Результат интеллектуальной деятельности: Обгонная муфта с универсальной самоцентрирующейся системой

Изобретение относится к не выключаемым муфтам для передачи вращательного движения.

Известен реверсивный механизм свободного хода, содержащий ведущую и ведомую полумуфты, в одной из которых выполнены зубья, а в другой смонтированы выдвижные элементы сцепления, взаимодействующие с зубьями, а также выталкивающие элементы и направляющие устройства, и механизм реверса, выполненный в виде перекрестных проточек в полумуфте с элементами сцепления для подвода упругого тела под поршеньки, взаимодействующие с элементами сцепления (Авторское свидетельство СССР N 679743, кл. F16D 41/16, 1979.)

Недостатком известного механизма является сложность конструкции с перекрестными проточками и необходимость притирки многочисленных пар трения, что ведет к снижению надежности конструкции.

Известна обгонная муфта, используемая в машиностроении, например в качестве стартерной обгонной муфты. Муфта содержит ведущую наружную обойму с сегментными и секторными пазами на внутренней поверхности. Ведомая обойма в виде звездочки выполнена с зубьями, между обоймами расположен сепаратор, который своими выступами помещен в секторные пазы наружной обоймы с возможностью углового перемещения. В сепараторе имеются четыре радиальных отверстия, в которых размещены соединительные цилиндрические ролики. На боковой поверхности сепаратора имеются четыре гнезда под пружины. Пружины располагаются между выступами ведущей обоймы и выступами сепаратора (RU 2032115 C1, МПК F16D 41/16).

Недостатком этой муфты является наличие трущихся движущихся относительно друг друга пар.

Целью изобретения является создание обгонной муфты с деталями, находящимися в постоянном зацеплении.

Поставленная цель достигается тем, что в обгонной муфте, содержащей входной и выходной валы, используется универсальная самоцентрирующаяся система с не совпадающими геометрическими центрами. Универсальная самоцентрирующаяся система имеет внутреннее и внешнее основания, на которых закреплены по три или более роликов, шестерней или звездочек вращения, соединенных замкнутым ремнем, цепью или тросом. Геометрический центр внутреннего основания не совпадает с геометрическим центром внешнего основания, а оси вращения оснований совпадают. При наличии вращающего момента на одном из оснований цепь, ремень или трос перемещаются вдоль своего периметра и вращают шестерни, которые цепь, ремень или трос соединяют. На одной оси с роликами, шестернями или звездочками одного из оснований закреплены дополнительные ролики, шестерни или звездочки, которые, вращаясь, передают вращающий момент на шестерню, закрепленную на выходном вале. Если вращающий момент приложен к выходному валу, то это приводит только к перемещению ремня, троса или цепи универсальной самоцентрирующейся системы, а на входной вал этот вращающий момент не передается.

Универсальная самоцентрирующаяся система известна из изобретений: RU 2014106630 A , RU 2014106628 A, RU 2014106627 A, RU 2014106146 A, RU 2013157051 A, RU 2013154311 A,RU 2013153163A, RU 2013152649 A, RU 2013148896 A, RU 2013145988 A, RU 2013145987 A, RU 2013145253 A, RU 2013144445 A, RU 2013144444 A, RU 2013142690 A, RU 2013142204 A, RU 2013142203 A), DE102013019629A1, DE102013019628A1, DE102013019627A1, DE102013019593A1, DE102013019592A1, DE102013019404A1, DE102013019402A1, DE102012018132A1, DE102012018131A1, DE102012017180A1, DE102012016380A1, DE102012016314A1, DE102012013308A1, DE102012012586A1, DE102012002076A1, DE102012001232A1, DE102012000316A1.

Универсальная самоцентрирующаяся система имеет внешнее и внутреннее основания, расположенные в одной плоскости. Внешнее основание охватывает внутреннее основание. На каждом основании закреплены три или более роликов, звездочек или шестерней вращения. Число роликов, шестерней или звездочек на каждом основании одинаково. Каждый ролик, шестерня или звездочка может быть заменен на два ролика, шестерни или звездочки замены для того, чтобы использовать участок троса, ремня или цепи между роликами, шестернями или звездочками для натяжения. Воздействие силы натяжения на участок троса, цепи или ремня между роликами замены не влияет на свойства универсальной самоцентрирующейся системы. Способ натяжения ремня, троса или цепи известен из изобретения: (RU 2013147711 A). В приведенных изобретениях использовались статические свойства универсальной самоцентрирующейся системы. В заявляемом изобретении использовано одно из динамических свойств универсальной самоцентрирующейся системы: совместное вращение связанных между собой внутреннего и внешнего оснований возможно даже при не совпадении осей вращения оснований. Это означает, что внутреннее и внешнее основания могут вращаться каждое относительно своих не совпадающих осей вращения при воздействии вращающего момента на одно из оснований. В дальнейшем описании вместо роликов, шестерней или звездочек будет использоваться только термин звездочка.
В примере конкретного исполнения обгонная муфта с универсальной самоцентрирующейся системой имеет внутреннее основание 1 и внешнее основание 2. На основании 1 закреплены звездочки 3, 4, 5 с возможностью вращения в подшипниках 19. На одной оси со звездочками 3, 4, 5 закреплены шестерни 6, 7, 8, которые передают вращающий момент на шестерню 13 выходного вала 12. Выходной вал 12 закреплен на основании 1 с помощью подшипника 14. Геометрический центр основания 1 совпадает с осью вращения этого основания и с осью выходного вала 12. На внешнем основании 2 закреплены звездочки 9, 10 и 11 с возможностью вращения. Звездочки 3, 10, 4, 11, 5, 9 последовательно соединены замкнутой цепью 15. Входной вал 18 соединен с внутренним основанием 1 и имеет общую ось вращения с выходным валом 12. Подшипники 17 удерживают вращающиеся части обгонной муфты в корпусе 16. Геометрический центр внешнего основания 2 не совпадает с осью вращения этого основания, осью вращения выходного вала 12 и осью вращения внутреннего основания. При наличии вращающего момента на входном вале 18 оба основания будут вращаться. Цепь 15 будет перемещаться вдоль своего периметра и вращать все звездочки оснований. Шестерни 6, 7, 8, вращаясь вместе со звездочками 3, 4, 5, будут передавать вращающий момент на шестерню 13, закрепленную на выходном вале 12. Если приложить вращающий момент к выходному валу 12, то это приведет лишь к вращению звездочек оснований и перемещению цепи 15 вдоль своего периметра.

На фигуре 4 приведены данные для ориентировочной оценки передаточного отношения передачи. Через 120 градусов поворота основания 1 звездочка 9 займет положение звездочки 11, звездочка 3 займет положение звездочки 5. Отрезок цепи 15 длиной 387.41 удлинится до 642.26. За полный оборот основания 1 цепь переместится на (642.26-387.41)*3=764.55. При радиусе звездочек 100 они повернутся за один оборот основания 1 на 764.55/3.14*200=1.22 оборота. При этом выходной вал повернется на 80*1.22/108.37=0.9 оборота, где 80/108.37 соотношение размеров шестерней 8 и 13.

Все детали обгонной муфты с универсальной самоцентрирующейся системой находятся в постоянном, не изменяемом зацеплении и муфта не содержит трущихся и вращающихся относительно друг друга пар, что увеличивает надежность муфты.

На фигуре 1 представлена обгонная муфта, вид со стороны входного вала.

На фигуре 2 представлена обгонная муфта, вид со стороны выходного вала.

На фигуре 3 представлен разрез муфты вдоль оси вращения оснований.

На фигуре 4 представлены данные для ориентировочной оценки передаточного отношения.

На фигуре 5 представлена муфта без корпуса.

На фигуре 6 представлена муфта без входного вала и корпуса.