RU2154757C1

RU2154757C1 - Switch-controlled coupling

Info

Publication number: RU2154757C1
Application number: RU99107451A
Authority: RU
Inventors: Ю.В. Вахрушев
Original assignee: Открытое акционерное общество специального машиностроения и металлургии "Мотовилихинские заводы"
Priority date: 1999-04-06
Filing date: 1999-04-06
Publication date: 2000-08-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: switch-controlled coupling is used in mechanisms for transmission of rotation and braking of driven shaft. Switch-controlled coupling has braking element 2, driving half-coupling 3 and driven half-coupling 4 positioned in body. Driven half-coupling 4 is arranged on shaft 5 between braking element 2 and driving half-coupling 3 for axial motion and fixing in extreme positions by mechanism with pressure element 6. To ensure reliable transmission of torque and reliable braking of driven shaft 5, driven half-coupling 4 is made in the form of two parts 10, 11 positioned in succession along shaft 5 and coupled to each other by means of flexible element 12. In process of coupling operation, part 10 of driven half-coupling 4 comes in reliable contact with driving half-coupling 3 under action of flexible element 12 in one extreme position, thus transmitting rotation to shaft. In other extreme position part 10 contacts braking element 2 under action of flexible element 12 thus braking shaft 5. EFFECT: enhanced efficiency. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к узлам машин и может быть применено в механизмах для передачи вращения и торможения ведомого вала. Известна фрикционная реверсивная муфта, содержащая установленные в корпусе две полумуфты с торообразными упругими кольцами и расположенную между ними и установленную на валу через винтовую пару с возможностью осевого перемещения промежуточную полумуфту, выполненную в виде двух, обращенных один к другому основаниями конусов (а.с. СССР N 742645, М. кл. F 16 D 13/22). The invention relates to machine components and can be used in mechanisms for transmitting rotation and braking of the driven shaft. A friction reversible coupling is known, comprising two half-couplings installed in the housing with toroidal elastic rings and located between them and mounted on the shaft through a screw pair with the possibility of axial movement of the intermediate half-clutch made in the form of two cones facing one another (A.S. USSR N 742645, M. CL F 16 D 13/22).

Такая муфта имеет небольшой срок службы, что объясняется старением упругих элементов. Кроме того, упругий элемент, накапливая энергию при реверсе, вызывает колебания ведомого вала, приводящие к неравномерности его вращения и, как следствие, - быстрому износу муфты. Such a coupling has a short service life, due to the aging of elastic elements. In addition, the elastic element, accumulating energy during reverse, causes oscillations of the driven shaft, leading to uneven rotation and, as a consequence, to rapid wear of the coupling.

Известна другая выключаемая муфта, содержащая установленные в корпусе тормозную и ведущую полумуфты и ведомую, расположенную между ними и установленную на валу с возможностью осевого перемещения с фиксацией в крайних положениях посредством механизма с нажимным элементом (см. чертеж КРАГ 777242 102 СБ ЦНИИТОЧМАШ г. Климовск, Московская обл.). Known is another switchable clutch containing brake and drive coupling halves and a follower mounted in the housing, located between them and mounted on the shaft with the possibility of axial movement with locking in extreme positions by means of a mechanism with a pressure element (see drawing KRAG 777242 102 SB TSNIITOCHMASH, Klimovsk, Moscow region).

Эта муфта имеет больший срок службы за счет использования в зонах контакта ведомой полумуфты с ведущей и с тормозной более долговечного материала, например текстолита, и за счет обеспечения более плавной работы муфты, так как при ее переключении не возникают колебания ведомого вала. This coupling has a longer service life due to the use of a more durable material, for example textolite, in the contact half of the driven coupling with the drive and brake, and due to the more smooth operation of the coupling, since when it is switched, the output shaft does not oscillate.

Однако, при использовании такой муфты для передачи движения и торможения ведомого вала, имеющего большую инерционную массу, снижается надежность ее работы. Это объясняется тем, что усилие пружины, обеспечивающее поджим ведомой полумуфты к ведущей или к тормозной, передается к ведомой полумуфте через систему рычагов, уменьшающих это усилие и снижающих надежность контакта между ведущей полумуфтой и ведомой и между тормозной и ведомой полумуфтами. However, when using such a clutch for transmitting motion and braking the driven shaft having a large inertial mass, the reliability of its operation is reduced. This is explained by the fact that the spring force, which provides the clamping of the driven coupling half to the master or brake, is transmitted to the driven coupling half through a system of levers that reduce this force and reduce the reliability of contact between the master coupling coupling and the driven coupling and between the brake and driven coupling coupling.

Задачей изобретения является создание выключаемой муфты, обеспечивающей надежную передачу крутящего момента и надежное торможение ведомого вала. The objective of the invention is the creation of a switch-off clutch, providing reliable transmission of torque and reliable braking of the driven shaft.

Поставленная задача решается усовершенствованием выключаемой муфты, содержащей установленные в корпусе тормозную и ведущую полумуфты и ведомую, расположенную между ними и установленную на валу с возможностью осевого перемещения с фиксацией в крайних положениях посредством механизма с нажимным элементом. The problem is solved by improving the switch-off clutch containing the brake and drive half couplings installed in the housing and the follower, located between them and mounted on the shaft with the possibility of axial movement with fixation in extreme positions by means of a mechanism with a pressure element.

Это усовершенствование заключается в том, что ведомая полумуфта выполнена в виде расположенных последовательно вдоль вала и соединенных между собой упругим элементом двух частей, одна из которых установлена с возможностью взаимодействия с ведущей полумуфтой, а вторая - с тормозной, при этом нажимной элемент имеет поверхности контакта с обеими частями ведомой полумуфты, а расстояние между этими поверхностями больше расстояния между контактирующими с ними поверхностями на частях ведомой полумуфты в ее крайнем положении. This improvement lies in the fact that the driven coupling half is made in the form of two parts arranged in series along the shaft and interconnected by an elastic element, one of which is installed with the possibility of interaction with the leading coupling half, and the second with the brake coupling, while the pressure element has contact surfaces with both parts of the driven coupling half, and the distance between these surfaces is greater than the distance between the surfaces in contact with them on the parts of the driven coupling half in its extreme position.

В выключаемой муфте между поверхностями контакта нажимного элемента и второй части ведомой полумуфты может быть установлен подшипник. A bearing may be mounted between the contact surfaces of the pressure member and the second part of the driven coupling half in a switch-off clutch.

Механизм осевого перемещения ведомой полумуфты может быть выполнен в виде винтовой пары, образованной корпусом с внутренней резьбой и нажимным элементом с наружной резьбой, снабженным рукояткой, размещенной в винтовом пазу корпуса. The axial movement mechanism of the driven coupling half can be made in the form of a screw pair formed by a housing with an internal thread and a pressure element with an external thread provided with a handle located in the screw groove of the housing.

Выполнение ведомой полумуфты в виде двух частей, расположенных последовательно вдоль вала и соединенных между собой упругим элементом, и установка одной из них с возможностью взаимодействия с ведущей полумуфтой, а второй - с тормозной обеспечивает непосредственную передачу усилия от упругого элемента к частям ведомой полумуфты, необходимое для контакта одной ее части с ведущей полумуфтой в одном крайнем положении и второй ее части с тормозной в другом. The implementation of the driven half coupling in the form of two parts arranged in series along the shaft and interconnected by an elastic element, and the installation of one of them with the possibility of interaction with the leading coupling half, and the second with the brake provides direct transmission of force from the elastic element to the parts of the driven coupling half, the contact of one part with the leading coupling half in one extreme position and the second part with the brake in another.

Снабжение нажимного элемента поверхностями контакта с обеими частями ведомой полумуфты и выполнение этих поверхностей на расстоянии друг от друга, большем расстояния между контактирующими с ними поверхностями на частях ведомой полумуфты в ее крайнем положении, позволяет посредством одного нажимного элемента перемещать обе части полумуфты. Providing the pressure element with contact surfaces with both parts of the driven half coupling and the execution of these surfaces at a distance from each other, greater than the distance between the surfaces in contact with them on the parts of the driven half coupling in its extreme position, allows using both pressure elements to move both parts of the half coupling.

При этом за счет вышеуказанной разности расстояний образуется зазор между частью полумуфты и нажимным элементом, обеспечивающий возможность перемещения этой части ведомой полумуфты под действием упругого элемента, что необходимо для надежного контакта ведомой полумуфты с ведущей или с тормозной. In this case, due to the above distance difference, a gap is formed between the part of the coupling half and the pressure element, which enables the movement of this part of the driven coupling half under the action of the elastic element, which is necessary for reliable contact of the driven coupling coupling with the master or brake.

Установка подшипника между контактирующими поверхностями нажимного элемента и второй части ведомой полумуфты позволяет уменьшить трение между нажимным элементом и частью полумуфты при их относительном перемещении. The installation of a bearing between the contacting surfaces of the pressure element and the second part of the driven half coupling allows you to reduce the friction between the pressure element and part of the half coupling with their relative movement.

Выполнение механизма осевого перемещения ведомой полумуфты в виде винтовой пары, образованной корпусом с внутренней резьбой и нажимным элементом с наружной резьбой, снабженным рукояткой, размещенной в винтовом пазу корпуса, позволяет обеспечить необходимое перемещение нажимного элемента с помощью простого, точного и надежного механизма. The execution of the mechanism of axial movement of the driven coupling half in the form of a screw pair formed by a body with an internal thread and a pressure element with an external thread provided with a handle located in the screw groove of the housing allows the necessary movement of the pressure element using a simple, accurate and reliable mechanism.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена предлагаемая выключаемая муфта (продольный разрез), для ясности чтения чертежа зазор "е" показан увеличенным, на фиг. 2 - вид А фиг. 1
Выключаемая муфта содержит корпус 1, в котором установлены тормозная 2 и ведущая 3 полумуфты, и расположенную между ними ведомую полумуфту 4, установленную на валу 5 с возможностью осевого перемещения с фиксацией в крайних положениях посредством механизма с нажимным элементом 6. В приведенном варианте этот механизм выполнен в виде винтовой пары, образованной корпусом 1 с внутренней резьбой и нажимным элементом 6 с наружной резьбой. Нажимной элемент 6 снабжен рукояткой 7, установленной в выполненном в корпусе 1 винтовом пазу 8, который имеет углубления 9 для фиксации рукоятки 7 в крайних положениях нажимного элемента 6. Ведомая полумуфта 4 выполнена в виде двух частей 10 и 11, имеющих в приведенном варианте форму усеченных конусов, обращенных один к другому большими основаниями, расположенных вдоль вала 5 и соединенных между собой упругим элементом 12. В крайнем левом (на фиг. 1) положении ведомой полумуфты 4 ее часть 10 взаимодействует с тормозной полумуфтой 2, установленной на корпусе 1. В крайнем правом (на фиг. 1) положении полумуфты 4 ее часть 11 взаимодействует с ведущей полумуфтой 3. Нажимной элемент 6 имеет поверхности 13 и 14, контактирующие при работе с соответствующими частями 10 и 11 полумуфты 4. Расстояние "L" между этими поверхностями больше расстояния "l" между контактирующими с ними поверхностями 15 и 16 частей 10 и 11 в крайнем положении ведомой полумуфты 4.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the proposed switch-off clutch (longitudinal section), for clarity of reading of the drawing, the gap “e” is shown enlarged, in FIG. 2 is a view A of FIG. 1
The switched-off clutch comprises a housing 1, in which a brake 2 and a driving 3 coupling half are installed, and a driven coupling half 4 located between them, mounted on the shaft 5 with the possibility of axial movement with locking in extreme positions by means of a mechanism with a pressure element 6. In this embodiment, this mechanism is made in the form of a screw pair formed by a housing 1 with an internal thread and a pressure member 6 with an external thread. The pressure element 6 is equipped with a handle 7 mounted in a screw groove 8 made in the housing 1, which has recesses 9 for fixing the handle 7 in the extreme positions of the pressure element 6. The driven coupling half 4 is made in the form of two parts 10 and 11, which are truncated in the above embodiment cones facing one another with large bases located along the shaft 5 and interconnected by an elastic element 12. In the leftmost (in Fig. 1) position of the driven coupling half 4, its part 10 interacts with the brake coupling half 2 mounted on housing 1. In the extreme right (in Fig. 1) position of the coupling half 4, its part 11 interacts with the leading coupling half 3. The pressure element 6 has surfaces 13 and 14 in contact with the corresponding parts 10 and 11 of the coupling half 4. The distance "L" between these surfaces are greater than the distance "l" between the surfaces 15 and 16 in contact with them of parts 10 and 11 in the extreme position of the driven coupling half 4.

В муфтах, передающих большие крутящие моменты, разница расстояний L-l не должна превышать осевого зазора "е" между контактирующими поверхностями 17 и 18 соответственно ведущей 3 и ведомой 4 полумуфт в одном крайнем положении и поверхностями 19 и 20 соответственно тормозной 2 и ведомой 4 полумуфт в другом крайнем положении. Это необходимо для исключения одновременного контакта ведомой полумуфты 4 с ведущей 3 и с тормозной 2. In couplings transmitting large torques, the distance difference Ll must not exceed the axial clearance "e" between the contacting surfaces 17 and 18 of the leading 3 and the driven 4 coupling halves in one extreme position and the brake 2 and driven 4 coupling halves of the coupling surfaces 19 and 20 in the other extreme position. This is necessary to exclude the simultaneous contact of the driven coupling half 4 with the leading 3 and brake 2.

В муфтах, передающих небольшие крутящие моменты, например от ручного привода, и установленных в схемах, где требуется обеспечение определенного положения ведомого вала в момент переключения муфты, разница расстояний L-l должна превышать осевой зазор "е" для обеспечения контакта ведомой полумуфты 4 с ведущей 3 или тормозной полумуфтой 2 в момент ее переключения. In couplings transmitting small torques, for example from a manual drive, and installed in circuits where a certain position of the output shaft is required at the moment of switching the coupling, the distance difference Ll must exceed the axial clearance "e" to ensure contact of the driven coupling half 4 with the leading 3 or brake coupling half 2 at the moment of its switching.

В приведенном варианте на части 10 полумуфты 4 установлен упорный подшипник 21, обеспечивающий возможность свободного вращения полумуфты 4 относительно нажимного элемента 6. In the above embodiment, a thrust bearing 21 is mounted on part 10 of the coupling half 4, allowing free rotation of the coupling half relative to the pressure member 6.

Выключаемая муфта работает следующим образом. Для передачи движения от ведущей полумуфты 3 к валу 5 ведомая полумуфта 4 переводится в крайнее правое (на фиг. 1) положение посредством нажимного элемента 6, обеспечивая под действием упругого элемента 12 перемещение части 10 вправо до контакта ее поверхности 20 с поверхностью 19 ведущей полумуфты 3. Вращение от ведущей полумуфты 3 посредством части 10 ведомой полумуфты 4 передается валу 5. Для переключении муфты в пазу 8 корпуса 1 поворачивается рукоятка 7, перемещая по резьбе влево нажимной элемент 6, поверхность 13 которого отходит от поверхности 18, образуя зазор и не препятствуя перемещению под действием упругого элемента 12 влево части 10 до контакта ее поверхности 18 с поверхностью 17 тормозной полумуфты, выбирая зазор "е". При этом нажимной элемент 6 поверхности 14 воздействует на поверхность 15 части 10, перемещая последнюю влево и разрывая ее контакт с ведущей полумуфтой 3. Часть 11 поверхностью 18 контактирует с поверхностью 17 тормозной полумуфты 2 и тормозит вал 5. Turn off the clutch works as follows. To transfer movement from the leading coupling half 3 to the shaft 5, the driven coupling half 4 is translated to the extreme right (in Fig. 1) position by means of the pressing element 6, providing under the action of the elastic element 12 the movement of the part 10 to the right until its surface 20 contacts the surface 19 of the driving coupling half 3 The rotation from the leading coupling half 3 by means of part 10 of the driven coupling half 4 is transmitted to the shaft 5. To switch the coupling into the groove 8 of the housing 1, the handle 7 is rotated, moving the pushing element 6 along the thread to the left, the surface 13 of which moves away from the surface 18, forming a gap and not preventing movement under the action of the elastic element 12 to the left of part 10 until the contact of its surface 18 with the surface 17 of the brake coupling half, choosing the gap "e". When this pressure element 6 of the surface 14 acts on the surface 15 of part 10, moving the latter to the left and breaking its contact with the leading coupling half 3. Part 11 surface 18 is in contact with the surface 17 of the brake coupling 2 and brakes the shaft 5.

Таким образом, в процессе работы муфты в одном крайнем положении часть 10 ведомой полумуфты 4 под действием упругого элемента 12 надежно контактирует с ведущей полумуфтой 3, а в другом крайнем положении часть 11 под действием упругого элемента 12 контактирует с тормозной полумуфтой 2. Thus, during the operation of the clutch in one extreme position, the part 10 of the driven coupling half 4 under the action of the elastic element 12 reliably contacts the leading coupling half 3, and in the other extreme position, the part 11 under the action of the elastic element 12 contacts the brake coupling 2.

Claims

1. Выключаемая муфта, содержащая установленные в корпусе тормозную, ведущую полумуфты и ведомую, расположенную между ними и установленную на валу с возможностью осевого перемещения с фиксацией в крайнем положении посредством механизма с нажимным элементом, отличающаяся тем, что ведомая полумуфта выполнена в виде расположенных последовательно вдоль вала и соединенных между собой упругим элементом двух частей, одна из которых установлена с возможностью взаимодействия с ведущей полумуфтой, а вторая - с тормозной, при этом нажимной элемент имеет поверхности контакта с обеими частями ведомой полумуфты, а расстояние между этими поверхностями больше расстояния между контактирующими с ними поверхностями на частях ведомой полумуфты в ее крайних положениях. 1. A switch-off clutch comprising a brake coupling, a drive coupling half and a driven coupling located between them and mounted on the shaft with the possibility of axial movement with locking in the extreme position by means of a mechanism with a pressure element, characterized in that the driven coupling coupling is made in the form of sequentially arranged along shaft and interconnected by an elastic element of two parts, one of which is installed with the possibility of interaction with the leading coupling half, and the second with the brake, while the pressure element has contact surfaces with both parts of the driven coupling half, and the distance between these surfaces is greater than the distance between the surfaces in contact with them on the parts of the driven coupling half in its extreme positions.

2. Выключаемая муфта по п.1, отличающаяся тем, что между нажимным элементом и второй частью ведомой полумуфты установлен подшипник. 2. The switch-off clutch according to claim 1, characterized in that a bearing is mounted between the pressure member and the second part of the driven coupling half.

3. Выключаемая муфта по п.1, отличающаяся тем, что механизм осевого перемещения ведомой полумуфты выполнен в виде винтовой пары, образованной корпусом с внутренней резьбой и нажимным элементом с наружной резьбой, снабженным рукояткой, размещенной в винтовом пазу корпуса. 3. The switch-off clutch according to claim 1, characterized in that the axial movement mechanism of the driven coupling half is made in the form of a screw pair formed by a body with an internal thread and a pressure element with an external thread provided with a handle located in the screw groove of the housing.