Зубчато-роликова муфта

1. Зу бчато-роликовая му фта, сод ержа щая обойму, разъемную по плоскос ти, пер пенд ику лярной оси му фты, уплотнительные крышки, две охватываемые обоймой вту лки, бочкообразные ролики, расположенные в полуцилинд рических пазах обоймы и втулок, и средс тва фиксации роликов, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что бочкообразные ролики выполнены с осевыми отверс тиями, средс т ва фиксации роликов выполнены в виде рас положенных на вну тренних поверх нос тях крыш ек кольц евых выс ту пов и у порн ого кольца с кольцевыми выс ту пами на торцах, размещ енного между вту лками, а также в виде четырех пру жинных колец с рас поло женными вдопь оси му фты выс тупами петле об ра зн ой фо р мы, п рич ем од на п а ра пружинных колец расположена в контакте с тор цевым и поверх нос тями и в ыс ту пами упорного кольца, другая пара - с торцевыми поверх нос тями и выс ту пами крышек , а высту пы пружинных колец расположены в отверс тиях роликов. 2. Му фта по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что отношение диаметра ролика к толщине его с тенк и опред еляется из зависимости: где d - д иаметр ролика, мм; S - толщ ина с тенки ролика, мм; Отг предел текучести материала ролика, 2 Н/ мм ; Е - модуль упругос ти материала ролика, Н/ мм ; [q] - д опускаемое контактное напряже2 ние, Н/ мм . 3. Му фта по пп.1 и 2 , о т л и ч а ю щ а я с я тем, что рад иальный зазор между роликом и поверхнос тью паза опред еляетс я из завис имос ти S2 Е • d Л = 0,066 гд е А -рад иальный зазор, мм; с! - диаметр ролика, мм; Ох - предел текучес ти материала роли2 ка, Р/ мм ; S - толщ ина с тенки ролика, мм; Є - модуль упругос ти материала ролика, 2 Н/ мм . С > ю о ш О 12740 Изобретение относ итс я к маш инос трое нию, а именно к соед инительным му фтам, допус кающим угловые и ос евые смещения соед иняемых валов мех анического оборуд о вания. 5 хнос тями Ж и выс тупами Г уплотнительных крыш ек 4. При работе му фты кру тящ ий момент передается от втулки 2 через ролики 3 на обойму 1 и затем ч ерез д ругой ряд ролик ов 3 на вторую вту лку 2. Наличие углового перекос а втулок 2 привод ит к возник новению ос евых сил, дейс твующих на ролики 3, которые через пружинные коль ца 6 взаимодейс твую т с уплотнительными крыш ками 4 и упорным кольцом 5. Благодаря упругос ти пружинных колец 6 осущес твляетс я уравновеш ивание этих осевых сил и обеспечивается самоус тановка роликов 3 в среднем положении. Если же осевые силы, д ейс твующие на ролики 3, дос тигну т критическ ой величины, вс ледс твие чего ролики 3 упру тся ву плотнительную крышку 4 и упорное кольцо 5, то разрушений не произойд ет, поскпьку крепление их Солее надежно, чем крепление извес тных фик сиру ющих дисков. Под дейс твием нагрузки ролики 3 упруго деформируются, что благоприятно сказывается на работоспос обнос ти му фты, и в них возникают напряж ения, макс имальные значения которых получаются в точках приложения с ил Р. Ч тобы'напряжения в ролике дос тигали и не превыш али д опускаемых, требу етс я ус тановить опред еленное оптимальное отнош ение d/S д иаметра ролика и толщине его с тенки и найти упругую д еформацию ролика при э тих напряжениях. В процессе решения э той задачи были провед ены теоретические и экспериментальные исслед ования по сжатию кольца. Для тонк ого коль ца, сж атог о двумя с илами Р (с м. фиг.8), наибольший изгибающий момент будет в сечении С {с.238) Целью пред лагаемого технического ре ш ения является повышение нагру зочной способнос ти, у меньш ение д инамики, повы шение над ежнос ти и уменьш ение труд оем кос ти изготовления му фты. 10 На фиг.1 предс тавлен общий вид зубчатороликовой му фты; на фиг. 2-сечение му фты в плос кос ти А -А; на фиг. З форма бочкообразного ролика с ос евым отверс ти ем; на-фиг. 4 и 5 - форма пружинного кольца 15 в двух проекциях; на фиг.6 - круговой цилиндрический паз, в котором нах од итс я бочкообразный ролик, с осевым отверс тием; на фиг. 7 - сх ема упругой де формации ролика под дейс твием нагрузки; на фиг. 8 - сх ема 20 упругой де формации тонкого кольца под дейс твием нагру зк и: на фиг.9 и 10 - две проекции специального ус тройс тва для исс лед ования д еформации ролика под дейс твием нагрузки; на фиг. 11 -графикзависимос ти 25 деформации ролика от нагрузки; на фиг.12 половина ролика по одну с торону от плоскости разъема обоймы и вту лки с дейс твующ ими силами: Зу бчато -ро ликова я му фта с од ержи т 30 обойму 1, разъемную по плоскос ти Б -Б, перпендику лярной оси му фты, д ве охватываемые обоймой 1 вту лки 2, бочкообразные ррлики 3, расположенные о полу цилинд рических пазах обоймы 1 и вту лок 2, уплотни- 35 те льные крыш ки 4, у порное кольцо 5 и четыре пружинные кольца 6. Уплотнитель-ные крыш ки4 с набжены уплотнениями 7. Б очкообразные Р R Мс = О) ролики 3 имеют ос евые отверс тия, куда вставлены выступы В петлеоб- 40 разной Перемещение точки X (5, с тр.250): формы пру жинных колец 6. К ажд ая из двух уплотнительиых крыш ек 4 имеет кольцевой выс ту п Г, охватываемый пружинным коль цом 6. Упорное кольцо 5 рас положено в цилинд рической проточке Н обоймы 45 1 и зажато по поверхнос тям Л, П ее с тяну тыми Макс имальное напряжение буд ет в с еболтами половинами, поэ тому сос тавляет одно чении С от изг ибающ его момента Мс целое с обоймой 1. Оно имеет два кольцевых выс ту па И, К охватываемых пружинными (3) кольцами 6. Упорное кольцо 5, 50 размещенное между вту лками, с лужит д ля центрирования половин обоймы 1, а также д ля удержания с помощью выс ту пов И, К где W - момент сопротивления с ечения С, пружинных колец G. Кажд ая из уплотнитель-ных 2 крышек А имеет торцевую поверхнос ть 55 Ж, А , . , _2 - 1 _ I - S упорное кольцо 5-две торцевые поверхнос ти Л, (4) W= П. Од на пара пружинных колец 6 расположена S ~ 6 где ! - д/іина кольца; в контакте с торцевыми поверхнос тями Л, П и выс ту пами И, К у порного кольца 5, д ругая пара - с торцевыми повер *-w 5 12740 S -толщ ина стенки кольца. Подставляет выражения (1) и (4) в уравнение(З) 5 ас--------------- ^ ^ п ' ' ' ^ 6 Представляется возможным исключить М .із последнего выражения. Для этого из (7) .. 0,866 • п • D • Р следует М=-------------ц ------------, чтоподставляем в (9) (Б) % ~ у4 • п • D • d • I - оу = S D Полагаем, что максимальное нзпряжение Ос не превышает допустимого [о], кото- Ю рое принимаем равным [о] = (0,6 + 0,7) От 4 - 0, 8 6 6 • n D • P _ ., . ~ п ЯГй • Р ('™ Максимальную силу Р. действующую на ролик, находим, используя зависимости, 15 где От - предел текучести материала кольца. приведенные в книге (6). При этом считаем, что напряженно-де формированное состояи ие на Связь между кру тящ им моментом М пе, контакте не зависит от наличия осе в о го о тв е с ти я Q редавае мой му фто й, и сило й Р , действуюР ро лике. Из выраже ния, щей па ролик (кольцо), запишем в виде: приведенного на стр.75 (6), находим Р r (6) = ___ « - Л ___ n - D • 0,066 П < P°*''' *- ' где п - количес тво роликов в одном ряду ос 25 (принято количество работающ их роликов Р ' = О Ц nV b [ q] ' 1 , (11) где I-длина ро лика; b n Bl ~ °™ ™a ширины контактной площа дк и ; D ' - диаметр окружности, на котор ой [q] - допускаемое контактное налряжераспаложепы центры роликов. ние. Подставляя в левую часть выражения (5) ол Полуширину b находим, используя зави 30 сь- 0,65 от, a D пра&/ю - уравнение (7). а симости. приведенные на стр. 69, 74-75(6) также R - 0,5(d - S), получим b = V Q | 5 3 H- d . * (12) Е п вц • п 6 -4 -M (c J -S) _ ' ' i -------------и.ьо ат — —-—— —^— ' где Є - модуль упругости материала. Z • л: * \ • Ъ - r i ' D * 0,866 35 Подставляя последнюю зависимость (12) в выражение (11), получим Применяя замену ±2 с) . У /г* (о) w р r 40 вносящую незначительную погрешность в интерва ле 4