КРЕСТОВАЯ МУФТА
SLIDER COUPLING

Изобретение относится к области машиностроения, 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 незначительное осевое и угловое их смещение. При этом силы трения дополнительно нагружают концы валов, увеличивая нагрузки на подшипниковые опоры (Решетов Д.Н. Детали машин: учебник для вузов / Изд. 3-е, исправлен. и переработ. - М.: Машиностроение, 1974. - С.555).
Основными недостатками описанной крестовой муфты являются невозможность снижения нагрузок, передаваемых через соединяемые валы, и низкий эксплуатационный ресурс вследствие существенных потерь на трение скольжения и износа контактирующих поверхностей, обусловленных скольжением вкладыша по поверхностям выступов.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является крестовая муфта, содержащая две полумуфты с пазами, соединяющие валы, и промежуточный плавающий элемент для передачи вращения, выполненный в виде диска с взаимно перпендикулярными выступами, ответными пазам полумуфт. Таким образом, насаженные на валы полумуфты соединены между собой при помощи диска благодаря тому, что на торцах диска имеются выступы, которые помещены в соответствующих пазах полумуфт. Так как выступы диска расположены взаимно перпендикулярно, то муфта обеспечивает свободное радиальное перемещение соединяемых валов и допускает также незначительное осевое и угловое перемещение этих валов. При этом силы трения дополнительно нагружают концы валов, увеличивая нагрузки на подшипниковые опоры (Решетов Д.Н. Детали машин: учебник для вузов / Изд. 3-е, исправлен и переработ. - М.: Машиностроение, 1974. - С.554).
Основными недостатками данной крестовой муфты являются отсутствие возможности снижения нагрузок, передаваемых через соединяемые валы, и низкий эксплуатационный ресурс вследствие повышенных потерь на трение скольжения и соответственно износа контактирующих поверхностей, что обусловлено скольжением выступов на торцах диска в пазах полумуфт.
Задача изобретения - снижение нагрузок на соединяемые валы и повышение эксплуатационного ресурса крестовой муфты.
Поставленная задача решается тем, что у крестовой муфты, содержащей две полумуфты с пазами и промежуточный плавающий элемент для передачи вращения с взаимно перпендикулярными выступами, ответными пазам полумуфт, согласно изобретению на боковых поверхностях пазов полумуфт выполнены желоба, направленные вдоль продольной оси муфты, промежуточный плавающий элемент выполнен в виде крестовины, на боковых поверхностях выступов которой выполнены в радиальном направлении желоба, а муфта снабжена роликами, помещаемыми в соответствующие желоба полумуфт и крестовины при сборке в местах их пересечения, причем поверхности желобов сопряжены с поверхностями роликов.
Для повышения грузоподъемности муфты число желобов как в пазах полумуфт, так и на боковых поверхностях выступов крестовины составляет не менее одного.
Для увеличения диапазона допустимых значений угловых перекосов концов валов торцевые поверхности боковин пазов полумуфт выполнены сферическими с центрами сфер, лежащими на продольных осях полумуфт.
Благодаря перекатыванию роликов по желобам в процессе передачи вращения существенно снижаются потери на трение, поскольку трение качения существенно ниже трения скольжения. По этой причине снижается износ контактирующих поверхностей муфты и повышается ее эксплуатационный ресурс, уменьшаются нагрузки, действующие на концы валов, вызванные силами трения.
Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1, 2, 3 представлена конструкция реверсивной муфты, а на фиг.4, 5, 6 - конструкция нереверсивной муфты. На фиг.1 представлена конструкция ведущей полумуфты; на фиг.2 - конструкция крестовины; на фиг.3 - конструкция ведомой полумуфты; на фиг.4 представлена конструкция ведущей полумуфты в случае нереверсивной работы привода; на фиг.5 - конструкция крестовины в случае нереверсивной работы привода; на фиг.6 - конструкция ведомой полумуфты в случае нереверсивной работы привода.
Крестовая муфта содержит ведущую полумуфту 1 и ведомую полумуфту 2 с пазами 3 и 4 соответственно, а также промежуточный плавающий элемент для передачи вращения. На боковых поверхностях пазов 3 полумуфты 1 выполнены желоба 5, и на боковых поверхностях пазов 4 полумуфты 2 выполнены желоба 6. Желоба 5 и 6 направлены вдоль продольной оси муфты.
Промежуточный плавающий элемент выполнен в виде крестовины 7 с взаимно перпендикулярными выступами, ответными пазам 3 и 4 полумуфт 1 и 2. На боковых поверхностях выступов крестовины 7 выполнены радиально направленные желоба 8. Выступы крестовины 7 с желобами 8 входят в пазы 3 и 4 полумуфт 1 и 2 с желобами 5 и 6,
В места пересечения желобов 5 и 6 полумуфт 1 и 2 и желобов 8 крестовины 7 при сборке помещены ролики 9. Поверхности желобов 5, 6, 8 сопряжены с поверхностями роликов 9.
Число желобов в пазах 3 и 4 полумуфт 1 и 2 составляет не менее одного, и число желобов на боковых поверхностях выступов крестовины 7 составляет не менее одного.
Торцевые поверхности боковин пазов 3 и 4 полумуфт 1 и 2 выполнены сферическими с центрами сфер, лежащими на продольных осях полумуфт 1 и 2.
Крестовая муфта (фиг.4, 5, 6) содержит ведущую полумуфту 1 и ведомую полумуфту 2 с пазами 3 и 4 соответственно, а также промежуточный плавающий элемент для передачи вращения. На боковых поверхностях пазов 3 полумуфты 1 выполнены желоба 5, и на боковых поверхностях пазов 4 полумуфты 2 выполнены желоба 6. Желоба 5 и 6 направлены вдоль продольной оси муфты.
Промежуточный плавающий элемент выполнен в виде крестовины 7 с взаимно перпендикулярными выступами, ответными пазам 3 и 4 полумуфт 1 и 2. На боковых поверхностях выступов крестовины 7 выполнены радиально направленные желоба 8. Выступы крестовины 7 с желобами 8 входят в пазы 3 и 4 полумуфт 1 и 2 с желобами 5 и 6,
В места пересечения желобов 5 и 6 полумуфт 1 и 2 и желобов 8 крестовины 7 при сборке помещены ролики 9. Поверхности желобов 5, 6, 8 сопряжены с поверхностями роликов 9. Количество желобов и роликов у нереверсивной муфты меньше, чем у реверсивной.
Крестовая муфта работает следующим образом. Желоба 8 выступов крестовины 7 контактируют с роликами 9. Ролики 9 контактируют с желобами 5 и 6 пазов полумуфт 1 и 2, чем обеспечивается передача вращения от ведущей полумуфты 1 к ведомой полумуфте 2. Роликами 9, перекатывающимися вдоль соответствующих желобов 5 и 6 при вращении муфты, обеспечиваются радиальные смещения крестовины 7, что компенсирует радиальную несоосность, угловые и осевые смещения соединяемых валов.
Таким образом осуществляется снижение нагрузок, передаваемых крестовой муфтой через соединяемые валы, и повышается долговечность ее работы.