Устройство обгонной муфты – Обгонная муфта генератора: 5 причин поломок + инструкция по диагностике и ремонту

Обгонная муфта: принцип работы, устройство, применение

Принцип работы обгонной муфты в том, чтобы предотвращать передачу крутящего момента от ведомого элемента к ведущему валу именно в тот момент, когда тот начинает вращаться более интенсивно. Само изделие относится к категории механических агрегатов. Экспертами было доказано, что муфта актуальна и в тех случаях, когда нужно быстро передать крутящий момент исключительно в одну сторону. Чтобы правильно применять агрегат, нужно заранее ознакомиться с принципом действия, преимуществами и недостатками приспособления.

Устройство востребованной обгонной муфты

Эксперты активно используют храповые и фрикционные агрегаты, которые отличаются многочисленными преимуществами. Принцип работы муфты фрикционного типа зависит от того, к какой именно категории относится изделие:

• С осевым замыканием.
• Универсальные клиновые обгонные.
• С ленточными механизмами.
• Многофункциональное радиальное замыкание.
• Пружинный механизм.

В автомобилях наибольшей популярностью пользуются роликовые обгонные изделия, которые выгодно отличаются длительным эксплуатационным сроком и высокой степенью надежности.

Основные элементы конструкции

Принцип работы обгонной муфты зависит от работоспособности всех используемых деталей. Конструкция агрегата включает в себя следующие ответственные узлы:

1. Внутренняя обойма. Этот элемент надежно соединяется с якорем – валом генератора.
2. Наружная обойма. Деталь зацепляется со шкивом.
3. Мощная контактная пластина с вмонтированным сальником.
4. Два ряда роликов. Эти конструктивные элементы являются соединительными деталями наружной и внутренней обойм. Первый ряд состоит из игольчатых подшипников, а второй – универсальные профилированные фигуры, которые свободно передвигаются и являются стопором.
5. Долговечная прокладка, изготовленная из полиэстера.
6. Профиль со шлицами.
7. Качественная втулка с наклонными плоскостями.
8. Пластиковая крышка.
9. Оригинальная втулка цилиндрической формы.

Принцип работы

Обгонная муфта широко распространена в автомобильной отрасли. Роликовый агрегат со свободным принципом хода делится на две основные категории: первая максимально крепко зафиксирована на основном валу, а вот вторая соединена с ведомой частью. Во время вращения по часовой стрелке небольшие ролики постепенно перекатываются в узкий отсек зазора между двумя полумуфтами. В результате этого происходит заклинивание. Именно поэтому нужно отметить тот факт, что принцип работы обгонной муфты основан на том, что агрегат передает крутящий момент исключительно в одном направлении. Если мастер будет вращать устройство в противоположную сторону, то агрегат будет просто прокручиваться.

Преимущества использования агрегата

Принцип работы обгонной муфты генератора выгодно отличается многочисленными положительными характеристиками. Производители отмечают, что изделие отличается автоматическим включением и отключением, за счет чего не нужно подключать дополнительные приводы управления. Муфта отличается простотой конструкции. При помощи универсальных механизмов свободного хода упрощаются конструкции ответственных узлов и агрегатов техники. Большей надежностью обладает обгонная муфта с храповым механизмом, нежели агрегат с роликами. Это связано с тем, что первая модель поддается ремонту. А вот роликовое устройство починить не удастся. Во время монтажа категорически запрещено использовать ударные инструменты, так как соответствующий механизм может просто заклинить.

Недостатки устройства

Классический принцип работы обгонной муфты стартера не лишен негативных характеристик. Пользователей не устраивают те моменты, что приспособление не поддается регулировке, присутствует строгая соосность валов. Основной недостаток обгонной муфты с храповым механизмом состоит в том, что при зацеплении собачки с зубьями происходит удар. Из-за этого такое устройство невозможно использовать в тех агрегатах, которые работают с большими скоростями. Из-за повышенных нагрузок зубья храпового колеса быстро стираются, по этой причине изделие просто выходит из строя. Механизм вращается с характерным шумом. Важно отметить то, что сегодня в продаже есть приспособления, в которых собачка при движении по часовой стрелке не задевает колесо.

Сферы применения

Универсальный принцип работы обгонной муфты велосипеда пользуется огромным спросом, так как это универсальный агрегат, который выгодно отличается от всех аналогов своей практичностью и долговечностью. Сегодня механизмы свободного хода широко востребованы в узлах автомобилей разных производителей. Классическую обгонную муфту можно встретить в следующих установках:

1. Стандартная АКПП. Механизм свободного хода является частью многофункционального гидротрансформатора. Этот агрегат отвечает за своевременную передачу и последующее преобразование крутящего момента от ДВС к коробке передач.
2. Системы запуска мотора внутреннего сгорания. В этом случае изделие является частью стартера. Когда двигатель запустился и набрал необходимые обороты, муфта отключает стартер. В противном случае коленчатый вал мог нанести серьезный вред стартеру.
3. Принцип работы обгонной муфты генератора «Тойота» высоко ценится экспертами и обычными автолюбителями. Устройство нейтрализует колебания на ремне, снижая при этом шумность привода. Муфта существенно продлевает эксплуатационный срок генератора.

Распространенные признаки поломки

Несмотря на многофункциональный принцип работы обгонной муфты АКПП, это устройство тоже может выйти из строя под воздействием различных неблагоприятных факторов. По своей конструкции изделие представлено в виде усовершенствованного подшипника качения. В случае поломки агрегат просто заклинит. Это может указывать на то, что ременная передача, которую обеспечивает муфта, моментально превращается в обычную. В результате этого инерция просто перестает компенсироваться, происходит ускоренный износ ремня. Чтобы своевременно обнаружить неисправность агрегата, нужно разбираться в том, какие именно признаки могут указывать на поломку. Эксперты отмечают три основных параметра:

• Характерное щелканье натяжителя.
• Непостоянность ременной передачи.
• Сильный свистящий шум при включенном моторе.

Когда минимум один из этих признаков стал проявляться, нужно обратиться на станцию технического обслуживания. Только профессионал может правильно выполнить диагностику обгонной муфты. Если агрегат сломан, то его придется заменить, так как ремонт практически невозможен. Выполнить самостоятельно все необходимые манипуляции удается в редких случаях, так как для этого необходимо обладать соответствующими навыками и приспособлениями.

ее устройство и принцип работы

Автомобиль — это сложный механизм, в котором есть множество устройств. Обгонная муфта — один из элементов транспортного средства, о котором многие далекие от автомобилей водители попросту даже не догадываются. Вместе с тем, обгонная муфта может считаться одним из наиболее значимых элементов. Она  представляет собой механическое устройство, в задачи которого входит предотвращение передачи крутящего момента ведущему валу от ведомого. Происходит это в тот момент, когда ведомый вал начинает свое вращение более быстро. Используется обгонная муфта и в тех случаях, когда нужно передать крутящий момент только в одну сторону. Подробнее об устройстве данного элемента и его принципе работы пойдет речь в этом материале.

Из чего состоит обгонная муфта?

Сегодня обгонная муфта встречает в двух исполнениях: роликовая или с храповым механизмом.  Простая роликовая муфта свободного хода включает в себя такие компоненты, как внешняя и внутренняя обоймы, расположенные не внешней обойме пружины и передающие соответствующий крутящий момент ролики. Вместо пазлов в роликовой муфте на внутренней поверхности есть зубья, которые имеют упор с одной стороны. Заклинивает оба кольца специальная собачка, которая прижимается к внешнему кольцу пружиной. Преимущества такой обгонной муфты состоят в том, что она  обеспечивает автоматическое включение и выключение механизма. В ней конструкции узлов и агрегатов значительно упрощаются за счет механизмов свободного хода. Да и сама конструкция муфты очень проста и понятна.

Как работает и где применяется?

Роликовая муфта делится на две полумуфты, одна из которых крепится на ведущем валу, а другая соединяется с ведомым валом. Так вот, при вращении ведущего вала по часовой стрелке ролики этой муфты под действием силы трения и пружин начинают перекатываться в узкую часть зазора между полумуфтами. в случае вращения против часовой стрелки они перекатываются непосредственно в широкую часть. Тогда происходит разъединение ведущего и ведомого валов, при этом перестает передаваться и крутящий момент. Соответственно роликовая муфта способна передавать момент только в одном направлении, а если происходит вращение в другую сторону, то она просто прокручивается. Присутствует обгонная муфта обычно в системах запуска ДВС, в АКПП классического типа и генераторах. В последних муфта выступает в роли защитного компонента, который ограничивает крутильные колебания от коленвала ДВС.

Подробнее об устройстве обгонной муфты будет рассказано в этом видеоматериале:

Опубликовано: 25 ноября 2019

Обгонная муфта — это… Что такое Обгонная муфта?

Разрез обгонной муфты Храповая обгонная муфта

Обго́нная му́фта, муфта свободного хода — деталь механической трансмиссии, которая предотвращает передачу крутящего момента от ведомого вала обратно к ведущему в случае, если по какой-либо причине ведомый начинает вращаться быстрее. Наиболее известное применение обгонной муфты — в велосипедном приводе. В момент, когда ездок перестает вращать педали, и велосипед продолжает двигаться по инерции, срабатывает обгонная муфта, отключая колесо от педалей, и они не бьют по ногам. Иногда обгонные муфты применяются в автомобилях с двухтактными двигателями, для которых режим «торможения двигателем» невозможен из-за особенностей конструкции (точнее, принципа смазки), что может вывести их из строя. Еще одним массовым применением обгонной муфты является ее использование в стартерах ДВС для предотвращения разрушения стартера запущенным двигателем. Также обгонная муфта широко применяется в автожирах, обеспечивая в них возможность авторотации.

Устройство

Простейшая обгонная муфта состоит из двух колец, вставленных одно в другое. На поверхности внешнего протачиваются специальные пазы. На внутреннем располагаются либо подпружиненные шарики или ролики, либо лепестки, упирающиеся во внешнее кольцо. Конструкция сделана так, что при одном направлении вращения шарики под действием пружин выдвигаются из пазов и заклинивают оба кольца, а при обратном (или в случае, когда внешнее кольцо движется быстрее внутреннего) утапливаются, и кольца вращаются независимо. В случае использования поворотных лепестков, они действуют аналогично храповому механизму. Существует также вариант, когда момент передается через пружину, навитую на один из валов. В одном направлении пружина затягивается и соединяет валы, а при противоположном ослабляется и освобождает их.

Применение

Обгонные муфты широко применяются в следующих устройствах:

• валоповоротные устройства турбоустановок. Обгонная муфта обеспечивает автоматическое зацепление ротора турбины с приводом ВПУ при снижении оборотов после отключения турбоагрегата и расцепление при наборе оборотов турбины после включения её в работу;
• сельскохозяйственные прицепы с валом отбора мощности от трактора. Применение обгонных муфт позволяет избежать поломок трансмиссии трактора в случае, когда механика прицепа по какой-то причине не может вращаться с нужной частотой;
• мотоциклы с электрическим стартером. Обгонная муфта применяется вместо ^{[источник не указан 641 день]} бендикса, что уменьшает затраты электрической энергии;
• в задней оси велосипедов;
• в пусковых приводах многих ДВС. Стартеры таких двигателей рассчитаны на достаточно низкую частоту вращения, необходимую только для запуска. Когда двигатель запущен и выходит на рабочие обороты, стартер необходимо отключить, что и выполняется обгонной муфтой даже в случае, когда ключ зажигания ещё находится в положении «пуск»;
• в радиоуправляемых автомоделях;
• Вертолёты, самолёты, автожиры при авторотации.

История изобретения

Впервые обгонная муфта была использована в тормозной втулке велосипеда «Торпедо» Эрнста Сакса в 1903 году.

[источник не указан 1120 дней] Права на изобретение принадлежат немецкому изобретателю Ортвину Штиберу.^{[источник не указан 1120 дней]}

Альтернативные названия

Литература

• Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. / Под ред. И. Н. Жестковой. — 8-е изд., перераб. и доп.. — М.: Машиностроение, 2001. — Т. 2. — 912 с. — ISBN 5-217-02964-1 (5-217-02962-5), ББК 34.42я2, УДК 621.001.66 (035)

Обгонная муфта: принцип работы, устройство, применение

Принцип работы обгонной муфты в том, чтобы предотвращать передачу крутящего момента от ведомого элемента к ведущему валу именно в тот момент, когда тот начинает вращаться более интенсивно. Само изделие относится к категории механических агрегатов. Экспертами было доказано, что муфта актуальна и в тех случаях, когда нужно быстро передать крутящий момент исключительно в одну сторону. Чтобы правильно применять агрегат, нужно заранее ознакомиться с принципом действия, преимуществами и недостатками приспособления.

Устройство востребованной обгонной муфты

Эксперты активно используют храповые и фрикционные агрегаты, которые отличаются многочисленными преимуществами. Принцип работы муфты фрикционного типа зависит от того, к какой именно категории относится изделие:

• С осевым замыканием.
• Универсальные клиновые обгонные.
• С ленточными механизмами.
• Многофункциональное радиальное замыкание.
• Пружинный механизм.

В автомобилях наибольшей популярностью пользуются роликовые обгонные изделия, которые выгодно отличаются длительным эксплуатационным сроком и высокой степенью надежности.

Основные элементы конструкции

Принцип работы обгонной муфты зависит от работоспособности всех используемых деталей. Конструкция агрегата включает в себя следующие ответственные узлы:

1. Внутренняя обойма. Этот элемент надежно соединяется с якорем – валом генератора.
2. Наружная обойма. Деталь зацепляется со шкивом.
3. Мощная контактная пластина с вмонтированным сальником.
4. Два ряда роликов. Эти конструктивные элементы являются соединительными деталями наружной и внутренней обойм. Первый ряд состоит из игольчатых подшипников, а второй – универсальные профилированные фигуры, которые свободно передвигаются и являются стопором.
5. Долговечная прокладка, изготовленная из полиэстера.
6. Профиль со шлицами.
7. Качественная втулка с наклонными плоскостями.
8. Пластиковая крышка.
9. Оригинальная втулка цилиндрической формы.

Принцип работы

Обгонная муфта широко распространена в автомобильной отрасли. Роликовый агрегат со свободным принципом хода делится на две основные категории: первая максимально крепко зафиксирована на основном валу, а вот вторая соединена с ведомой частью. Во время вращения по часовой стрелке небольшие ролики постепенно перекатываются в узкий отсек зазора между двумя полумуфтами. В результате этого происходит заклинивание. Именно поэтому нужно отметить тот факт, что принцип работы обгонной муфты основан на том, что агрегат передает крутящий момент исключительно в одном направлении. Если мастер будет вращать устройство в противоположную сторону, то агрегат будет просто прокручиваться.

Преимущества использования агрегата

Принцип работы обгонной муфты генератора выгодно отличается многочисленными положительными характеристиками. Производители отмечают, что изделие отличается автоматическим включением и отключением, за счет чего не нужно подключать дополнительные приводы управления. Муфта отличается простотой конструкции. При помощи универсальных механизмов свободного хода упрощаются конструкции ответственных узлов и агрегатов техники. Большей надежностью обладает обгонная муфта с храповым механизмом, нежели агрегат с роликами. Это связано с тем, что первая модель поддается ремонту. А вот роликовое устройство починить не удастся. Во время монтажа категорически запрещено использовать ударные инструменты, так как соответствующий механизм может просто заклинить.

Недостатки устройства

Классический принцип работы обгонной муфты стартера не лишен негативных характеристик. Пользователей не устраивают те моменты, что приспособление не поддается регулировке, присутствует строгая соосность валов. Основной недостаток обгонной муфты с храповым механизмом состоит в том, что при зацеплении собачки с зубьями происходит удар. Из-за этого такое устройство невозможно использовать в тех агрегатах, которые работают с большими скоростями. Из-за повышенных нагрузок зубья храпового колеса быстро стираются, по этой причине изделие просто выходит из строя. Механизм вращается с характерным шумом. Важно отметить то, что сегодня в продаже есть приспособления, в которых собачка при движении по часовой стрелке не задевает колесо.

Сферы применения

Универсальный принцип работы обгонной муфты велосипеда пользуется огромным спросом, так как это универсальный агрегат, который выгодно отличается от всех аналогов своей практичностью и долговечностью. Сегодня механизмы свободного хода широко востребованы в узлах автомобилей разных производителей. Классическую обгонную муфту можно встретить в следующих установках:

1. Стандартная АКПП. Механизм свободного хода является частью многофункционального гидротрансформатора. Этот агрегат отвечает за своевременную передачу и последующее преобразование крутящего момента от ДВС к коробке передач.
2. Системы запуска мотора внутреннего сгорания. В этом случае изделие является частью стартера. Когда двигатель запустился и набрал необходимые обороты, муфта отключает стартер. В противном случае коленчатый вал мог нанести серьезный вред стартеру.
3. Принцип работы обгонной муфты генератора «Тойота» высоко ценится экспертами и обычными автолюбителями. Устройство нейтрализует колебания на ремне, снижая при этом шумность привода. Муфта существенно продлевает эксплуатационный срок генератора.

Распространенные признаки поломки

Несмотря на многофункциональный принцип работы обгонной муфты АКПП, это устройство тоже может выйти из строя под воздействием различных неблагоприятных факторов. По своей конструкции изделие представлено в виде усовершенствованного подшипника качения. В случае поломки агрегат просто заклинит. Это может указывать на то, что ременная передача, которую обеспечивает муфта, моментально превращается в обычную. В результате этого инерция просто перестает компенсироваться, происходит ускоренный износ ремня. Чтобы своевременно обнаружить неисправность агрегата, нужно разбираться в том, какие именно признаки могут указывать на поломку. Эксперты отмечают три основных параметра:

• Характерное щелканье натяжителя.
• Непостоянность ременной передачи.
• Сильный свистящий шум при включенном моторе.

Когда минимум один из этих признаков стал проявляться, нужно обратиться на станцию технического обслуживания. Только профессионал может правильно выполнить диагностику обгонной муфты. Если агрегат сломан, то его придется заменить, так как ремонт практически невозможен. Выполнить самостоятельно все необходимые манипуляции удается в редких случаях, так как для этого необходимо обладать соответствующими навыками и приспособлениями.

Обгонная муфта Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Муфта. Разрез обгонной муфты Храповая обгонная муфта Обгонная муфта автомобильного стартера.

Обго́нная му́фта (также муфта свободного хода) — деталь механической трансмиссии, которая предотвращает передачу крутящего момента от ведомого вала обратно к ведущему в случае, если по какой-либо причине ведомый начинает вращаться быстрее. Наиболее известное применение обгонной муфты — в велосипедном приводе. В момент, когда водитель перестает вращать педали, и велосипед продолжает двигаться по инерции, срабатывает обгонная муфта, отключая колесо от педалей, и они не бьют по ногам. Иногда обгонные муфты применяются в автомобилях с двухтактными двигателями, для которых режим «торможения двигателем» невозможен из-за особенностей принципа смазки и может вывести их из строя. Ещё одним массовым применением обгонной муфты является её использование в стартерах ДВС для предотвращения разрушения стартера запущенным двигателем. Также обгонная муфта широко применяется в вертолётах, обеспечивая в них возможность авторотации.

Устройство[ | ]

Простейшая обгонная муфта состоит из двух колец, вставленных одно в другое. На внутренней поверхности внешнего кольца протачиваются поперечные пазы. На внутреннем располагаются либо подпружиненные шарики или ролики, либо лепестки, упирающиеся во внешнее кольцо. Конструкция сделана так, что при одном направлении вращения шарики под действием пружин выдвигаются из пазов и заклинивают оба кольца, а при обратном (или в случае, когда внешнее кольцо движется быстрее внутреннего) утапливаются, и кольца вращаются независимо. В случае использования поворотных лепестков они действуют аналогично храповому механизму. Существует также вариант, когда момент передается через пружину, навитую на один из валов. В одном направлении пружина затягивается и соединяет валы, а при противоположном — ослабляется и освобождает их.

Применение[ | ]

Обгонные муфты

Внимание покупателей подшипников Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению  подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:      +7(499)403 39 91         Доставка подшипников  по РФ  и зарубежью.   Каталог подшипников на сайте themechanic.ru

Внимание покупателей подшипников

Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:
tel:+7 (495) 646 00 12
[email protected]
Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
Каталог подшипников на сайте

Внимание покупателей подшипников

Уважаемые покупатели, отправляйте ваши вопросы и заявки по приобретению подшипников и комплектующих на почту или звоните сейчас:
tel:+7 (495) 646 00 12
[email protected]
Доставка подшипников по РФ и зарубежью.
Каталог подшипников на сайте

Обгонными муфтами (или муфтами свободного хода) называются трансмиссионные узлы, предназначение которых заключается в прекращении передаваемого крутящего момента на ведомый вал.

Зачастую необходимость в этом возникает, когда ведомый вал начинает вращаться быстрее ведущего, что может привести к поломке механизма.

Например, обгонные муфты зачастую используются в сельскохозяйственной технике, крутящий момент на которую передаётся от вала отбора мощности, но при этом трансмиссия агрегата не может вращаться с той же угловой скоростью, что и ВОМ.

Некоторые виды обгонных муфт

Обгонные муфты, как правило, имеют несложную конструкцию. Для включения/выключения муфты не требуется каких-либо дополнительных исполнительных механизмов.

Самыми простейшими обгонными муфтами можно считать роликовые и сухариковые.
Роликовая муфта получила широкое распространение в технике благодаря своей простоте, бесшумности в работе и высокой надёжности:

Обгонная роликовая муфта

Муфта состоит из двух колец – внутреннего и внешнего. В углублениях внутреннеего кольца, который является ведущим валом, установлены ролики, которые под действием пружин прижимаются к канавкам на внешнем кольце, ограничивая тем самым его самостоятельное вращение, в результате чего внешнее кольцо начинает вращаться синхронно с внутренним. При достижении внешним кольцом большей угловой скорости, чем у ведущего вала, ролики под действием центробежной силы сжимают пружины, вследствие чего выходят из зацепления с внешним кольцом, которое, не передавая усилий на ведущий вал, может развивать гораздо большую угловую скорость, не повреждая возможными перегрузками весь механизм (трансмиссию).

Самым очевидным является применение обгонных муфт на велосипедах – именно благодаря этим несложным устройствам велосипедисты избавлены от необходимости всё время крутить педали. При отсутствии обгонной муфты на ведущем колесе жёсткое соединение ведомой звёздочки и ступицы колеса педали бы вынуждены всё время крутиться.

Впрочем, на «живом примере» можно более наглядно объяснить и описать принцип действия обгонных муфт, используя в качестве примеры и других образцов использования муфт, попутно рассмотрев некоторые варианты их устройств и предназначение в работе того или иного механизма.

Бендикс автомобильного стартера

Как видите, изделие имеет компактный вид. Шестерня служит для прокручивания маховика двигателя в момент его пуска. В тот момент, когда двигатель запустится, обороты маховика значительно превысят обороты вращения шестерни. Ввиду того, что сама конструкция бендикса не рассчитана на длительную работу на высоких оборотах, механизм, если он будет вращаться с тою же скоростью, что и двигатель в течение длительного времени, выйдет из строя. Водитель, конечно, же разомкнёт электрическую цепь стартера, после того, как двигатель запустится, и шестерня бендикса выйдет из зацепления с маховиком. Но всё же время нагрузки на столь миниатюрный механизм желательно свести к минимуму.

Для этой цели бендикс имеет обгонную муфту. Крутящий момент от якоря стартера передаётся за счёт роликов, которые одновременно зацепляются за внутреннее кольцо муфты, а при вращении, зацепляясь за канавки внешнего кольца, начинают передавать через него крутящий момент на саму шестерню бендикса, который, благодаря воздействию рычага (вилки) вводится в зацепление с маховиком. Рычаг же приводится в движение соленоидом – втягивающим реле стартера.

После того, как двигатель запустится, ролики, до тех пор, прижатые к канавкам внешнего кольца пружинами и передавая усилие на наружное кольцо, жёстко связанное с шестерней бендикса, под действием центробежных, оказывая воздействие на прижимающие их пружины, перестанут давить на канавки внешнего кольца. В результате угловые скорости якоря стартера и маховика двигателя станут различаться – маховик будет вращаться со своей частотой, а якорь – со своей (меньшей), до тех пор, пока водитель не разомкнёт электрическую цепь стартера и бендикс и якорь прекратят своё вращение.

Обгонная муфта роликового типа

Обгонная муфта шкива генератора

Применение муфт свободного хода в шкивах генераторов обусловлено малыми сроками службы приводных ремней. В шкиве генератора установлено два ряда роликовых подшипников.

Один ряд выполняет, так сказать, основную функцию – обеспечивает вращение шкива, и, следовательно, ротора генератора. Другой ряд роликов при резком уменьшении числа оборотов двигателя «притормаживает» ротор, в результате чего шкив продолжает свободно вращаться.

В результате рывки, которые испытывает приводной ремень, пропадают, что положительно сказывается на сроке его службы. Конструкция обгонной муфты шкива и бендикса стартера довольно схожи – в качестве элементов, передающих крутящий момент, используются ролики.

Обгонные муфты в АКПП

Обгонные муфты являются выполняют важные функции в работе «обычной», гидротрансформаторной АКПП. Они являются управляемыми и от их своевременного срабатывания и качественного блокирования замков муфт, зависит работа АКПП.

Муфты первого типа блокируют включение передач, когда селектор АКПП находится в режиме «D», но водитель удерживает авто, нажимая на педаль тормоза. Муфта в таком случае (внутреннее кольцо которой является частью «солнечной» шестерни) вращается вместе с «солнечной» шестерней, а водило, передающее крутящий момент, остаётся неподвижным – вращаются только сателлиты.

Муфты второго типа блокируют проворачивание водило низшей передачи, в случаях необходимости быстрого ускорения.

В заключение можно сказать, что рассмотренные примеры использования обгонных муфт охватывают лишь мизерную долю их применения в технике. В частности, муфты свободного хода необходимы для обеспечения ротации винта, а их «сухариковые» варианты нашли применение в инструментах, в народе прозванных «трещотками».

Статья на тему «Муфты свободного хода»

Описание

Муфты свободного хода

           Муфты свободного хода используются для передачи движения только в дном направлении, которое обеспечивается за счет сцепления полумуфт при определенном направлении их относительного вращения, и автоматически прекращается за счет расцеплении полумуфт, при изменении их относительного вращения на противоположное. При этом существуют исполнения муфт свободного хода, которые обеспечивают суммирование несколько вращений в различном направлении и с различной скоростью. Функциональные возможности муфты свободного хода определяют область ее примене-ния. В настоящее время для автоматического включения и отключения привода при изме-няющихся условиях его работы муфты свободного хода применяются практически во всех областях техники и особенно в машиностроении. Существуют следующие виды муфт свободного хода: фрикционные, храповые, кулачковые и специальные. Кроме того муфты свободного хода могут применяться вместе с другими видами муфт, в том числе, соединительными, предохранительными и сцепными. К фрикционным муфтам свободного хода относятся следующие виды муфт: роликовые, шариковые и клиновые (эксцентриковые) муфты. Наибольшее распространение, прежде всего, по причине своей простоты и надежности, получили роликовые муфты свободного хода, которые делятся на следующие типы: одностороннего действия, двустороннего действия, реверсивные муфты.

1. Роликовые муфты свободного хода одностороннего действия

             Роликовые муфты свободного хода одностороннего действия применяются для привода механизма, который совершают периодическое движение с выстоями. В станкостроении и в других отраслях промышленности широкое распространение получили роликовые муфты свободного хода (обгонные муфты), конструкция и типоразмеры которых определены нормалью МН3 – 61, согласно которой данный тип муфт имеет следующие исполнения:
− исполнение I с тремя роликами (см. Рис. 1а),
− исполнение II c пятью роликами (см. Рис. 1б).

Рис 1 Конструкция роликовой обгонной муфты одностороннего действия по         МН 3 – 61 исполнение I и II

        На Рис 1а показана конструкция обгонной муфты одностороннего действия исполнения I по МН 3 – 61. Она содержит звездочку 1, обойму 2, комплект роликов 3 и прижимные устройства, выполненные в виде подпружиненных толкателей 4. Ролики 3 расположены в клиновых пазах образованных внутренней цилиндрической поверхностью обоймы 2 и клиновыми скосами звездочки 1, при этом угол клина выполняется в пределах самоторможения a = 6 – 8 град. Осевое положение роликов 3 ограничено установленными с обеих сторон шайбами 5, положение которых на ступице звездочки 1 фиксируется стопорными кольцами 6, а в образовавшееся при этом пространство, при сборке муфты, закладывается консистентная смазка, обеспечивающая ее надежную работу. Для получения постоянных по величине углов заклинивания роликов рабочая контактная поверхность звездочки делается не плоской, а цилиндрической, эксцентричной, или профилируется по логарифмической спирали.
Работает муфта следующим образом. При вращении ведущей звездочки 1 по часовой стрелке происходит заклинивание роликов 3 в клиновых пазах муфты и движение передается ведомому элементу привода. Ведущим звеном может быть и обойма 2, но тогда она должна вращаться против часовой стрелки. Обгонная муфта с тремя роликами применяется для передачи небольших крутящих моментов при скорости не более 5 м/с
При использовании обгонной муфты исполнения II по МН 3 – 61 работающей в условиях высоких скоростей и передачи больших крутящих моментов, в зоне контакта звездочки 1 с роликами 3 устанавливаются твердосплавные вставки 7, которые запрессовываются в соответствующие пазы звездочки (см. Рис 2). В остальном конструкция муфты аналогична конструкции муфты показанной на Рис 1б.

Рис 2 Конструкция роликовой обгонной муфты одностороннего действия
исполнения II по МН 3 – 61 с твердосплавными вставками

       Если на обойме обгонной муфты устанавливается зубчатое колесо, звездочка или шкив, на которые в процессе работы передачи действуют осевые нагрузки, то в состав муфты вводятся подшипники, которые в данном случае являются опорами, воспринимающими эти нагрузки и тем самым разгружающие обгонную муфту, которая в этом случае передает только крутящий момент. При этом эти опорные подшипники позволяют обеспечить требуемую величину радиального и торцевого биения, зубьев колеса и звездочки и канавок шкива, величина которых оговаривается соответствующими стандартами. На Рис 3 показана конструкция обгонной муфты, на обойме которой установлено зубчатое колесо. Она содержит звездочку 1, закрепленную посредствам шпоночного соединения на ведущем валу 2, который расположен в станине машины на подшипниках 3, обойму 5, запрессованную в отверстие зубчатого колеса 6, которая расположена на подшипниках 4 на посадочных поверхностях звездочки 1, при этом между обоймой 5 и звездочкой 6 находятся ролики 9, которые контактируют с твердосплавными вставками запресованными в пазы звездочки 1. Осевое положение роликов 9 контролируется шайбами 11, которые поджаты внутренними кольцами подшипников 4, при этом наружные кольца последних зафиксированы в отверстии обоймы 5 посредствам стопорных колец 8. На валу 2 установлена шайба 7 торцевого крепления муфты, которая упирается во внутреннее кольцо правого подшипников 4.

Рис 3 Конструкция обгонной муфты, на обойме которой установлено
зубчатое колесо.

           Помимо вариантов конструктивного исполнения роликовых муфт свободного хода одностороннего действия показанных на Рис. 1, 2, 3 применяются:
− муфты с наружной звездочкой,
− многороликове муфты,
− муфты с коническими роликами,
− муфты с косорасположенными роликами.
− муфты с эксцентриковыми роликами,

          В данном разделе статьи приводятся примеры конструктивного исполнения всех вышеперечисленных типов роликовых муфт, а также рассматриваются  особенности реверсивных роликовых муфт свободного хода и муфт двустороннего действия.

   

5. Клиновые муфты свободного хода

          Основное отличие конструкции клиновой (эксцентриковой) муфты свободного хода от роликовой заключается в том что элементом заклинивания вместо роликов служит эксцентриковый сегмент (клиновой ползун), располагающийся между внутренней и наружной обоймами муфты. Именно это отличие послужило тому, что в последе время клиновые муфты свободного хода все чаще применяются в различных приводах и механизмах. Это объясняется тем, что при одинаковых габаритных размерах они обладают более высокой нагрузочной способностью и износостойкостью чем обгонные муфты с заклинивающими элементами, выполненными в виде роликов или шариков, а также основные конструктивные элементы клиновой муфты более просты в изготовлении. При этом клиновые муфты имеют более низкий КПД, поскольку при обгоне между наружной и внутренней обоймами муфты имеет место трение скольжения, вместо трения качения в роликовых обгонных муфтах, что достаточно часто не является определяющим критерием целесообразности применения данного типа обгонной муфты. Рассмотрим варианты конструктивного исполнения клиновых муфт.

Рис 25 Конструкция эксцентриковой муфты свободного хода.

          На Рис 25 показана конструкция эксцентриковой муфты свободного хода. Она содержит диск 3, установленный на кривошипной шейке 2 ведущего вала 1, взаимодействующий посредствам выступа 8 с пазом крестовины 5, которая в свою очередь посредствам своего выступа 9, взаимодействует с пазом 10 ведомого вала 6, фланец которого жестко соединен с обоймой 4, установленной с возможностью свободного вращения на валу 1. Между диском 3 и обоймой 4 установлена клиновой ползун 13, рабочие поверхности которого образованы эксцентрично расположенными окружностями, прижатыми к наружной поверхности диска 3 и внутренней поверхности обоймы 4 с помощью пружины 11 расположенной между упором 12, закрепленным на валу 1, и нижней плоскостью клинового ползуна 13.
Работает эксцентриковая муфта свободного хода следующим образом. При  вращении ведущего вала 1 по часовой стрелке его эксцентрик 2 воздействует на диск 3, перемещению которого в радиальном направлении препятствует клиновой ползун 13. Угол клина ползуна 13 меньше удвоенного угла трения, что исключает его поворот относительно обоймы 4 под действие радиальной силы, приложенной со стороны диска 3. Повороту диска 3 относительно обоймы 4 препятствует крестовина 5, что в конечном результате приводит к заклиниванию клинового ползуна 13 между диском 3 и обоймой 4, и вращению их как единое целое, по часовой стрелке и передаче крутящего момента от ведущего вала 1 к ведомому валу 6. При вращении ведущего вала 1 против часовой стрелки, диск 3 отходит от клинового ползуна 13, который, при этом, будучи поджат пружиной 11, поворачивается вслед за ведущим валом 1, в результате чего муфта расклинивается и не передает крутящий момент.

          В данном разделе статьи приведены варианты конструктивного исполнения клиновых муфт свободного хода

6. Храповые муфты свободного хода

            Храповые муфты свободного хода отличаются от рассмотренных ранее тем, что заклинивание в них обеспечивается сцеплением зубьев храпового колеса с расположенными по окружности собачками, шарнирно установленными на наружной обойме муфты. Они могут передавать значительный крутящий момент, но в силу своей конструкции они способны надежно работать только при невысоких скоростях вращения соединяемых ва-лов и поэтому обычно применяются в тихоходных приводах. Рассмотрим их конструктивные особенности.

Рис 30 Конструкция храповой муфты свободного хода

        В данном разделе статьи приведены варианты конструктивного исполнения храповых муфт свободного хода

7. Кулачковые муфты свободного хода

         Кулачковая муфта свободного хода состоит из двух полумуфт неподвижной и подвижной в осевом направлении, при этом последняя поджата пружиной(ми) к первой, а одна из контактирующих поверхностей их кулачков выполнена наклонной. Кулачковые муфты, из всех видов муфт свободного хода, способны передавать максимальный крутящий момент, но при этом, они используются в основном в тихоходных приводах, по-скольку при высоких скоростях вращения при переходе муфты из режима обгона в рабочий режим между кулачками возникают значительные ударные нагрузки. Рассмотрим конструктивные особенности кулачковых муфт свободного хода.

            В данном разделе статьи приведены варианты конструктивного исполнения кулачковых муфт свободного хода

8. Специальные муфты свободного хода

            В ряде случаев для выполнения специфических требований задачи на проектирование рассмотренные типы муфты свободного хода (роликовые, клиновые. и т. д.) не подходят. В этом случае они оснащаются дополнительными устройствами, или создается полностью оригинальная конструкция муфты. Поскольку такие муфты свободного хода, не возможно классифицировать, отнеся к известным типам, их относят к специальными муфтам свободного хода. При создании специальных муфт свободного хода решаются следующие инженерные задачи:
− повышение нагрузочной способности,
− повышение долговечности за счет компенсации износа,
− упрощение конструкции и уменьшения габаритных размеров муфты.

              В  данном разделе статьи приведены варианты конструктивного исполнения специальных муфт свободного хода

9. Рекомендации по проектированию муфт свободного хода

         Если при проектировании механизма, или привода возникает необходимость встраивания в него муфты свободного хода, то наиболее простым и надежным решением является использование покупной муфты, изготавливаемой серийно специализированным предприятием, что намного сокращает сроки проектирования и изготовления, хотя на первый взгляд может показаться, что стоимость этой муфты необоснованно завышена, но это далеко не так, поскольку поставщик предлагает изделие имеющее отработанную конструкцию и гарантирует его надежную работу. Так, например, по своим техническим параметрами и условиям эксплуатации муфты свободного хода, включенные в нормаль МН – 3 – 61 могут быть использованы в широком спектре различных агрегатов и узлов машин, и применять их целесообразно по вышеуказанным причинам, тем более, что они обеспечивают стабильную работу, как при ведущей звездочке, так и при ведущей наружной обойме. Но применение их в тяжело нагруженных и высокоскоростных механизмах не всегда возможно, поэтому появляется не необходимость создания оригинальной конструкции муфты свободного хода, которая должна встраиваться в ограниченное пространство, размеры которого определяются общей конструкцией и компоновкой создаваемого технического объекта.
Для обеспечения наиболее эффективного процесса проектирования обгонной муфты требуется, прежде всего, правильно выбрать ее вид, при этом необходимо учитывать следующие основополагающие факторы:
− передаваемый муфтой момент,
− быстродействие муфты (скорость заклинивания и расклинивания),
− размеры пространства, в котором должна размещаться муфта,
− специальные требования, предъявляемые к муфте механизмом, или приводом, в состав которого она входит,
− технологические возможности производства, в условиях которого будет   изготавливаться муфта и планируемые объемы ее изготовления.
При выборе вида муфты свободного хода способной передавать большой крутящий момент при ограниченных габаритных размерах необходимо учитывать, что для этого, прежде всего, необходимо использовать муфту, заклинивающие элементы которой обладающие высокой нагрузочной способностью. Такими муфтами являются муфты свободного хода с эксцентриковыми роликами и кулачковые муфты, но при этом, кулачковые муфты при работе создают достаточно высокий уровень шума, и обеспечивают надежную работу только при скорости вращения не более 120об/мин, а муфты свободного хода с эксцентриковыми роликами имеют высокую трудоемкость изготовления и требуют наличия у производителя специального оборудования и оригинальной оснастки. В тоже время роликовые муфты свободного хода при определенных доработках их конструкции, по сравнению с нормалью МН – 3 – 61, также способны передавать значительные крутящие моменты и обеспечивать стабильную работу при высоких скоростях. Клиновые (эксцентриковые) муфты свободного хода также способны передавать большие крутящие моменты, но при этом они имеют более высокие потери при холостом ходе в режиме обгона, чем роликовые муфты, а также обладают непостоянным временем заклинивания и расклинивания, на которое влияет непостоянство коэффициента трения скольжения между заклинивающими элементами. При выборе вида муфты свободного хода, обеспечивающего высокое быстродействие (заклинивание и расклинивание), нужно иметь в виду, что большинство из них включает несколько элементов заклинивания (комплект роликов), одновременность работы которых и определяет быстродействие, и в значительной степени зависит не только от их конструкции, но от точности изготовления всех деталей муфты участвующих в работе при заклинивании и расклинивании муфты. К специальным требованиям, предъявляемым к муфтам свободного хода проектируемым техническим объектом в состав которого они входит, относятся: ограничения по уровню шума, предельно допустимая величина потерь холостого хода при работе муфты в режиме обгона, место расположения муфты (вертикальное, горизонтальное) , требование по наличию или недопустимости смазки и т. д , которые также необходимо учитывать при выборе вида муфты. Например, роликовые муфты свободного хода, конструкция которых определена МН – 32 – 1, обеспечивают стабильную и долговечную работу только при горизонтальном расположении, а при вертикальном расположении требуют введения дополнительных конструктивных элементов. Специфические требования предъявляются к муфтам свободного хода с частыми включениями, муфтам с продолжительным свободным ходом, а также к муфтам, передающим большие крутящие моменты.

9.1 Роликовые муфты свободного хода.

         Проектировании роликовой муфты свободного хода, при заданной величине крутящего момента, который она должна передавать, начинается с определения диаметра внутренней рабочей поверхности обоймы D (см. Рис. 41), осуществляемого на основании выполнения расчета на контактную прочность элементов заклинивания, который производится по следующей формуле:

        При этом, на первом этапе расчета параметры роликов и их количество принимается из конструктивных соображений, или на основании опыта проектирования аналогичных конструкций. Угол заклинивания рассчитывается исходя из конструктивных параметров муфты по следующей формуле: