Упругая муфта

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к упругим муфтам для силовой передачи тягово-транспортного средства.
Известна упругая муфта [А.с. 310066 СССР, МПК F16D 3/56, опубл. 26.07.1971. бюл. №23], содержащая ведущую и ведомую полумуфты, охватывающие одна другую и выполненные с радиальными пазами, в которых установлены пакеты пластинчатых пружин, изолированных одна от другой эластичными прокладками, выполненные различной длины и вставленные в радиальные пазы полумуфт с натягом.
Недостатком конструкции является наличие эластичных прокладок между пластинами в пакете, уменьшающих демпфирующую характеристику из-за снижения трения между пластинами, что приводит к менее эффективной защите силовой передачи от крутильных колебаний, что сокращает срок службы муфты.
Известна упругая муфта для силовой передачи тягово-транспортного средства [Пат. 184456 RU, МПК F16D 3/50,3/56, опубл. 25.10.2018],  содержащая соосно установленные ведомую и ведущую полумуфты, имеющие соответствующие углубления для упругих элементов в виде пакетов плоских пружин, которые одним концом вставляются во впадины между зубьями ведомой полумуфты, а другим жестко крепятся в ведущей полумуфте, расположенных в два ряда вдоль оси муфты, при этом в первом ряду они расположены равномерно по углу поворота, а во втором – неравномерно, причем относительно положения, соответствующего выбору полного упругого хода всех пакетов плоских пружин первого ряда, первый пакет плоских пружин второго ряда смещен на половину градуса по углу поворота, а каждый из последующих пакетов плоских пружин второго ряда смещен на половину градуса по углу поворота по отношению к предыдущему пакету плоских пружин второго ряда.
Недостатком конструкции является малая площадь рабочих трущихся поверхностей и, как следствие, недостаточная демпфирующая характеристика, что приводит к менее эффективной защите силовой передачи от крутильных колебаний, что сокращает срок службы муфты.
Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков и принятым за прототип является упругая муфта со змеевидной пружиной [А.с. 199583 СССР, MПК F16D 3/52, публ. 13.07.1967. бюл. №15], содержащая ведущую и ведомую полумуфты, пальцы, жестко укрепленные на ведущей полумуфте, пальцы ведомой полумуфты, змеевидную пружину, связывающую ведущую и ведомую полумуфты при помощи указанных пальцев, расположенную в плоскости, перпендикулярной оси муфты по окружности в один или несколько рядов, и охватывающую внутренней стороной витков пальцы одной полумуфты, а наружной стороной витков – пальцы другой полумуфты.
Недостаток конструкции – недостаточные демпфирующие свойства по причине малой суммарной работы сил трения, возникающих между упругим элементом и пальцами полумуфт из-за малого взаимного перемещения поверхностей контакта. Так же недостатком конструкции является малый нелинейный участок упругой характеристики по причине недостаточного количества криволинейных поверхностей, контактирующих с упругим элементом.  Такие недостатки приводят к недостаточно эффективной защите силовой передачи от крутильных колебаний и динамических нагрузок, что значительно сокращает срок службы её конструкции.
Задачей полезной модели является повышение демпфирующих свойств упругой муфты за счет увеличения количества трущихся поверхностей и относительного их перемещения друг относительно друга, а также увеличение нелинейного участка упругой характеристики за счет увеличения контактирующих с упругим элементом криволинейных поверхностей.
Технический результат – увеличение срока службы конструкции силовой передачи транспортного средства.
Указанный технический результат достигается тем, что упругая муфта, содержащая две полумуфты, связанные змеевидной пружиной при помощи пальцев, причем на одной из полумуфт пальцы жестко закреплены, а змеевидная пружина расположена в плоскости, перпендикулярной оси муфты и уложена по окружности в ряды, охватывая наружной стороной витков жестко закрепленные пальцы одной полумуфты, а внутренней стороной витков – пальцы второй полумуфты, причем на второй полумуфте пальцы закреплены с возможностью поворота относительно своей оси с помощью установленных в их пазах шпонок второй полумуфты и кожуха, при этом внутренний профиль корпуса, контактно взаимодействующий с наружной стороной витков змеевидной пружины, выполнен криволинейным.
Закрепление на второй полумуфте пальцев с возможностью поворота относительно своей оси с помощью установленных в их пазах шпонок позволяет увеличить демпфирующие свойства муфты, что значительно повышает эффективность защиты силовой передачи от крутильных колебаний, что обеспечивает её конструкции более длительный срок службы. Увеличение демпфирующих свойств происходит из-за того, что во время работы увеличивается количество взаимодействующих элементов трения и общая поверхность трения. Поворот пальцев относительно своей оси, увеличивающий трение, обеспечивается контактным взаимодействием между шпонками и направляющими пазами. При повороте витка пружины на некоторый угол палец из-за встречного воздействия шпонки на паз проворачивается по направлению угла поворота полумуфт. Общая поверхность трения увеличивается также за счет контактного взаимодействия змеевидной пружины с внутренним профилем полумуфты.
Выполнение внутреннего профиля второй полумуфты, контактно взаимодействующего с наружной стороной витков змеевидной пружины, криволинейным делает нелинейную упругую характеристику муфты более прогрессивной, что позволяет обеспечить более эффективную защиту силовой передачи от динамических нагрузок, увеличивая срок службы её конструкции.
На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого устройства в разборе.
На фиг. 2 представлен вид предлагаемого устройства в разрезе.
На фиг. 3 вид витка змеевидной пружины с плотно установленными в них пальцами ведущей и ведомой полумуфт.
Упругая муфта содержит полумуфты 1 и 2 (фиг.1), пальцы 3, жестко закрепленные на полумуфте 1, пальцы 4 полумуфты 2, змеевидную пружину 5, корпус 6, кожух 7. Змеевидная пружина 5 связывает полумуфты 1 и 2 при помощи указанных пальцев 3 и 4. Змеевидная пружина 5 расположена в плоскости, перпендикулярной оси муфты по окружности в один или несколько рядов, и охватывает внутренней стороной витков пальцы 4 полумуфты 2, а наружной стороной витков – пальцы 3 полумуфты 1. Внутренний профиль 8 корпуса  6, к которому прилегает наружной стороной витков змеевидная пружина 5, выполнен криволинейным. Пальцы 4 полумуфты 2 закреплены с возможностью поворота относительно своей оси с помощью установленных в их пазах 9 шпонок 10.
Предлагаемая упругая муфта работает следующим образом. Крутящий момент передается с полумуфты 1 через пальцы 3 на змеевидную пружину 5. Далее крутящий момент контактно передается с внешней поверхности наружных витков пружины 5 на внутренний профиль 8 корпуса 6. Также змеевидная пружина 5 перемещает пальцы 4, которые, в свою очередь, вследствие контактного взаимодействия и трения своих выступающих из ряда змеевидной пружины 5 частей о внутренние поверхности полумуфты 2 и кожуха 7 соответственно, передают крутящий момент на полумуфту 2. В этом случае полумуфта 1 выступает в роли ведущей полумуфты.
Полумуфты 1 и 2 по направлению передачи крутящего момента взаимозаменяемы. В случае, когда в качестве ведущей полумуфты выступает полумуфта 2, крутящий момент контактно передается с внутреннего криволинейного профиля 8 корпуса 6 на внешнюю поверхность наружных витков пружины 5, далее с внутренних витков змеевидной пружины 5 через пальцы 3 на полумуфту 1. Также полумуфта 2 и кожух 7 перемещают пальцы 4 вследствие контактного взаимодействия и трения своих внутренних поверхностей о выступающие из ряда змеевидной пружины 5 части пальцев 4 соответственно, которые в свою очередь так же передают крутящий момент на змеевидную пружину 5, в витках которой они расположены.
Таким образом, закрепление на полумуфте 2 пальцев 4 с возможностью поворота относительно своей оси с помощью установленных в их пазах 9 шпонок 10 и выполнение внутреннего профиля 8 корпуса 6, контактно взаимодействующего с наружной стороной витков змеевидной пружины 5, криволинейным решается задача повышения демпфирующих свойств упругой муфты и достигается технический результат по обеспечению более эффективной защиты силовой передачи от крутильных колебаний и динамических нагрузок, а значит, и увеличения ее срока службы.