RU2740484C1 - Cam clutch - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to machine building, namely, to couplings. Clutch coupling consists of two half-couplings. Movable half-coupling (1) is installed with possibility of axial movement along shaft (2). Half-coupling (3) is fixed in axial direction. Half-couplings have end teeth (4). Side surfaces (5 and 6) of end teeth (4) in radial direction are located at angles α and β to vertical axis. Surfaces are directed in one direction.

EFFECT: higher reliability of coupling.

3 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано для передачи крутящих моментов и соединения валов.The invention relates to general mechanical engineering and can be used to transmit torques and connect shafts.

Известна кулачковая муфта, содержащая установленные на валах ведущую и ведомую полумуфты, одна из которых установлена с возможностью осевого перемещения, а вторая жестко закреплена на ведущем валу (см. Поляков В.С и др. Справочник по муфтам. Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1974, с. 145, рис. IV. 4).Known cam clutch containing mounted on shafts leading and driven half-couplings, one of which is installed with the possibility of axial movement, and the second is rigidly fixed on the drive shaft (see Polyakov V.S. and other Handbook of couplings. L .: Mechanical Engineering, Leningrad Branch , 1974, p. 145, fig. IV. 4).

Недостатком известной кулачковой муфты является сложность конструкции из-за наличия дополнительных центрирующих элементов, необходимых для включения муфты при незначительном перекосе валов.The disadvantage of the known cam clutch is the complexity of the design due to the presence of additional centering elements required to engage the clutch with a slight misalignment of the shafts.

Также известна, выбранная в качестве ближайшего аналога по совокупности существенных признаков и получаемому техническому результату, муфта блокировки межколесного дифференциала, состоящая из двух полумуфт, одна из которых подвижная и установлена с возможностью осевого перемещения, а другая неподвижная, имеющая торцевые зубья, торцевые поверхности которых выполнены под углом к продольной оси муфты (RU №175068 U1, МПК B60K 17/02 (2006.01), F16D 11/10 (2006.01), опубл. 17.11.2017).It is also known, selected as the closest analogue by the combination of essential features and the obtained technical result, the interwheel differential lock clutch, consisting of two half-couplings, one of which is movable and installed with the possibility of axial movement, and the other is stationary, having end teeth, the end surfaces of which are made at an angle to the longitudinal axis of the coupling (RU No. 175068 U1, IPC B60K 17/02 (2006.01), F16D 11/10 (2006.01), publ. 17.11.2017).

Недостатком данной конструкции является невысокая контактная прочность зубьев муфты:The disadvantage of this design is the low contact strength of the coupling teeth:

- на боковых поверхностях зубьев полумуфт из-за малой площади контакта возникают высокие контактные напряжения, приводящие к питтингу или выкрашиванию металла на боковой поверхности зубьев полумуфт;- on the lateral surfaces of the teeth of the half couplings, due to the small area of contact, high contact stresses arise, leading to pitting or chipping of metal on the lateral surface of the teeth of the half couplings;

- в ножке зубьев полумуфт из-за малой площади поперечного сечения зубьев возникают высокие изгибные напряжения, приводящие к излому или срезу зубьев полумуфт.- due to the small cross-sectional area of the teeth, high bending stresses arise in the tooth root of the coupling halves, leading to fracture or shearing of the coupling half teeth.

Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении надежности кулачковой муфты за счет увеличении контактной прочности зубьев.The problem solved by the invention is to increase the reliability of the cam clutch by increasing the contact strength of the teeth.

В ходе решения задачи прорабатывались следующие варианты:In the course of solving the problem, the following options were worked out:

- увеличить площадь контакта за счет увеличения количества зубьев в полумуфтах, но тогда уменьшится площадь корневого сечения зубьев, а значит уменьшится момент сопротивления изгибным напряжениям, что вызовет поломку зубьев полумуфт;- increase the contact area by increasing the number of teeth in the half couplings, but then the root section area of the teeth will decrease, which means the moment of resistance to bending stresses will decrease, which will cause breakage of the teeth of the half couplings;

- увеличить высоту и наружный диаметр зубьев полумуфт, но в этом случае значительно увеличатся радиальные и осевые размеры полумуфт, что недопустимо при ограничении радиальных и осевых размеров конструкции, в которую встроена кулачковая муфта.- to increase the height and outer diameter of the teeth of the half couplings, but in this case the radial and axial dimensions of the half couplings will increase significantly, which is unacceptable when the radial and axial dimensions of the structure are limited, in which the cam coupling is built.

Поставленная задача была решена следующим образом.The task was solved as follows.

В муфте кулачковой, состоящей из двух полумуфт, выполненных с торцевыми зубьями, подвижной, установленной с возможностью осевого перемещения, и неподвижной, боковые поверхности торцевых зубьев в радиальном направлении расположены под углом к вертикальной оси и направлены в одну сторону. В частном случае исполнения боковые поверхности зубьев выполнены по прямой линии или по радиусу.In a cam clutch, consisting of two half-couplings made with end teeth, movable, installed with the possibility of axial movement, and stationary, the side surfaces of the end teeth in the radial direction are located at an angle to the vertical axis and directed in one direction. In the particular case of the execution, the side surfaces of the teeth are made in a straight line or along a radius.

Перечисленные отличительные существенные признаки, заключающиеся в том, что боковые поверхности торцевых зубьев в радиальном направлении расположены под углом к вертикальной оси и направлены в одну сторону, в совокупности с известными, позволяют увеличить площадь боковой поверхности зубьев (катет - зуб прототипа, всегда меньше гипотенузы - наклонный новый зуб), и, таким образом, получить технический результат во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны данного изобретения.The listed distinctive essential features, consisting in the fact that the lateral surfaces of the end teeth in the radial direction are located at an angle to the vertical axis and directed in one direction, in conjunction with the known ones, allow to increase the area of the lateral surface of the teeth (the leg is the prototype tooth, always less than the hypotenuse - oblique new tooth), and thus obtain a technical result in all cases that are covered by the claimed scope of protection of this invention.

Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники.The analysis of the known technical solutions, carried out according to scientific, technical and patent documentation, showed that the set of essential features of the proposed technical solution is not known from the prior art.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:The claimed technical solution is illustrated by drawings:

фиг. 1 - муфта кулачковая в сборе, вид в разрезе;fig. 1 - cam clutch assembly, sectional view;

фиг. 2 - вид на зубья полумуфт, разрез А-А на фиг. 1, боковые поверхности зубьев выполнены по прямой линии (исполнение 1);fig. 2 is a view of the teeth of the coupling halves, section A-A in FIG. 1, the side surfaces of the teeth are made in a straight line (version 1);

фиг. 3 - то же, вид на неподвижную полумуфту в изометрии;fig. 3 - isometric view of the fixed half-coupling;

фиг. 4 - то же, вид на подвижную полумуфту в изометрии;fig. 4 - the same, isometric view of the movable half-coupling;

фиг. 5 - вид на зубья полумуфт, разрез А-А на фиг. 1, боковые поверхности зубьев выполнены по радиусу (исполнение 2);fig. 5 is a view of the teeth of the coupling halves, section A-A in FIG. 1, the lateral surfaces of the teeth are made along the radius (version 2);

фиг. 6 - то же, вид на неподвижную полумуфту в изометрии;fig. 6 - isometric view of the fixed half-coupling;

фиг. 7 - то же, вид на подвижную полумуфту в изометрии.fig. 7 is the same, isometric view of the movable half-coupling.

Кулачковая муфта состоит из двух полумуфт, подвижной полумуфты 1, установленной с возможностью осевого перемещения по валу 2, и неподвижной полумуфты 3, которые имеют торцевые зубья 4.The cam clutch consists of two half-couplings, a movable half-coupling 1, mounted with the possibility of axial movement along the shaft 2, and a fixed half-coupling 3, which have end teeth 4.

Боковые поверхности 5 и 6 торцевых зубьев 4 в радиальном направлении расположены соответственно под углом α и β к вертикальной оси и направлены в одну сторону.The side surfaces 5 and 6 of the end teeth 4 in the radial direction are located respectively at an angle α and β to the vertical axis and are directed in one direction.

Боковые поверхности зубьев могут быть выполнены по прямой линии 7 и 8 (исполнение 1) или по радиусу 9 и 10 (исполнение 2), который зависит от диаметра резцовой головки и ширины резцов, применяемых в соответствующем производстве.The side surfaces of the teeth can be made along a straight line 7 and 8 (version 1) or along a radius of 9 and 10 (version 2), which depends on the diameter of the cutter head and the width of the cutters used in the respective production.

Так как площадь боковой поверхности зубьев и площадь корневого сечения увеличилась из-за удлинения зуба за счет наличия наклона, то контактные напряжения, а также изгибные напряжения уменьшились, при этом осевые и радиальные габариты остались в тех же пределах.Since the lateral surface area of the teeth and the root section area increased due to the elongation of the tooth due to the presence of inclination, the contact stresses, as well as bending stresses, decreased, while the axial and radial dimensions remained within the same limits.

Работа кулачковой муфты происходит следующим образом.The cam clutch works as follows.

Подвижная полумуфта 1 перемещается по валу 2 и торцевыми зубьями 4 сцепляется с такими же торцевыми зубьями 4 неподвижной полумуфты 3.The movable coupling half 1 moves along the shaft 2 and with the end teeth 4 engages with the same end teeth 4 of the fixed coupling half 3.

Заявленная муфта имеет простую и надежную конструкцию, увеличенную контактную прочность зубьев.The claimed coupling has a simple and reliable design, increased contact strength of the teeth.

Техническое решение возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании с использованием современных технологий и материалов.The technical solution is possible for implementation on standard technological equipment using modern technologies and materials.

Claims (3)

1. Муфта кулачковая, состоящая из двух полумуфт, выполненных с торцевыми зубьями, подвижной, установленной с возможностью осевого перемещения, и неподвижной, отличающаяся тем, что боковые поверхности торцевых зубьев в радиальном направлении расположены под углом к вертикальной оси и направлены в одну сторону.1. Cam clutch, consisting of two half-couplings made with end teeth, movable, installed with the possibility of axial movement, and stationary, characterized in that the side surfaces of the end teeth in the radial direction are angled to the vertical axis and directed in one direction. 2. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что боковые поверхности зубьев выполнены по прямой линии.2. The clutch of claim. 1, characterized in that the side surfaces of the teeth are made in a straight line. 3. Муфта по п. 1, отличающаяся тем, что боковые поверхности зубьев выполнены по радиусу.3. The clutch according to claim 1, characterized in that the lateral surfaces of the teeth are made along the radius.

Images