Упругая муфта

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Высоцкий Михаил Степанович Харитончик Сергей Васильевич Баулин Сергей Сергеевич Галямов Павел Маратович Ярусов Анатолий Григорьевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси(57) Упругая муфта, содержащая первую и вторую полумуфты и соосный им упругий элемент, противоположные концы которого жестко закреплены в соответствующих полумуфтах, отличающаяся тем, что упругий элемент выполнен в виде отрезка стального троса и помещен в дополнительно введенную защитную трубку, между противоположными концами которой и соответствующими упомянутыми полумуфтами образованы зазоры. Фиг. 1 Предлагаемая полезная модель относится к области машиностроения, а именно к средствам демпфирования толчков и вибраций, вызывающих моменты вращения ограниченной величины, в приводных механизмах машин, в частности в трансмиссии электрического транспортного средства (троллейбуса, трамвая, электропоезда). 36802007.06.30 Механическая трансмиссия электрического транспортного средства существенно отличается от трансмиссии автомобиля. Автомобильная трансмиссия содержит фрикционную муфту сцепления, а коробка переключения передач имеет режим нейтрали. С помощью этих узлов при движении автомобиля накатом (без тяговой силы) обеспечивается возможность отсоединения ведущих мостов от двигателя. При этом ведущие мосты вращаются свободно и в них не возникают существенные моменты. Трансмиссия электрического транспортного средства не содержит муфту сцепления и коробку переключения передач, а ведущий мост постоянно соединен с тяговым электродвигателем, с помощью которого производится регулирование скорости движения и торможение. Качение ведущих колес по неровной дороге создает в трансмиссии колебательные процессы, которые приводят к выборке имеющихся люфтов в разных направлениях. Жесткая связь трансмиссии с массивным (инерционным) ротором электродвигателя приводит к тому, что в конце каждой выборки люфта возникает удар и импульс момента. Для снижения шума, износа и поломок деталей целесообразно в трансмиссию ввести упругую муфту, которая обеспечивает защиту от ударов и импульсов момента. Муфта должна устанавливаться в стыке между ведущим и ведомым валами. Известна упругая втулочная муфта 1. Муфта содержит два фланца, выполненных на концах соединяемых валов. Во фланцах проделаны соосные отверстия для болтовых(пальцевых) соединений. Причем диаметры отверстий существенно больше диаметров болтов, и в образовавшиеся кольцевые зазоры установлены резиновые демпфирующие втулки. Такие упругие муфты применяются, в частности, в трансмиссиях электропоездов метро. Недостаток этой муфты в том, что деформация резиновых втулок происходит в малых пределах, поэтому эффект демпфирования ударов и колебаний момента в трансмиссии недостаточен. Ближайшим аналогом предлагаемой полезной модели является муфта с набором концентрично расположенных винтовых пружин 2. Муфта содержит две полумуфты, предназначенные для установки соответственно на входной и выходной валы, и трехслойную винтовую пружину, концы которой закреплены в полумуфтах. Эта муфта сложна по конструкции, она не может передавать большие вращающие моменты. Кроме того, пружина имеет недостаточное демпфирование крутильных колебаний. Задачей настоящей полезной модели является увеличение передаваемых вращающих моментов и степени демпфирования их колебаний при одновременном упрощении конструкции муфты. Для решения поставленной задачи упругая муфта, содержащая первую и вторую полумуфты и соосный им упругий элемент, противоположные концы которого жестко закреплены в соответствующих полумуфтах, согласно техническому решению, упругий элемент выполнен в виде отрезка стального троса и помещен в дополнительно введенную защитную трубку, установленную с зазором относительно упомянутых полумуфт. Предлагаемая муфта проста по конструкции, обеспечивает передачу больших вращающих моментов и гашение ударов, колебаний и импульсов момента в трансмиссии электрического транспортного средства при его движении накатом. В результате снижается шум и износ деталей трансмиссии, повышается ее долговечность. Муфта может применяться также в приводных механизмах других машин. На фиг. 1 изображена предлагаемая муфта в осевом разрезе, на фиг. 2 - поперечный разрез этой муфты по линии А-А. Муфта содержит полумуфты 1 и 2, предназначенные для установки соответственно на первом и втором соосных валах (не показаны), отрезок стального троса 3 и защитную трубку 4. Трос 3 состоит из группы свитых между собой прядей 5, каждая из которых выполнена из группы свитых в другом направлении проволок 6. На чертеже в качестве примера изображен трос 3 конструкции 77, состоящий из 7 прядей, в каждой из которых по 7 проволок. Концы троса 3 жестко закреплены соответственно в полумуфтах 1 и 2, напри 2 36802007.06.30 мер, методом сварки. Длина трубки 4 меньше длины рабочей части троса 3, поэтому между противоположными концами трубки 4 и соответствующими полумуфтами 1 и 2 образованы небольшие зазоры. Внутренний диаметр трубки 4 равен или немного больше диаметра троса 3. Предлагаемая муфта работает следующим образом. При передаче через муфту однонаправленного крутящего момента ограниченной величины происходит дополнительное закручивание троса 3 с частичным уменьшением его диаметра за счет уплотнения прядей 5. Передача момента противоположного направления ограниченной величины приводит к частичному раскручиванию троса 3 с соответствующим увеличением его диаметра за счет уменьшения плотности прядей 5. Если через муфту будут передаваться колебания момента ограниченной амплитуды, то они будут демпфироваться за счет упругости троса 3 и большого взаимного трения проволок. Если через муфту передается момент большой величины, то трос 3 закручивается до предела своей возможности или раскручивается до ограничения защитной трубкой 4. В обоих этих случаях структура троса 3, состоящего из группы прядей 5 и групп проволок 6,ограниченно перестраивается, после чего муфта осуществляет силовое замыкание полумуфт 1 и 2 и соединяемых валов в единое целое, обеспечивая безопасную передачу большого вращающего момента. Наличие зазоров между противоположными концами трубки 4 и соответствующими полумуфтами 1 и 2 обеспечивает гибкость предлагаемой муфты и ее работоспособность при неидеальной соосности полумуфт 1 и 2. В сравнении с прототипом предлагаемая упругая муфта отличается простотой конструкции и высокой способностью демпфирования мощности колебаний передаваемого момента. Она может безопасно передавать большой момент любого направления. Применение предлагаемой упругой муфты в трансмиссии электрического транспортного средства обеспечивает гашение ударов и импульсов момента при движении накатом(без тягового усилия). В результате снижается шум и износ деталей трансмиссии, повышается ее долговечность. При движении в тяговом режиме и при торможении большой момент полностью передается через муфту. В каждом из этих режимов через трансмиссию передается момент одного направления, поэтому люфты трансмиссии постоянно выбраны, а удары и импульсы момента не возникают. Фиг. 2 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3