КРЕСТОВАЯ МУФТА
DOUBLE-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 с выступами, соединяющие валы, и промежуточный плавающий вкладыш, 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 пазы, в которых помещены соответствующие выступы полумуфт. Так как пазы 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).
Недостатками данной крестовой муфты являются отсутствие возможности снижения нагрузок, передаваемых через соединяемые валы, и пониженная долговечность вследствие повышенных потерь на трение скольжения и, соответственно, износа контактирующих поверхностей, что обусловлено скольжением выступов полумуфт в пазах на торцах диска.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является крестовая муфта, содержащая две полумуфты с выступами и промежуточный плавающий вкладыш, имеющий 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 низкая долговечность вследствие существенных потерь на трение скольжения и износа контактирующих поверхностей, обусловленных скольжением вкладыша по поверхностям выступов.
Задачей изобретения является снижение нагрузок на соединяемые валы и повышение долговечности крестовой муфты.
Поставленная задача решается тем, что у крестовой муфты, содержащей две полумуфты с выступами и промежуточный плавающий элемент в виде вкладыша в форме параллелепипеда, согласно изобретению на внутренних поверхностях выступов выполнены желоба, направленные вдоль продольной оси муфты, на наружных поверхностях вкладыша в плоскости, перпендикулярной продольной оси муфты, также выполнены желоба, а в соответствующие желоба выступов полумуфт и наружных поверхностей вкладыша при сборке в местах их пересечения помещены шарики, причем поверхность желобов сопряжена с поверхностью шариков.
Для повышения грузоподъемности муфты число желобов как на выступах полумуфт, так и на наружных поверхностях вкладыша составляет не менее одного.
Для увеличения диапазона допустимых значений угловых перекосов концов валов торцевые поверхности выступов полумуфт выполнены сферическими с центрами сфер, лежащими на продольных осях полумуфт.
Снижение нагрузок, вызванных силами трения, на соединяемые валы, и повышение долговечности крестовой муфты, обусловленное снижением износа ее контактирующих поверхностей, обеспечиваются благодаря перекатыванию шариков по введенным в устройство желобам в процессе передачи вращения, что существенно снижает потери на трение, поскольку трение качения существенно ниже трения скольжения.
На чертеже представлена конструкция крестовой муфты повышенной грузоподъемности, у которой число желобов на вкладыше увеличено до двух на каждой грани.
Крестовая муфта содержит ведущую полумуфту 1 и ведомую полумуфту 2 с выступами 3 и 4 и желобами 5 соответственно. Промежуточный плавающий вкладыш 6, выполненный в форме параллелепипеда, помещен в объем, образованный внутренними поверхностями выступов 3 и 4 полумуфт 1 и 2.
На внутренних поверхностях выступов 3 и 4 полумуфт 1 и 2 соответственно выполнены желоба 5, направленные вдоль продольной оси муфты. На наружных поверхностях вкладыша 6 в плоскости, перпендикулярной продольной оси муфты, выполнены желоба 7, лежащие в плоскости, перпендикулярной продольной оси муфты.
При сборке в местах пересечения желобов 5 выступов 3 и 4 полумуфт и желобов 7 наружных поверхностей вкладыша 6 помещены шарики 8. Поверхность названных желобов сопряжена с поверхностью шариков 8.
Крестовая муфта работает следующим образом. Желоба 7 на наружных поверхностях вкладыша 6 контактируют с шариками 8. Шарики 8 контактируют с желобами 5 выступов 3 и 4 полумуфт 1 и 2, обеспечивая передачу вращения от ведущей полумуфты 1 к ведомой полумуфте 2. Шарики 8 перекатываясь вдоль соответствующих желобов в процессе вращения муфты, обеспечивают радиальные смещения вкладыша 6, компенсируя радиальную несоосность, угловые и осевые смещения соединяемых валов.
Таким образом, предложенное изобретение позволяет уменьшить нагрузки на соединяемые валы и повысить долговечность крестовой муфты.