МУФТА СВОБОДНОГО ХОДА С МЕХАНИЧЕСКИМ ВКЛЮЧЕНИЕМ

Полезная модель относится к области машиностроения и автомобилестроения.
Известна муфта свободного хода автомобиля УАЗ [1], в которой ведущая шлицевая втулка свободно вращается в корпусе, а соединение с корпусом осуществяется с помощью элемента передачи крутящего момента и управляет муфтой механизм управления, содержащий переключатель.
Аналогичную конструкцию з несущественными отличиями имеют муфты на автомобилях Kia Sportage, Nissan Patrol, Opel Frontera и им подобные.
Недостатком муфты [1] является то, что при осевом направлении движения соединительной шлицевой втулки не обеспечивается надежная работа муфты, поскольку малая длина втулки в сравнении с ее диаметром приводит к перекосам и заклиниваниям шлицевой втулки в корпусе муфты. Для устранения этого недостатка требуется высокая точность изготовления деталей, но в процессе эксплуатации в результате износа детали теряют номинальные размеры, что приводит к неполному зацеплению шлицов, а при движении автомобиля слышны удары изношенных деталей в шлицевых канавках, происходит их поломка и возникает необходимость частой замены.
При загрязненности муфты не видно, в какую сторону вращать переключатель и при повороте в неправильную сторону возможна его поломка.
Известна также муфта свободного хода [2], выбранная за прототип, которая содержит корпус, в продольных канавках которого находится элемент передачи крутящего момента, механизм управления этим элементом с переключателем, шлицевую втулку. Элемент передачи крутящего момента содержит цилиндрическую шпонку, оснащенную упором, размещенным на ее внешней поверхности и пружиной, находящейся в несквозном отверстии тела цилиндрической шпонки, длина которой больше ее диаметра и состоит из одной или нескольких, выполненных с возможностью движения во время включения независимо одна от другой в продольных канавках цилиндрической формы. В механизме управления переключатель сделан в виде срезанного конуса с углублением на верхней плоскости и возможностью вращения в любую сторону.
Недостатком даной муфты переключения [2] есть массивность конструкции, большая длина, а цилиндрическая шпонка должна быть с упором, что увеличивает стоимость и сроки ее изготовления.
В основу полезной модели поставлена задача при сохранении надежности муфты [2] упростить ее кострукцию, уменьшить ее массу и габаритную длину.
Поставленная задача достигается тем, что в муфте свободного хода с механизмом включения, в продольных канавках которого размещен элемент передачи крутящего момента, содержащий цилиндрическую шпонку с пружиной, размещенной в несквозном отверстии тела цилиндрической шпонки, длина которой больше ее диаметра и состоит из одной или нескольких, выполненных с возможностью движения во время включения независимо одна от другой в продольных канавках, механизм управления элементом передачи крутящего момента с переключателем, отличающийся тем, что переключатель выполнен в виде пустотелого, заглушеного с одного торца цилиндра, на боковой стенке которого выполнен один или несколько параболоидальных выреза. При этом боковая стенка представляет собой одну или несколько поверхностей трапецеидальной формы, на меньших основаниях которых сделаны пазы шириной равной или большей диаметра цилиндрической шпонки с возможностью движения по образовавшимся поверхностям стенки переключателя.
Использование переключателя заявленой конструкции позволило разместить его между корпусом муфты и шлицевой втулкой, уменьшив при этом массу муфты и ее габаритную длину.
В даной конструкции цилиндрические шпонки выполнены без упоров, что сократило время и стоимость их производства.
Суть полезной модели объясняется чертежами одного из вариантов, в котором элемент передачи крутящего момента состоит из двух цилиндрических шпонок, где:
на фиг.1 - изображена муфта свободного хода в позиции «включено»;
на фиг.2 - изображена муфта свободного хода в позиции «выключено»;
на фиг.3 - разрез А-А;
на фиг.4 - вид муфты свободного хода сверху.
Муфта свободного хода с механизмом включения состоит из корпуса 1, в продольных цилиндрических канавках 2 которого установлены две цилиндрические шпонки 3 с пружинами 4, размещенными в несквозных отверстиях 5 тел цилиндрических шпонок 3. Переключатель 6 состоит из пустотелого, заглушеного с одного торца цилиндра 7, на боковой стенке которого сделаны один или несколько параболоидальных выреза 8, при этом боковая стенка представляет собой одну или несколько поверхностей трапецеидальной формы, на меньших основаниях которых выполнены пазы 9 шириной равной или большей диаметра цилиндрической шпонки 3. К переключателю 6 присоединена гайка 10, которая используется в качестве ручки переключателя с помощью гаечного ключа. Цилиндрические шпонки 3 при повороте переключателя 6 в положение «включено» 18 входят в сцепление с шлицевой втулкой 11 под действием пружины 4. Между крышкой 12 муфты и заглушенной частью 13 переключателя 6 вставлено в специальную проточку 14 резиновое уплотнение 15. Крышка 12 муфты крепится к корпусу 1 муфты с помощью винтов 16 и имеет метки «выключено» 17 и «включено» 18. Шлицевая втулка 11 вращается на подшипнике качения 19, который удерживается стопорным кольцом 20 и крышкой подшипника 21.
Муфта свободного хода крепится к ступице колеса через отверстия 22 болтами.
Муфта свободного хода с механизмом включения работает таким образом.
В выключенном состоянии подвижные цилиндрические шпонки 3 находятся в крайнем левом положении продольных цилиндрических канавок 2 корпуса муфты 1. Цилиндрическая шпонка 3, находясь в пазах 9 переключателя 6 и под действием пружины 4 зафиксирована от произвольного движения. Таким образом, данное положенние переключателя 6 является фиксированым.
При повороте переключателя 6 в любую сторону до позиции «включено» 18, цилиндрическая шпонка 3, двигаясь по цилиндрической канавке 2 под действием пружини 4 в крайнее правое положение входит в зацепление с шлицевой втулкой 11, таким образом соединив ее с корпусом муфты 1.
При повороте переключателя 6 в позицию «выключено» 17 цилиндрическая шпонка 3, опираясь на поверхность параболоидального выреза 8 и преодолевая сопротивление пружины 4 перемещается в крайнее левое положение разъединяя при этом шлицевую втулку 11 и корпус муфты 1, пока часть цилиндрической шпонки 3 не окажется в пазу 9 переключателя 6, таким образом зафиксировав переключатель 6 от произвольного движения.
Для защиты муфты от проникновения в нее грязи между крышкой 12 муфты и заглушенной частью 13 переключателя 6 установлено в специальную проточку 14 резиновое уплотнение 15.
Для обеспечения соосности шлицевая втулка 10 вращается на подшипнике качения 19, который удерживается стопорным кольцом 20 в корпусе муфты 1 и крышкой подшипника 21.
Источники иформации:
1. Сайт http://avtorial.ru/UAZ/UAZ_22-39_23.html
2. Патент на полезную модель №60239. F16d 11/00, бюл. №11, 2011 г.