КРЕСТОВАЯ МУФТА
SLIDER COUPLING

Изобретение относится к области машиностроения и, в частности, к соединительным устройствам приводов, предназначенных для передачи вращающего момента между валами.
Известна крестовая муфта, содержащая две полумуфты и промежуточный элемент, выполненный в виде вкладыша, имеющего форму параллелепипеда. Полумуфты имеют по два выступа, осуществляющих направление вкладыша. Благодаря скольжению вкладыша вдоль поверхности выступов муфта компенсирует некоторое радиальное смещение концов соединяемых валов и допускает также осевое и угловое их смещение (Решетов Д.Н. Детали машин: учебник для вузов / Изд.3-е, исправлен, и переработ. - М.: «Машиностроение», 1974. - С.555).
Недостатком описанной крестовой муфты является невозможность снижения динамических нагрузок, передаваемых через соединяемые ими валы, в связи с жесткими характеристиками элементов, составляющих конструкцию муфты.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является крестовая муфта, содержащая две полумуфты с выступами, соединяющие валы, и промежуточный плавающий элемент для передачи вращения, выполненный в виде диска с взаимно перпендикулярными пазами, ответными выступам полумуфт. Таким образом, насаженные на валы полумуфты соединены между собой при помощи диска благодаря тому, что на торцах диска имеются выступы, которые помещаются в соответствующих пазах полумуфт. Так как выступы расположены взаимно перпендикулярно, то муфта обеспечивает свободное радиальное перемещение соединяемых валов и допускает также осевое и угловое перемещение этих валов (Решетов Д.Н. Детали машин: учебник для вузов / Изд.3-е, исправлен, и переработ. - М.: «Машиностроение», 1974. - С.554).
Недостатком этой крестовой муфты является невозможность уменьшения динамических нагрузок в приводе вследствие отсутствия упругих элементов в ее конструкции.
Задачей настоящего изобретения является снижение динамических нагрузок, передаваемых через соединяемые валы.
Поставленная задача решается тем, что в крестовой муфте, содержащей две полумуфты с выступами и промежуточный плавающий элемент для передачи вращения с взаимно перпендикулярными пазами, ответными выступам полумуфт, согласно изобретению промежуточный элемент выполнен в виде крестовины с образованием V-образных упругих элементов, выполненных заодно с основанием крестовины из попарно расположенных боковин взаимно перпендикулярных пазов, контактирующих с выступами полумуфт.
Боковины могут быть выполнены постоянной ширины.
Боковины могут быть выполнены переменной ширины, увеличивающейся в направлении продольной оси муфты.
Ширина основания крестовины в наиболее узком месте может составлять 0,3-3,0 ширины боковины паза в корневом сечении.
Благодаря деформации упругих элементов крестовины существенно снижаются динамические нагрузки, передаваемые крестовой муфтой через соединяемые валы, в момент пуска привода, а также убавляются толчки и удары в процессе его эксплуатации.
Ширина основания крестовины в наиболее узком месте, составляющая 0,3-3,0 ширины боковины паза в корневом сечении, является оптимальной, так как меньшее чем 0,3 ширины боковины паза в корневом сечении значение ширины основания крестовины в наиболее узком месте снижает прочность основания, а большее чем 3,0 ширины боковины паза в корневом сечении, значение ширины основания крестовины в наиболее узком месте существенно увеличивает жесткость основания в ущерб демпфирующим характеристикам муфты. Это призвано обеспечить равномерное прилегание поверхности боковины к поверхности выступа и, соответственно, равномерное распределение контактных напряжений между ними.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 и фиг.2 представлена конструкция полумуфт крестовой муфты, на фиг.3 - поперечный разрез крестовины и выступов полумуфт.
Крестовая муфта содержит ведущую полумуфту 1 и ведомую полумуфту 2 с выступами 3 и 4 соответственно и промежуточный плавающий элемент для передачи вращения соединяемым валам (на чертеже не показаны) с взаимно перпендикулярными пазами, ответными выступам 3 полумуфты 1 и выступам 4 полумуфты 2. Промежуточный плавающий элемент выполнен в виде крестовины 5 с образованием V-образных упругих элементов, выполненных из попарно расположенных боковин 6 взаимно перпендикулярных пазов, контактирующих с выступами 3 и 4 полумуфт 1 и 2. V-образные упругие элементы изготовлены заодно с основанием 7 крестовины 5. Следовательно, выступы 3 и 4 полумуфт 1 и 2 входят в пазы крестовины 5, боковинами 6 пазов которой образованы V-образные упругие элементы, выполненные заодно с основанием 7 (Фиг.1, 2, 3).
Боковины 6 пазов крестовины 5 могут быть выполнены постоянной ширины (на чертеже не показано).
Боковины 6 пазов крестовины 5 могут быть выполнены переменной ширины, увеличивающейся в направлении приближения к продольной оси муфты (Фиг.3).
Глубина пазов крестовины 5 выполняется достаточной для обеспечения необходимой ширины, а следовательно, и гибкости основания 7 в наиболее узком сечении основания 7 V-образного упругого элемента, выполненного с ним заодно. Ширина основания 7 крестовины 5 в наиболее узком месте может составлять 0,3-3,0 ширины боковины 6 паза в корневом сечении.
Крестовая муфта работает следующим образом. Боковины 6, контактируя с выступами 3 и 4 полумуфт 1 и 2, обеспечивают передачу вращения от ведущей полумуфты 1 к ведомой полумуфте 2. Выступы 3 и 4 полумуфт 1 и 2, перемещаясь вдоль пазов крестовины 5 в процессе вращения, компенсируют радиальную несоосность соединяемых валов, а угловые смещения выступов 3 и 4 в пазах крестовины 5 - угловое смещение соединяемых валов. В момент пуска, а также при толчках и ударах боковины 6 и основания 7 крестовины 5 упруго деформируются, допуская проворот одной полумуфты относительно другой на заданный угол, снижая тем самым динамические нагрузки, действующие на детали привода.
Таким образом, при использовании предложенного изобретения снижаются динамические нагрузки, передаваемые крестовой муфтой через соединяемые валы, в момент пуска привода, а также толчки и удары в процессе его эксплуатации.