ОДНОСТОРОННЯЯ МУФТА И МАШИНА
ONE-SIDED COUPLING AND MACHINE

Настоящее изобретение относится к односторонней муфте и к машине, оборудованной такой односторонней муфтой.
Предпосылки к созданию изобретения
Односторонняя муфта используется для передачи мощности или разрыва кинематической цепи между двигателем и рабочей машиной или между ведущим валом и ведомым валом машины. С помощью односторонней муфты осуществляется автоматическое включение и выключение отбора мощности за счет изменения относительного числа оборотов между ведущими и ведомыми элементами.
Односторонняя муфта известного уровня техники, в частности роликовая односторонняя муфта, имеет следующие технические недостатки:
1. Поскольку пружины и ролики, как правило, расположены в пазах, выполненных на внутреннем кольце, то плоская дорожка качения на внутреннем кольце изнашивается при длительной эксплуатации, а угол заклинивания постоянно увеличивается.
2. Ролики оказывают большое принудительное давление на наружное кольцо и изнашиваются при вращении совместно с внутренним кольцом при большом числе оборотов.
3. В процессе заклинивания отсутствует синхронный ввод в зацепление роликов или одновременность из-за неравномерного воздействия усилия пружины на ролики.
Настоящее изобретение направлено на решение вышеуказанных недостатков.
Краткое изложение существа изобретения
Настоящее изобретение относится к односторонней муфте, которая содержит: внутреннее кольцо; внешнее кольцо, расположенное на внешней стороне внутреннего кольца в радиальном направлении; ролики, установленные между внутренним кольцом и внешним кольцом; при этом поверхность внутреннего кольца, соприкасающаяся с роликами, выполнена в виде цилиндрической поверхности, причем ролики размещены в клинообразных пазах, выполненных на внутренней окружной поверхности внешнего кольца.
Краткое описание чертежей
На рис. 1 представлен вид в разрезе иллюстративного варианта односторонней муфты, согласно настоящему изобретению.
На рис. 2 представлен вид в разрезе по линии А-А муфты, изображенной на рис. 1.
Список условных знаков
1 Первый элемент трансмиссии
2 Внутреннее кольцо
3 Внешнее кольцо
4 Пружина
5 Ролик
6 Клинообразный паз
7 Окружная поверхность внутреннего кольца
8 Донная часть клинообразного паза
9 Второй элемент трансмиссии
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
На рис. 1 и 2 представлены схематические изображения односторонней муфты настоящего изобретения, которая содержит внутреннее кольцо 2, внешнее кольцо 3 и ролики 5, установленные между внутренним кольцом 2 и внешним кольцом 3.
Как показано на рис. 1 и 2, если смотреть в радиальном направлении, наружное кольцо 3 располагается на внешней стороне внутреннего кольца 2. Как следует из рис. 2, внутреннее кольцо 2 имеет цилиндрическую внешнюю окружную поверхность, частично соприкасающуюся с роликами 5. Тем не менее, на внутренней окружной поверхности внешнего кольца 3, выполнено несколько клиновидных пазов 6, куда входят ролики 5.
Если смотреть вдоль окружности, то донная часть каждого клиновидного паза 6 выполнена приблизительно в виде логарифмической спирали. Таким образом, пространство для размещения ролика 5, выполненное в виде клиновидного паза 6, состоит из расклинивающего участка малого объема (передний участок донной части клиновидного паза 6, наблюдаемый по часовой стрелке на рис. 2) и разделительного участка большого объема (задний участок донной поверхности клиновидного паза 6, наблюдаемый по часовой стрелке на рис. 2). Если ролик 5 находится в пределах расклинивающего участка, то он заклинивается между внутренним кольцом 2 и внешним кольцом 3 и, таким образом, внутренние и внешние кольца вращаются как единое целое. Если ролик 5 находится в пределах разделительного участка, то внутреннее кольцо 2 и наружное кольцо 3 отделяются друг от друга и передача мощности между ними прерывается.
Кроме того, на одном конце клиновидного паза 6 располагается пружина 4 для поддерживания ролика 5, которая смещает ролик 5 в направлении расклинивающего участка клиновидного паза 6 с определенной силой предварительного натяжения. Предпочтительно, чтобы пружина 4 представляла собой гофрированную пружину, изготовленную из прямоугольного металлического листа (например, не ограничиваясь, из листа пружинной стали) с длиной, равной длине ролика.
Односторонняя муфта дополнительно содержит первый элемент 1 трансмиссии, прикрепленный к внутреннему кольцу 2, и второй элемент 9 трансмиссии прикрепленный к внешнему кольцу 3. Крепление может представлять собой любое известное соединение, например, резьбовое соединение или изготавливаться как единое целое. Первый элемент 1 трансмиссии и второй элемент 9 трансмиссии могут представлять собой любую соответствующую деталь трансмиссии, например вал трансмиссии или промежуточный привод. Представляется возможным, чтобы первый элемент 1 трансмиссии представлял собой элемент стороны подачи, а второй элемент 9 трансмиссии представлял собой элемент стороны отбора и наоборот.
В предшествующем уровне техники, как правило, заклинивающая поверхность для ролика располагалась на внешней окружной поверхности внутреннего кольца, выполненного в качестве элемента стороны подачи. Следовательно, внутреннее кольцо быстро изнашивалось, а угол заклинивания постоянно увеличивался. В данном изобретении исключается износ дорожки качения внутреннего кольца и, следовательно, изменение угла заклинивания, благодаря расположению клинообразных пазов 6 (другими словами, заклинивающей поверхность) на внешнем кольце 3. Кроме того, при разъединенной односторонней муфте, исключается износ внутреннего кольца, обусловленный большим числом оборотов роликов, и уменьшается принудительное давление роликов на наружное кольцо.
Конструкция указанных выше пружин 4 оказывает равномерную осевую нагрузку на ролики. Таким образом, исключается перекос роликов, вызванный неравномерным механическим усилием, поломка пружин при заклинивании роликов и улучшается синхронный ввод в зацепление и одновременность заклинивания роликов. Кроме того, поскольку пружины 4 располагаются в клиновидных пазах на внешнем кольце 3, отсутствует трение и износ между цилиндрической поверхностью внутреннего кольца и пружиной под действием центробежной силы. Благодаря описанной выше конструкции увеличивается срок службы всей односторонней муфты.
Промышленная применимость
В одном варианте осуществления первый элемент 1 трансмиссии является элементом стороны подачи, а второй элемент 9 трансмиссии является элементом стороны отбора. Если первый элемент 1 трансмиссии вращается по часовой стрелке, то внутреннее кольцо 2, соединенное с первым элементом 1 трансмиссии, и второй элемент трансмиссии также вращаются по часовой стрелке. Если число оборотов первого элемента трансмиссии не меньше, числа оборотов второго элемента трансмиссии, то ролики 5 заклиниваются под воздействием силы трения внутри заклинивающих участков клиновидных пазов на внешнем кольце 3. Таким образом, ролики 5 вклиниваются между внутренним кольцом 2 и наружным кольцом 3 и, следовательно, заставляя вращаться их как одно целое. Второй элемент 9 трансмиссии, соединенный с внешним кольцом 3, вращается вместе с внешним кольцом 3 и отдает мощность.
Если первый элемент 1 трансмиссии вращается по часовой стрелке, то внутреннее кольцо 2, соединенное с первым элементом 1 трансмиссии и вторым элементом трансмиссии, также вращается по часовой стрелке. Если число оборотов первого элемента трансмиссии меньше числа оборотов второго элемента трансмиссии, то ролики 5 под воздействием силы трения смещаются в разделительные участки клиновидных пазов и выходят из зацепления с внешним кольцом 3. Так осуществляется разделение внутреннего кольца 2 и внешнего кольца 3 и только первый элемент трансмиссии осуществляет отдачу мощности.
Односторонняя муфта, согласно настоящему изобретению, может устанавливаться в трансмиссии различных машин (например, промышленные рабочие машины или сельскохозяйственные рабочие машины), не ограничиваясь, а также устанавливаться в другие устройства или механизмы.
Очевидно, что специалист в данной области техники способен модифицировать указанный выше вариант осуществления, не выходя за объем настоящего изобретения. На основании применения настоящего изобретения, раскрытого в данном описании, для специалиста в данной области очевидны и другие варианты осуществления. Данное описание и варианты осуществления являются только иллюстративными, а объем настоящего изобретения определяется формулой изобретения и ее эквивалентами.