем эксцентрике 5 и смещаются в радиальном направлении. Происходит выбор радиального зазора и последующее зацепление мелкомодульных зубьев эксцентриковых колец 11 и 12 с внутренними мелкомодульными зубьями 13 внешней обоймы 1. Вследствие этого внутренней втулки 2 оказывается зафиксированной относительно внешней обоймы 1 и эксцентриковое кольцо 10 затягивается в клиновое пространство, образованное цилиндрической поверхностью внешней обоймы 1 и односторонним эксцентриком 6. Происходит полное заклинивание муфты, и передача нагрузки идет по двум потокам.
Один поток нагрузки передается от ведущей полумуфты 7 и палец 8 через цилиндрическую рабочую поверхность эксцентрикового кольца 10 на внутреннюю цилиндрическую поверхность 14 внешней обоймы 1.
Второй поток нагрузки передается от ведущей полумуфты 7 и палец 8 через эксцентриковое кольцо 10 на внутреннюю втулку 2 через эксцентриковые кольца 11 и 12 на мелкомодульные зубья 13 внешней обоймы 1.
При вращении ведущей полумуфты 7 против часовой стрелки палец 8, через боковую стенку радиального паза 9, выводит эксцентриковое кольцо 10 из клинового пространства, образованного цилиндрическими поверхностями внешней обоймы 1 и одностороннего эксцентрика 6. При этом палец 8 перемещаются вдоль радиального паза 9 до его контакта со сводом 15 указанного паза и дальнейшее вращение эксцентрикового кольца 10 относительно внешней обоймы 1 станет невозможным. Ведущая полумуфта 7, эксцентриковое кольцо 10 и внутренняя втулка 2 с двусторонним эксцентриком 5 свободно вращаются на телах качения 3 как единое целое, вследствие чего,
эксцентриковые кольца 11 и 12 поворачиваются на двустороннем эксцентрике 5 и смещаются в радиальном направлении до образования зазора между их мелкомодульными зубьями и внутренними мелкомодульными зубьями 13 внешней обоймы 1. Происходит расклиниваиие и свободный ход муфты с бесконтактным движением рабочих поверхностей эксцентриковых колец 10, 11, 12 и внешней обоймы 1.