роликовая муфта свободного хода
Классы МПК: | F16D41/07 между двумя цилиндрическими поверхностями |
Автор(ы): | Масленников П.В., Янчевский Ю.В., Мазуровский С.Л. |
Патентообладатель(и): | Ярославский государственный технический университет |
Приоритеты: |
подача заявки:
2002-04-11 публикация патента:
27.01.2004 |
Изобретение относится к области машиностроения, предназначено для бесступенчатого регулирования скорости и может быть использовано в импульсных передачах, приводах стартеров двигателей внутреннего сгорания и аналогичных устройствах. Муфта содержит концентрично расположенные звездочку и обойму и размещенные между ними подпружиненные ролики с винтовыми канавками. Новым является то, что на концах роликов выполнено фланкирование образующих цилиндра в виде кривой, соответствующей закону распределения нагрузки по длине контактной линии при вдавливании жесткого ролика в упругое тело, опорная длина которого больше длины ролика. Техническим результатом является повышение несущей способности муфты и ее долговечности. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Роликовая муфта свободного хода, содержащая концентрично расположенные звездочку и обойму и размещенные между ними подпружиненные ролики с винтовыми канавками, отличающаяся тем, что на концах роликов выполнено фланкирование образующих цилиндра в виде кривой, соответствующей закону распределения нагрузки по длине контактной линии при вдавливании жесткого ролика в упругое тело, опорная длина которого больше длины ролика.Описание изобретения к патенту
Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в импульсных передачах, приводах стартеров и других устройствах. Известна роликовая обгонная муфта (см. авт. свид. 324421 СССР, БИ 2, 1972), содержащая обойму, внутренняя поверхность которой выполнена по криволинейной образующей, звездочку с плоской рабочей поверхностью в зоне контакта, цилиндрические ролики, поджатые в клиновом пространстве между обоймой и звездочкой прижимным устройством. Но в данной муфте в период рабочего хода осуществляется точечный контакт обоймы с роликом и линейный контакт звездочки с роликом на всей его длине. Такое исполнение муфты приводит к интенсивному износу обоймы с образованием питтинга и неравномерному распределению давления в зоне контакта ролика со звездочкой, обусловленного концентрацией нагрузки на концах образующих ролика согласно принципу Сен-Венана (см. Тимошенко С.П. Теория упругости. М.: Наука, 1975). Оба этих фактора снижают долговечность работы муфты. Известна также роликовая муфта свободного хода (см., например, авт. свид. SU 1812361 А1, БИ 16, 1993), принятая нами за прототип, содержащая концентрично расположенные звездочку и обойму и размещенные между ними подпружиненные ролики, на цилиндрической поверхности которых выполнены винтовые канавки, при этом геометрические параметры канавок определены из условия отношения фактической площади касания ролика к контурной площади касания в пределах 0,5...0,8, число канавок не менее двух, а нормальная ширина каждой канавки составляет 0,05...0,1 длины ролика. Однако в этой муфте при достижении положительного эффекта, выраженного в обеспечении режима граничного трения в зоне контакта роликов и звездочки, повышении надежности и стабильности заклинивания без пробуксовки, сохраняется кромочный эффект концентрации нагрузки на концах ролика при контактировании со звездочкой, что приводит к неравномерности распределения удельного давления по длине ролика. Неравномерность удельного давления по контактной линии вдоль образующей ролика приводит к неравномерному износу роликов, звездочки и обоймы, снижению долговечности и несущей способности муфты. Цель предлагаемого изобретения - повышение несущей способности и долговечности роликовой муфты свободного хода. Поставленная цель достигается тем, что предложенная роликовая муфта свободного хода содержит концентрично расположенные звездочку и обойму и размещенные между ними подпружиненные ролики с винтовыми канавками, причем на концах роликов выполнено фланкирование образующих цилиндра в виде кривой, соответствующей закону распределения нагрузки по длине контактной линии при вдавливании жесткого ролика в упругое тело, опорная длина которого больше длины ролика. Сравнительный анализ с прототипом показал, что предложенный роликовый механизм свободного хода отличается тем, что в предложенной роликовой муфте свободного хода на концах роликов выполнено фланкирование образующих цилиндра по кривой, соответствующей закону распределения нагрузки по длине контактной линии при вдавливании жесткого ролика в упругое тело, опорная длина которого больше длины ролика. Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом (а, б, в). Роликовая муфта свободного хода содержит концентрично расположенные звездочку 1 и обойму 2, между которыми в клиновом пространстве расположены ролики 3, поджатые усилием пружин Fпр. На чертеже, а показано распределение нагрузки q(z) и упругой деформации U(z) тела звездочки по длине контактной линии lр с прямыми краями. На чертеже, б обозначено: Np - расчетное усилие на ролик, 2с - расчетная ширина полоски касания ролика и звездочки, определяемая по формуле Герца для случая начального линейного касания двух цилиндров бесконечной длины![роликовая муфта свободного хода, патент № 2222727](/images/patents/246/2222727/2222727-2t.gif)
![роликовая муфта свободного хода, патент № 2222727](/images/patents/246/2222001/916.gif)
![роликовая муфта свободного хода, патент № 2222727](/images/patents/246/2222001/916.gif)
![роликовая муфта свободного хода, патент № 2222727](/images/patents/246/2222727/2222727-3t.gif)
где
![роликовая муфта свободного хода, патент № 2222727](/images/patents/246/2222727/2222727-4t.gif)
![роликовая муфта свободного хода, патент № 2222727](/images/patents/246/2222727/2222727-5t.gif)
В формулах (1), (2) и (3) приняты обозначения: Uж, U(z)2 - осадка или перемещение упругого полупространства при вдавливании абсолютно жесткого цилиндрического ролика соответственно на участке 0-1 и точке 2; k - суммарный коэффициент контактной податливости в зоне контакта, причем соответственно k1 - для ролика и k2 - для звездочки. Если
![роликовая муфта свободного хода, патент № 2222727](/images/patents/246/2222041/956.gif)
![роликовая муфта свободного хода, патент № 2222727](/images/patents/246/2222041/956.gif)
![роликовая муфта свободного хода, патент № 2222727](/images/patents/246/2222727/2222727-6t.gif)
где
![роликовая муфта свободного хода, патент № 2222727](/images/patents/246/2222041/956.gif)
![роликовая муфта свободного хода, патент № 2222727](/images/patents/246/2222041/956.gif)
![роликовая муфта свободного хода, патент № 2222727](/images/patents/246/2222002/955.gif)
![роликовая муфта свободного хода, патент № 2222727](/images/patents/246/2222001/916.gif)
![роликовая муфта свободного хода, патент № 2222727](/images/patents/246/2222047/8805.gif)
![роликовая муфта свободного хода, патент № 2222727](/images/patents/246/2222001/916.gif)
![роликовая муфта свободного хода, патент № 2222727](/images/patents/246/2222002/8226.gif)
![роликовая муфта свободного хода, патент № 2222727](/images/patents/246/2222001/916.gif)
![роликовая муфта свободного хода, патент № 2222727](/images/patents/246/2222001/916.gif)
Класс F16D41/07 между двумя цилиндрическими поверхностями
самоблокирующийся дифференциал автомобиля - патент 2331003 (10.08.2008) | ![]() |
роликовая муфта свободного хода - патент 2224923 (27.02.2004) | |
муфта свободного хода - патент 2156385 (20.09.2000) | |
муфта для соединения четырех валов с возможностью одновременного контроля их частоты вращения - патент 2124656 (10.01.1999) | |
муфта розанова и.н. для подачи пруткового и бунтового материала - патент 2117832 (20.08.1998) | |
муфта свободного хода - патент 2079745 (20.05.1997) | |
храповая муфта свободного хода - патент 2062919 (27.06.1996) | |
муфта свободного хода - патент 2055244 (27.02.1996) | |
обгонная муфта - патент 2043549 (10.09.1995) |