Зубчата муфта

Реферат: Зубчата муфта містить втулки, зовнішні зубчаті пояси, обойми, внутрішні зубчасті пояси, фланці, болти, кришки ущільнювачів. В кожній втулці додатково виконаний зубчатий пояс, а кожна обойма забезпечена додатковим зубчатим поясом. UA 80583 U (54) ЗУБЧАТА МУФТА UA 80583 U UA 80583 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі машинобудування і може бути використана у рушіях важко навантажених машин, переважно у шахтних підйомних машинах та вальцювальних станах. Відома зубчата муфта, вживана в шпинделі вальцювального стана. Аналог містить зубчаті обойми з осьовим крізним отвором і порожниною, в якій виконаний внутрішній зубчатий пояс, що знаходиться в зачепленні із зовнішнім зубчатим поясом зубчатої втулки, виконаної у вигляді стакана з дном, при цьому до торця зубчатої обойми з боку її порожнини прикріплена торцева кришка з внутрішньою циліндровою поверхнею, зв'язаною через шнури ущільнювачів із зовнішньою циліндричною поверхнею гільзи, внутрішня конічна поверхня якої зв'язана через шнури ущільнювачів із зовнішньою поверхнею зубчатої втулки (див. патент РФ RU 2241559, МПК 7В 21В 35/14). Працює відома зубчата муфта таким чином. У першій зубчатій муфті сполучають зубчату втулку по внутрішній твірній порожнини стакана з веденим валом важконавантаженої машини без можливості повороту втулки на валу. Крізний осьовий отвір зубчатої обойми першої зубчатої муфти сполучають без можливості повороту з першим кінцем шпинделя, виступаючого як проміжний вал між першою і другою подібними до один одного зубчатими муфтами. Аналогічно сполучають у другій зубчатій муфті зубчату втулку з рушійним валом, а її зубчату обойму - з другим кінцем шпинделя (проміжного вала). Під час монтажу зубчатих втулок та зубчатих обойм зубчатої муфти, з валами і кінцями шпинделя забезпечено зачеплення зовнішнього зубчатого пояса зубчатої втулки з внутрішнім зубчатим поясом відповідної зубчатої обойми. Перед включенням рушія машини в зубчату муфту заливають мастило, наприклад оливу. Під час обертання рушійного вала зубчате зачеплення між зубчатою обоймою та зубчатою втулкою у кожній зубчатій муфті передає крутний момент з рушійного вала через шпиндель на ведений вал. За рахунок зазорів між зубами зубчатої муфти, що знаходяться в зачепленні, і зубами обойми, а також за рахунок кутового перекосу шпинделя (проміжного вала між двома зубчатими муфтами), забезпечена компенсація неспіввісності двох валів, що сполучаються. Основним недоліком аналога є його низька здатність до навантаження, що обмежена інтенсивним зносом зубчатих зачеплень у муфті, що виникає за рахунок постійної рухливості зубчатої обойми щодо зубчатої втулки, під час компенсації початкової неспіввісності рушійного і веденого валів. Також у аналога можна виділити функціональний недолік, який пов'язаний з наявністю проміжного вала (шпинделя) для передачі крутного моменту із зубчатої муфти рушійного вала на зубчату муфту веденого вала, тобто проміжний вал є надмірною ознакою зубчатої муфти для забезпечення її здатності передавати крутний момент між неспіввісними валами. До певної міри цей функціональний недолік усунений в іншій відомій зубчатій муфті, що і приймається за прототип. Відома зубчата муфта, що містить дві зубчаті втулки із зовнішніми зубчатими поясами, а також дві зубчаті обойми з внутрішніми зубчатими поясами. Зубчаті обойми знаходяться в зачепленні із зубчатими втулками. На обоймах з одного боку виконані фланці, сполучені між собою болтами, а з іншого боку закріплені кришки ущільнювачів (див. патент РФ № RU 2238158, МПК 7В 21В 35/14, F16D3/18, F16D3/50). Працює найближчий аналог таким чином. Одна зубчата втулка жорстко закріплена на рушійному валу, а інша зубчата втулка - на веденому валу важко навантаженої машини. Перед вмиканням рушія машини в зубчату муфту заливають оливу. Під час обертання рушійного вала зубчаті зачеплення між зубчатими обоймами і зубчатими втулками передають крутний момент, із рушійного вала на ведений вал, при цьому початкова неспіввісність двох сполучених валів компенсується шляхом перекосу стягнутих болтами зубчатих обойм, щодо зубчатих втулок за рахунок зазорів в їх зубчатих зачепленнях. До недоліків найближчого аналога слід віднести його низьку здатність до навантаження. Найближчий аналог і заявлена зубчата муфта мають наступні спільні істотні ознаки: дві зубчаті втулки із зовнішніми зубчатими поясами, дві зубчаті обойми з внутрішніми зубчатими поясами; взаємне зачеплення між зубчатими поясами зубчатої обойми та зубчатої втулки; виконання на кожній обоймі з одного боку фланця; з'єднання фланців двох зубчатих обойм болтами по площині роз'єму; кріплення з другого боку кожної обойми кришки з ущільнювачем. В основу корисної моделі поставлена задача - підвищити здатність навантаження зубчатої муфти за рахунок зменшення інтенсивності зносу зубчатих зачеплень, що утворюються зубчатою втулкою і зубчатою обоймою. Технічний результат корисної моделі полягає в зменшенні контактного тиску зубів втулки на зуби обойми. 1 UA 80583 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Поставлена задача вирішується тим, що зубчата муфта містить втулки із зовнішніми зубчатими поясами, обойми з внутрішніми зубчатими поясами, що знаходяться в зачепленні із зубчатими поясами втулок, на обоймах з одного боку виконані фланці, сполучені між собою по площині роз'єму болтами, а з іншого боку закріплені кришки ущільнювачів, в яких встановлені ущільнення їх з втулками, згідно з корисною моделлю, в кожній втулці додатково виконаний зубчатий пояс, розташований на внутрішній циліндровій поверхні втулки, концентрично осі її обертання, а в кожна обойма забезпечена додатковим зубчатим поясом, розміщеним усередині обойми, з умови забезпечення зачеплення зубів цього пояса із зубами вищезазначеного внутрішнього зубчатого пояса втулки, при цьому, забезпечений збіг площин, що перпендикулярні осі втулки і проходять через середину ширини кожного зубчатого пояса. Завдяки виконанню у кожній втулці додаткового зубчатого пояса, розташованого на внутрішній циліндровій поверхні втулки, концентрично її осі обертання, а в кожна обойма забезпечена додатковим зубчатим поясом, розміщеним усередині обойми, з умови забезпечення зачеплення зубів цього пояса із зубами вищезазначеного внутрішнього зубчатого пояса втулки, при цьому забезпечений збіг площин, що перпендикулярні осі втулки і проходять через середину ширини кожного зубчатого пояса, стало можливим передавати крутний момент від однієї пари втулки з обоймою на іншу таку ж пару через дві пари зубчатих поясів на кожній втулці і обоймі, що привело до зменшення величини контактного тиску в зубчатих зачепленнях між зубчатою втулкою і зубчатою обоймою і дозволило підвищити здатність навантаження зубчатої муфти без зростання інтенсивності зносу зубів порівняно з найближчим аналогом. Більш детально корисна модель, що заявляється, пояснюється кресленням, де зображений подовжній переріз зубчатої муфти. Зубчата муфта містить зубчаті обойми 1 і 2, кожна з внутрішнім зубчатим поясом 3 і 4, а також дві зубчаті втулки 5 і 6, кожна із зовнішнім зубчатим поясом 7 і 8. Зубчатий пояс 3 знаходиться в зачепленні із зубчатим поясом 7, а зубчатий пояс 4 знаходиться в зачепленні із зубчатим поясом 8. З одного боку зубчатої обойми 1 виконаний фланець 9, а з іншого прикріплена кришка з ущільнювачем 10, що охоплює зубчату втулку 5. Аналогічно, у зубчатій обоймі 2 виконаний фланець 11 і прикріплена кришка з ущільнювачем 12, що охоплює зубчату втулку 6. Фланець 9 обойм 1 сполучений болтами з фланцем 11 обойм 2 по площині роз'єму. Відмітними ознаками заявленої корисної моделі є: - виконання додаткових зубчатих поясів 13 і 15, розташованих на внутрішніх поверхнях втулок 5 і 6, концентрично їх осям обертання; - оснащення зубчатих обойм 1 і 2 додатковими внутрішніми зубчатими поясами 14 і 16, виконаними за умови забезпечення їх зачеплення із зубчатими поясами 13 і 15 відповідно; - забезпечений збіг площин, що перпендикулярні осі втулки 5 і проходять через середину ширини зубчатих поясів 7 і 14, втулки 5, і через середину ширини зубчатих поясів 3 і 14 зубчатої обойми 1; - забезпечений збіг площин, що перпендикулярні осі втулки 6 і проходять через середину ширини зубчатих поясів 8 і 16, втулки 6, і через середину ширини зубчатих поясів 4 і 15 зубчатої обойми 2; Працює заявлена корисна модель таким чином. Зубчату втулку 5 встановлюють по посадці з натягом на рушійному валу, а зубчату втулку 6 на веденому валу важко навантаженої машини, при цьому між торцями рушійного та і веденого валів витримують відстань, достатню для розміщення і монтажу між ними зубчатих обойм 1 і 2. У зазорі між торцями приводного і веденого валів послідовно розміщують зубчаті обойми 1 і 2, забезпечуючи зачеплення зубчатих поясів 7 і 13 втулок 5 із зубчатими поясами 3 і 14 обойм 1 і аналогічно забезпечуючи зачеплення зубчатих поясів 8 і 15 втулок 6 із зубчатими поясами 4 і 16 обойм 2. Після цього фланець 9 обойм 1 і фланець 11 обойм 2 сполучають болтами по лінії роз'єму. Перед вмиканням рушія машини в зубчату муфту заливають оливу, що утримується при обертанні валів усередині зубчатих обойм 1 і 2 за допомогою ущільнювачів 10 і 12. Під час обертання рушійного вала, що крутний момент водночас передається через два зубчаті зачеплення, що утворені зубчатими поясами 3 і 14 зубчатої обойми 1 та зубчатими поясами 7 і 13 зубчатої втулки 5 відповідно. Далі, на ведений вал крутний момент передається через два зубчаті зачеплення, що утворені зубчатими поясами 4 і 16 зубчатої обойми 2 та зубчатими поясами 8 і 15 зубчатої втулки 6. Таким чином, в заявленій зубчатій муфті забезпечена передача моменту, що крутить, з рушійного вала на ведений вал через дві пари зубчатих поясів, що утворені на кожній втулці 5 і 6 та обоймі 1 і 2. Як наслідок, у відповідних зубчатих зачепленнях діє зменшений по величині контактний тиск. 2 UA 80583 U 5 10 15 20 У найближчому аналогу, на відміну від заявленої корисної моделі, передача крутного моменту здійснюється тільки одній парою зубчатих поясів. Таким чином, під час проектування можливо підібрати такі розміри для зубчатих обойм 1 і 2 спільно із зубчатими втулками 5 і 6, яке забезпечить, близький до рівномірного, розподіл контактного тиску між парами зубчатих поясів 3 і 7 спільно з 13 і 14, а також між парами зубчатих поясів 4 і 8 спільно з 15 і 16. В результаті зменшення величини контактного тиску в зубчатих зачепленнях між зубчатими втулками 5 і 6 та зубчатими обоймами 1 і 2 підвищена здатність навантаження зубчатої муфти, що заявляється, без зростання інтенсивності зносу зубів. Оскільки конструктивно забезпечений збіг площин, що перпендикулярні осі обертання втулок 5 і 6 та проходять через середину ширини кожного зубчатого пояса 3, 7, 13 і 14, то під час передачі крутного моменту з рушійного вала на ведений вал також відбувається компенсація початкової неспіввісності між цими валами, за рахунок перекосу зубчатих обойм 1 і 2 відносно зубчатих втулок 5 і 6 із-за наявних проміжків в вищезазначених зубчатих зачепленнях. Очевидно, перекошування зубчатих обойм 1 і 2 відносно зубчатих втулок 5, 6 призводить до зношування їх зубчатих зачеплень під час передачі крутного моменту з рушійного вала на ведений вал, але завдяки зменшенню величини контактного тиску в зубчатих зачепленнях між зубчатими втулками 5 і 6 та зубчатими обоймами 1 і 2 інтенсивність зносу буде менша, ніж у найближчому аналогу. Тому здатність до навантаження зубчатої муфти, що заявлена, дозволяє або збільшити термін її служби при збереженні заданої величини крутного моменту, як у найближчому аналогу, або збільшити величину передаваного з вала на вал крутного моменту при збереженні існуючої інтенсивності зносу зубів, як у найближчому аналогу. Таким чином, виключення хоч би одного з відмітних ознак у зубчатій муфті, що заявлена, не забезпечує підвищення здатності до навантаження зубчатої муфти. 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 Зубчата муфта, що містить втулки із зовнішніми зубчатими поясами, обойми з внутрішніми зубчатими поясами, що знаходяться в зачепленні із зубчатими поясами втулок, на обоймах з одного боку виконані фланці, сполучені між собою по площині роз'єму болтами, а з іншого боку закріплені кришки ущільнювачів, в яких встановлені ущільнення їх з втулками, яка відрізняється тим, що в кожній втулці додатково виконаний зубчатий пояс, розташований на внутрішній циліндровій поверхні втулки, концентрично її осі обертання, а кожна обойма забезпечена додатковим зубчатим поясом, розміщеним усередині обойми, з умови забезпечення зачеплення зубів цього пояса із зубами вищезазначеного внутрішнього зубчатого пояса втулки, при цьому, забезпечений збіг площин, що перпендикулярні осі втулки і проходять через середину ширини кожного зубчатого пояса. 3 UA 80583 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4