МУФТА
CLUTCH

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для соединения валов при значительном смещении их осей.
Известна муфта, которая может быть использована для соединения несоосных валов и снижения динамических нагрузок на энергетическую установку привода. Она состоит из двух полумуфт, связанных упругими элементами, причем ведущая полумуфта снабжена роликами, а в пазу ведомой полумуфты установлены две поддерживаемые планками упорные призмы, копирующая поверхность которых взаимодействует с упомянутыми роликами. Копирующая поверхность упорных призм может быть выполнена прямой, наклонной или параболической. При этом между призмами установлены упругие элементы. Параллельно упругим элементам установлены гидравлические пружины с пневмогидроаккумуляторами (см. патент RU №2309305, МПК F16D 3/78, F16D 3/64). Однако такая муфта может использоваться при небольшой несоосности валов.
Известна муфта, предназначенная для соединения двух несоосных валов, содержащая цилиндрическую полумуфту с рядом цилиндрических отверстий, равномерно распределенных относительно центра, и цилиндрическую полумуфту с цилиндрическими телами в виде роликов, установленными с возможностью взаимодействия с поверхностью цилиндрических отверстий первой полумуфты перекатыванием по их стенкам. Полярные координаты осей отверстий и пальцев совпадают. При этом линии, соединяющие проекции центров окружностей оснований цилиндрических тел (роликов), отверстий и полумуфт, образуют многократно повторенный параллелограмм. Причем каждый из цилиндрических тел (роликов) в начальном положении и при работе муфты в каждый момент времени занимает одинаковое положение в цилиндрическом отверстии, в котором он установлен, относительно других цилиндрических тел в цилиндрических отверстиях, в которых они установлены (см. Механизм муфты с шарнирными параллелограммами. И.И.Артоболевский. Механизмы в современной технике. Справочное пособие в 7 томах. Т.1 с.423 (№ механизма 759)).
В известной муфте, несмотря на то что все цилиндрические тела в виде роликов находятся в контакте с цилиндрической поверхностью отверстия, только половина из них, находящаяся во время вращения на крайних участках, относительно окружности основания полумуфты, цилиндрической поверхности отверстия участвует в передаче вращательного момента. В то же время другая половина роликов, находящаяся во время вращения на внутренних участках относительно окружности основания полумуфты, не работает. Она находится в "мертвой зоне". Кроме того, контакт роликов и стенок отверстий происходит по гладкой поверхности, что значительно ограничивает передаваемую нагрузку.
Заявляемое изобретение решает задачу создания муфты для соединения несоосных валов, лишенных этих недостатков.
Техническим результатом заявляемого изобретения является увеличение нагрузочной способности муфты.
Для достижения технического результата в муфте, состоящей из двух цилиндрических полумуфт, одна из которых выполнена с равномерно расположенными по окружности цилиндрическими отверстиями, а вторая с цилиндрическими телами, согласно изобретению на цилиндрические тела второй полумуфты, выполненные в виде пальцев, установлены эксцентриковые втулки с эксцентриситетом, равным смещению валов, выполненные с возможностью свободного поворота в отверстиях и на пальцах полумуфты, при этом каждая эксцентриковая втулка кинематически связана с валом полумуфты с помощью зубчатой передачи, состоящей из зубчатых колес, одно из которых жестко соединено с эксцентриковой втулкой, а другое с полумуфтой и валом, причем между каждым колесом, жестко соединенным с втулкой, и колесом, жестко соединенным с муфтой и валом, расположено промежуточное колесо, при этом передаточное отношение зубчатых передач равно 1:1.
Для обеспечения передачи вращательного момента всеми пальцами вращение эксцентриков синхронизировано с положением полумуфт.
Муфта состоит из двух цилиндрических полумуфт 1, 2. Полумуфта 1 выполнена с равномерно расположенными по окружности цилиндрическими отверстиями 11, а вторая с цилиндрическими телами 3 в виде пальцев, на которых установлены эксцентриковые втулки 4 с эксцентриситетом, равным смещению валов 9 и 10. Эксцентриковые втулки 4 выполнены с возможностью свободного поворота в отверстиях 11 и на пальцах 3. Каждая эксцентриковая втулка 4 кинематически связана с валом 9 полумуфты 1 с помощью зубчатой передачи, состоящей из зубчатых колес, одно из которых 7 жестко соединено с эксцентриковой втулкой, а другое 5 с полумуфтой и валом 9, причем между каждым колесом 7, жестко соединенным с втулкой 4, и колесом 5, жестко соединенным с муфтой 1 и валом 9, расположено промежуточное колесо 6, при этом передаточное отношение зубчатых передач равно 1:1.
Муфта работает следующим образом. Окружные усилия, создаваемые на пальцах 3, вращающим моментом полумуфты 2 передают момент через эксцентриковые втулки 4 на полумуфту 1. Одновременно окружные силы стремятся повернуть втулки 4 в отверстиях полумуфты 1.
На виде А-А линия, соединяющая геометрический центр окружности эксцентриковой втулки и центр ее эксцентриситета, параллельна линии, соединяющей центры валов. Синхронизация углов поворота эксцентриков осуществляется зубчатыми передачами, обеспечивающими кинематическую связь эксцентриковых втулок 4 и полумуфты 1. Передаточное отношение 1:1 обеспечивает поворот всех эксцентриковых втулок приводимыми пальцами 3 на угол, равный углу поворота полумуфты. Кроме того, зубчатые передачи обеспечивают принудительный поворот втулок в зоне угла трения. Контакты вращающихся деталей муфты через зубчатые поверхности позволяют значительно увеличить нагрузочную способность муфты.
Также вовлечение в передачу вращательного момента всех пальцев позволяет увеличить передаваемый вращающий момент.
Таким образом, при одновременном увеличении вращательного момента число узлов, передающих вращающий момент, может быть уменьшено до трех, что обуславливает статическую определимость системы и упрощает конструкцию муфты.