Пружно-запобіжна муфта

Винахід відноситься до машинобудування, а конкретно до муфт-елементів, які служать для передачі обертового руху та крутного моменту з одного вала на інший. Відома пружна муфта фірми "Унікум" (Франція), яка включає дві напівмуфти, в гніздах яких розміщені гумові пружні елементи, виконані у формі циліндрів. Відносний кут закручування напівмуфт під дією номінального крутного моменту для такої муфти складає 10 - 15° (Поляков B.C., Барбаш И.Д., Ряховский О.А. Справочник по муфтам / Под ред. B.C. Полякова. - 2 - е изд., исправл. и дополн. - Л.: Машиностроение, 1979. С.123, 126). Головний недолік такої муфти - передавання порівняно невеликих крутних моментів внаслідок невисокої несучої здатності гумових пружних елементів. Найбільш близькою за сукупністю ознак до винаходу є втулкова пальцева муфта типу МУВП по ГОСТ 21424 - 75. Муфта включає дві напівмуфти , у фланці одної з них жорстко закріплені пальці, на яких встановлені пружні елементи, виконані у виді гумових втулок. Пружні елементи муфти встановлені в отворах другої напівмуфти . Головним недоліком цієї муфти є низька її компенсаційна здатність, внаслідок швидкого зношування гумових втулок. В основу винаходу поставлено задачу вдосконалити конструкції відомих муфт, шля хом зміни конструкцій пружних елементів та напівмуфт, і забезпечити високі компенсаційні її можливості і передавання широкого спектру крутних моментів. Рішення поставленої задачі досягається тим, що пружний елемент муфти виконано у вигляді встановлених на пальцях однієї з напівмуфт і рухомих в осьовому напрямі металевих підпружинених конічних втулок, половина кута конусності яких більша від кута тертя, а контур обода диска другої напівмуфти профільований по формі укороченої епіциклоїди з числом дуг, рівним числу пальців, із скосом по всьому контур у з кутом, рівним половині кута конусності втулки. У випадку виникнення перевантажень на одному з валів муфт вона може працювати як запобіжна. Ця особливість муфти залежить від співвідношення геометричних параметрів окремих її елементів, що показано нижче. На фіг.1 показана муфта в розрізі; на фіг.2 переріз А - А на фіг.1. Муфта складається із напівмуфти 1 та збірної напівмуфти 2. Напівмуфта 2 має П-подібну обойму 3 з осьовими отворами, в яких встановлено втулки 4 та пальці 5. Пальці 5 закріплені в обоймі 3 жорстко. На пальцях 5 встановлені конічні втулки 6, які підпружинені пружинами 7. Половина кута конусності втулки 6 більша від кута тертя. На маточині напівмуфти 2 встановлено натискний диск 8 і гайку 9, за допомогою яких можна змінювати осадку пружин 7 і відповідно жорсткість муфти в цілому. Контур обода диска напівмуфти 1 виконаний у вигляді укороченої епіциклоїди із скосом по всьому контуру з кутом, рівним половині кута конусності втулки 6, при цьому більша основа диска напівмуфти 1 та більша основа втулки 6 встановлені в протилежному напрямі. Обід диска напівмуфти 1 знаходиться в зачепленні з втулками 6. Муфта працює таким чином. Обертовий момент з напівмуфти 1 через втулки 6 та пальці 5 передається до напівмуфти 2. При великих пускових навантаженнях, за рахунок осьової сили в зачепленні обода диска напівмуфти 1 з втулками 6, останні переміщуються а осьовому напрямі на пальцях 5 та частково провертаються на цих пальцях, за рахунок чого напівмуфта 1 отримує певне кутове зміщення відносно напівмуфти 2, тобто муфта працює як пружна. При встановленому обертовому русі втулки 6 під дією пружин 7 повертаються у вихідне положення і муфта працює як звичайна зчіпна. Зона пружності муфти (відносний кут закручування напівмуфт) визначається за формулою де Z - число пальців і відповідно втулок напівмуфти 2. Так, наприклад, для приведеної на фіг.1, 2 при числі втулок Z = 8 зона пружності буде Якщо, наприклад, Z = 2, то зона пружності в цьому випадку Отже, муфта має широкий діапазон пружності в залежності від числа втулок. У випадку значного збільшення навантаження на одній із напівмуфт, або заклинювання однієї з них, муфта працює як запобіжна. При цьому необхідне виконання умови де h - різниця максимального та мінімального радіусів диска напівмуфти 1 (показано на фіг.2); S - можлива величина осадки пружини 7 (величина осьового ходу втулки 6); a - величина половини кута конусності втулки 6 і, відповідно, величина скосу обода диска напівмуфти 1 (показано на фіг.1). За рахунок пружин 7, в зачепленні має місце постійний контакт між поверхнею обода напівмуфти 1 та поверхнями втулок 6, незалежно від ступені їх зношування. Регулювання величини моменту спрацювання муфти в запобіжному режимі здійснюється шляхом зміни початкової жорсткості пружин з допомогою диска 8 та гайки 9.