загрузка...
загрузка...
На головну

Конструкція і розрахунок муфт

  1. I. Вибір електродвигуна і кінематичний розрахунок
  2. I. Вибір електродвигуна і кінематичний розрахунок
  3. I. Розрахунок накопичувальної частини трудової пенсії.
  4. I. Розрахунок розміру плати за комунальну послугу, надану споживачеві за розрахунковий період в i-м житловому приміщенні (житловий будинок, квартира) або нежитловому приміщенні
  5. I. Розрахунок розміру плати за комунальну послугу, надану споживачеві за розрахунковий період в i-м житловому приміщенні (житловий будинок, квартира) або нежитловому приміщенні
  6. I. Розрахунок розміру страхової частини трудової пенсії.
  7. II. ЗАВДАННЯ ДЛЯ ТИПОВИХ РОЗРАХУНКІВ

Нерасцепляемие жорсткі і компенсуючі муфти. Серед цих муфт найбільш простими, дешевими і малогабаритними є муфти втулкові (рис. 14.2), що відносяться до підгрупи жорстких, що не допускають відносного зсуву між провідною і відомою частинами і не зменшують динамічні навантаження. Недоліком цих муфт є необхідність суворої співвісності валів і зміщення одного з них при монтажі і демонтажі.

ГОСТ передбачає виготовлення втулкових муфт в чотирьох виконаннях:

1 - з циліндричними посадочними отворами і штифтами;

2 - з призматичними шпонками (4);

3 - з сегментними шпонками (4);

4 - з шліцьовим посадковим отвором.

Малюнок 14.2 - Муфти втулкові

Втулка 1 муфт виконань 2, 3 і 4 охороняється від зсуву в осьовому напрямку за допомогою регулювального гвинта 2, який стопориться пружинним кільцем 3. Діапазон номінальних обертаючих моментів від 1 до 12 500 Нм при діаметрах d посадочних кінців валів від 6 до 105 мм. Обмежень по частоті обертання муфта не має. Матеріал втулок -сталь 45.

Малюнок 14.2 - Жорстка муфта фланцева

На рис. 14.3 показана жорстка фланцевая муфта, що застосовується для з'єднання співвісних валів при передачі номінального обертального моменту: сталевими муфтами від 16 до 40 000 Нм і окружної швидкості до 70 м / с; чавунними муфтами від 8 до 20 000 Нм і окружної швидкості до 35 м / с. Діапазон діаметрів валів від 12 до 250 мм. При змінному навантаженні і реверсивному обертанні значення номінального моменту зменшуються. Посадкові отвори для валів можуть бути циліндричними або конічними.

Фланці полумуфт з'єднані болтами, з яких половина (через один) ставиться з зазором і працює на розтяг. Решта болти встановлюються в розгорнуті отвори без зазору; вони здійснюють взаємне центрування напівмуфт і працюють на зріз. Розрахунок болтів зазвичай ведуть в припущенні, що все навантаження сприймається болтами, які працюють на зріз.

Жорстка поздовжньо-з'єднувальні муфта, що застосовується для з'єднання циліндричних валів діаметром d = 25 ... 130 мм при номінальних обертають моменти від 125 до 12 500 Нм, що передаються силами тертя має допустиме радіальне зміщення валів 0,05 мм. L

Муфта складається з двох напівмуфт 1, з'єднаних болтами, полукожухов 2, що закріплюються гвинтами, і двох фіксуючих півкілець 3. У великих муфтах додатково ставлять призматичну шпонку. Гідність муфти - можливість монтажу без осьового зміщення валів.

Малюнок 14.3 - кулачковий-дискова муфта

На рис. 14.3 зображена кулачково-дискова муфта, що застосовується для з'єднання валів діаметром від 16 до 150 мм, при номінальних обертають моменти від 16 до 16 000 Н-м без зменшення динамічних навантажень. Максимальна частота обертання 4 з-1 для муфт з зовнішнім діаметром до 300 мм і

2 з-1 для муфт великого діаметру.

Муфта допускає кутовий зсув геометричних осей валів до 0 ° 30 'і їх радіальний зсув від 0,6 до 3,6 мм (в залежності від діаметра вала), тому вона відноситься до підгрупи компенсуючих муфт. Посадкові отвори для валів можуть бути циліндричними або конічними.

Кулачково-дискова муфта складається з напівмуфт 1 і 2 плаваючого диска 3 і кожуха 4. Пази на напівмуфтах є напрямними для виступів на диску, що забезпечують передачу крутного моменту, але в той же час допускають відносне поперечне зміщення полумуфт і диска. Виступи на торцях диска розташовані по взаємно перпендикулярним діаметрам. Для зменшення тертя і зносу муфту необхідно періодично змащувати, причому рекомендуються мастильні матеріали з протівозадірнимі присадками. Зазвичай напівмуфти і диск виготовляють з вуглецевих або легованих (хромистих) сталей.

Для з'єднання валів, встановлених один до одного під кутом до 45 °, застосовують шарнірні муфти. ГОСТ регламентує основні параметри, конструкцію і розміри малогабаритних шарнірних муфт загального призначення для передачі номінального крутного моменту від 11,2 до 1120 Нм без пом'якшення динамічних навантажень. Стандарт передбачає виготовлення двох типів шарнірних муфт: одинарних і здвоєних з проміжною спареної виделкою. Ці муфти широко застосовуються в автомобілебудуванні (карданна передача).

Шарнірні муфти компенсують неточність монтажу вузлів, деформації рами і ресор в транспортних машинах, тому їх можна віднести до підгрупи компенсуючих муфт.

У одинарної муфти при рівномірному обертанні ведучого МША ведений вал обертатиметься нерівномірно. Якщо муфта здвоєна, а ведучий вал 1 і ведений вал 5 паралельні (або утворюють рівні кути з спареної виделкою 3), то при рівномірному обертанні ведучого вала відомий вал теж обертається рівномірно. Деталі шарнірної муфти виготовляються з сталей 20Х и 40Х.

Нерасцепляемие пружні муфти. Пружні муфти мають дві дуже важливі властивості, а саме: демпфирующей здатністю, яка знижує динамічні навантаження і здатністю компенсувати несоосность валів. На рис. 14.4 зображена муфта пружна з зірочкою, застосовувана для з'єднання співвісних циліндричних валів при передачі номінального крутного моменту від 2,5 до 400 Нм і зменшенні динамічних навантажень; діаметри валів від 6 до 48 мм. Муфта допускає в залежності від діаметра вала: частоту обертання до 5500 хв-1, Радіальний зсув осей валів до 0,4 мм, кутовий зсув до 1 ° 30 '

Муфта складається з двох напівмуфт 1, виготовлених зі сталі 35 і гумової зірочки 2 (з чотирма або шістьма виступами).

Малюнок 14.4 - Муфта пружна з зірочкою

На рис. 14.5 показана муфта пружна з торообразной оболонкою. Муфта призначена для з'єднання співвісних валів і передачі номінального крутного моменту від 20 до 40 000 Нм, зменшення динамічних навантажень і компенсації зсувів валів діаметром від 14 до 240 мм. Муфта допускає в залежності від діаметра вала: частоту обертання до 3000 хв-1, Осьовий зсув до 11 мм, радіальний зсув до 5 мм, кутовий зсув до 1 ° 30 '

Малюнок 14.5 - Муфта пружна з торообразной оболонкою

Муфта складається з двох напівмуфт 1, гумової торообразной оболонки 2 притиснутою кільцями і болтами до напівмуфти. Ця муфта допускає короткочасне перевантаження в 2-3 рази; вона проста і надійна в експлуатації, є найкращою відомих пружні муфт. Посадкові отвори для валів можуть бути циліндричними або конічними.

Муфта пружна втулочно-пальцева застосовується для з'єднання співвісних валів і передачі номінального крутного моменту від 6,3 до 16 000 Нм і зменшення динамічних навантажень; діаметри валів від 9 до 160 мм. Муфта допускає (в залежності від діаметра вала): частоту обертання до 8800 хв, радіальний зсув осей валів до 0,6 мм, кутовий зсув до 1 ° 30 '

Муфта складається з двох чавунних полумуфт 1, в отворах яких за
 закріплені сталеві пальці з надітими на них кільцями і гумовими гофрованими втулками 2. Металевий контакт полумуфт відсутня, що
 забезпечує плавну роботу муфти і електричну ізоляцію валів.

Посадкові отвори для валів можуть бути циліндричними або конічними. Муфта проста у виготовленні і ремонті і отримала в машинобудуванні широке застосування, особливо для приводів від електродвигунів.

Керовані муфти. Механічні муфти цього класу бувають синхронні (допускають перемикання лише при рівних або майже рівних кутових швидкостях провідною і відомою частин) і асинхронні (дозволяють проводити перемикання при різних кутових швидкостях провідною і відомою частини). У асинхронних муфт крутний момент передається за рахунок сил тертя, тому такі муфти називають фрикційними. Вони дають можливість плавного зчеплення ведучого і веденого валів під навантаженням.

На рис. 14.10 а - показана найпростіша дискова фрикційна муфта, що має одну пару поверхонь тертя. Ліва полумуфта закріплена на ведучому валу нерухомо, а полумуфта сидить на відомому валу, рухлива в осьовому напрямку (рухома полумуфта може бути розташована і на ведучому валу). Слід зауважити, що фрикційні муфти не допускають несоосность валів. Центрування напівмуфт досягається або їх розташуванням на одному валу, або за допомогою спеціальних центрирующих кілець. Для з'єднання валів до рухомий напівмуфті за допомогою механізму управління прикладається осьова сила Q.

Під час включення фрикційної муфти неминуче прослизання труться, що супроводжується виділенням теплоти. Тому фрикційні матеріали, що застосовуються в муфтах, повинні бути зносостійкими і теплостійкими. Міцність зчеплення в муфті залежить від коефіцієнта тертя і його стабільності при зміні швидкості ковзання, тиску і температури.

Умова працездатності (т. Е. Відсутність пробуксовування) фрикційної муфти записується так:

Mтр?КТ,

де Mтр - Момент тертя на напівмуфтах; К = 1,25 ... 1,5 - коефіцієнт запасу зчеплення; Т - крутний момент, переданий муфтою (твір КТ називають розрахунковим обертовим моментом).

Момент тертя: Мтр = fQRср,

де f- Коефіцієнт тертя ковзання; Q - осьова сила; Rср = (D + D1) / 4 -
 середній радіус робочої поверхні дисків.

Осьова сила, необхідна для включення муфти: Q? 4КТ /f (D + D1).

Для зменшення сили Q можна збільшити коефіцієнт тертя f , Для чого один диск облицьовують накладкою з фрикційного матеріалу, наприклад металокераміки або асбофрікціонного матеріалу. Такі муфти працюють всуху. Диски роблять зі сталі або чавуну.

Фрикційні тіла муфт, які працюють з мастилом, найчастіше виготовляють із загартованої сталі або один диск роблять з чавуну або облицьовують текстолітів або металокерамікою.

Диски фрикційних муфт перевіряють на зносостійкість за умовою

p = 4Q / ? (D2-D21) ? [p],

де [р] - допустиме тиск на робочої поверхні муфти; наприклад, для пари з загартованої сталі з мастилом [р] = 0,6 ... 0,8 МПа; для * пресованого азбесту по сталі або чавуну всуху [р] = 0,2 ... 0,3 МПа.

Щоб знос дисків був досить рівномірним, зазвичай приймають

D ? (l, 5 ... 2) D1. Коефіцієнт тертя, наприклад: для пари загартована сталь по загартованої сталі з мастилом f- 0,06; для пари пресований азбест по сталі або чавуну всуху f = 0,3.

Конічні поверхні тертя дозволяють створити на них значні нормальні тиску і сили тертя при щодо малих силах натискання Q. Кут нахилу твірної конуса повинен бути більше кута тертя спокою щоб уникнути самозахвативанія муфти.

Конічні муфти прості за конструкцією, але мають значні радіальні габарити, тому в даний час їх застосування дуже обмежено.

Для зменшення осьової сили натискання Q і збільшення переданого крутного моменту широко застосовують багатодискові фрикційні муфти, що мають кілька пар поверхонь тертя. У цій муфті є дві групи дисків: зовнішні, з'єднані шлицами або зубами з напівмуфтою 1, і внутрішні, з'єднані таким же способом з іншого напівмуфтою. На правий крайній диск діє сила натискання Q, передана і г механізму управління за допомогою відведення 3 і рухається важеля 2. Зображена муфта має шість пар, що труться, тому здатність навантаження цієї муфти в шість разів більше, ніж у муфтипрі однакових діаметрах і інших рівних умовах .

Зауважимо, що число пар, що труться завжди на одиницю менше сумарного числа провідних і ведених дисків. При однаковому обертального моменту і сили натискання радіальні габаритні розміри багатодискової муфти значно менше, ніж у муфти з однією парою поверхонь тертя, багатодискові муфти мають хорошу плавність включення, але погану расцепляемость. В автомобілях широко застосовують дискові фрикційні муфти з двома поверхнями тертя (муфта складається з одного диска або двох напівмуфт) мають порівняно хорошу расцепляемость; в тракторах знаходять широке застосування багатодискові муфти.

До підгрупи синхронних керованих муфт відносяться кулачкові та зубчасті муфти. У кулачкових муфт на торцях полумуфт євиступи.

Для включення і виключення муфти одна з напівмуфт переміщається в осьовому напрямку за допомогою механізму управління. Для реверсивних механізмів застосовують кулачки симетричного профілю, для нереверсивними - несиметричні. Включення кулачкових муфт завжди супроводжується ударами, тому такі муфти не рекомендуються для включення під, навантаженням і при великих відносних швидкостях обертання валів.

Зубчасті муфти можуть мати внутрішні зуби на одній і зовнішні - на другий напівмуфті; в інших конструкціях обидві напівмуфти мають зовнішні зуби, а перемикання проводиться за допомогою рухомої обойми з внутрішніми зубами. Для усунення ударів при включенні в зубчастих муфтах застосовують синхронізатори (наприклад, в коробках швидкостей автомобілів) які вирівнюють кутові швидкості валів перед їх з'єднанням.

автоматичні муфти. До цього класу відносять муфти запобіжні, обгінні і відцентрові. Ці муфти призначені для запобігання приводу при передачі крутного моменту від 4 до 400 Нм будь-якому просторовому положенні; діаметри валів від 8 до 48 мм, що допускається частота обертання до 1600 хв-1 і залежить від діаметра вала. Щоб уникнути випадкових вимикань запобіжні муфти розраховують за граничним обертального моменту, що перевищує розрахунковий момент на 25% тобто

Тпр = 1,25тр.

При досягненні граничного крутного моменту відбувається розмикання полумуфт. Регулювання муфт здійснюється гайкою зі стопорною шайбою.

На рис 14.6 зображена запобіжна дискова муфта з руйнуються елементом. У цій муфті при перевантаженні штифт 3 зрізається крайками сталевих загартованих втулок 4, встановлених в напівмуфтах 1 в 2. Дня відновлення роботи машини вигвинчують пробку зрізаний штифт замінюють новим. Іноді в муфті ставиться два зрізних штифта. Зусилля F, зрізаючий штифт, так само

F = Tпр/ R,

де Tпр - Граничний крутний момент; r - відстань від осі вала до осі штифта. Діаметр dш штифта визначається з розрахунку його на зріз.

Малюнок 14.6 - Запобіжна дискова муфта з руйнуються елементом

На рис. 14.7 показана схема роботи обгонів муфти, яка передає крутний момент тільки в одному напрямку (в даному випадку за годинниковою стрілкою). Муфта складається з обойми 1, зірочки 2, роликів або кульок 3 та штовхача 4 із слабкою пружиною, який утримує ролик в постійному контакті з обоймою. При обертанні зірочки за годинниковою стрілкою під дією сил тертя ролики захоплюються в бік звуження паза і застряють, в результаті чого утворюється жорстке з'єднання зірочки з обоймою. При обертанні зірочки проти годинникової стрілки (або якщо обойма почне обертатися за годинниковою стрілкою з більшою кутовий швидкістю, ніж зірочка) відбудеться автоматичне розмикання кінематичного ланцюга приводу.

Малюнок 14. 7 - Схема роботи обгонів муфти

Фрикційні обгінні муфти безшумні і можуть працювати при високих частотах обертання. Їх застосовують в автомобілях, мотоциклах, велосипедах, верстатах і ін. У велосипеді обгону муфта дозволяє колесу вільно котитися по дорозі при нерухомих педалях і передавати на колесо обертає момент при обертових педалях, тому її називають муфтою вільного ходу.

Відцентрові муфти застосовують для автоматичного з'єднання і роз'єднання валів при досягненні певної частоти обертання. Джерело зусиль в них - відцентрові сили.

На практиці нерідко застосовують комбіновані муфти, наприклад поєднання пружних муфт з запобіжними або керованими.

розрахунок муфт. Стандартні і нормалізовані муфти на практиці підбирають по каталогам в залежності від діаметра з'єднуються валів і розрахункового крутного моменту Тр за умовою:

Тр = КТ ? Ти

де К - коефіцієнт перевантаження, що враховує режим роботи і відповідальність конструкції; Т - найбільший, тривало діючий крутний момент. Ти - Номінальний крутний момент, зазначений в каталозі.

Для приводів від електродвигуна можна приймати: при спокійне навантаженні К = 1,0 ... 1,5 при змінному навантаженні К = 1,5 ... 2; при ударної і реверсивної навантаженні К = 2,5 ... 3 і більше. Для фрикційних муфт замість коефіцієнта перевантаження вводиться коефіцієнт запасу зчеплення k = 1,25 ... 1,5.

 У відповідальних конструкціях виконують перевірочний розрахунок працездатності окремих елементів обраної муфти по розрахунковому або граничного (для запобіжних муфт) обертального моменту.

Розрахункові формули приводяться в довідковій літературі.

Приклад 14.1. Визначити діаметр dш зрізного штифта запобіжної муфти (ріс.14.13) якщо переданий крутний момент Т = 90 Нм, число штифтів - один, його матеріал - сталь 45 з межею міцності при зсуві 11 * 390 МПа. Відстань від осі вала до осі штифта ?в= 30 мм. Муфта працює при змінному навантаженні.

Рішення. Визначимо граничний крутний момент, прийнявши коефіцієнт перевантаження К = 2 (навантаження змінна):

Тпр = 1,25КТ = 11,25-2-90 = 225 Нм.

Далі визначимо силу F, зрізати штифт,

F пр = Тпр / R = 225 / (30-10-3) = 7500 H.

З розрахунку штифта на зріз визначаємо його діаметр

Приймаємо штифт діаметром 5 мм.

Список рекомендованої літератури

1. А. А. Ердері, Н. А. Ердері. Деталі машін.- М .: Вища школа, 2002 - 285 с.

2. Льоліком О. П. Основи розрахунку і проектування деталей, вузлів і машин. Конспект лекцій з курсу «Деталі машин» .- М .: машинобудування, 2002. - 440- с.

3. А. А. Ердері, Н. А. Ердері. Деталі машін.- М .: Вища школа, 2002. - 285 с

4. Шейнбліт А. Е. Курсове проектування деталей машін.- Калінінград, Янтар.сказ, 2004. - 454 с.

5. Каталог продукції мотор-редуктора. Редуктора. - М .: Приводная техніка, 2002

6. Номенклатурний каталог. Редуктори і мотор-редуктори. - СПб: вид. НТЦ «Редуктор», 2002.

7. А. В. Михайлов, В. А. Расторгуєв, А. Г. Схіртлідзе. Основи проектування технологічних процесів механоскладального виробництва. Навчальний посібник Тольятті, ТГУ, 2004 г. - 267 с.

8. А. В. Михайлов, О. І. Драчев, А. Г. Схіртлідзе. Технологічні основи забезпечення якості виготовлення деталей в машіностроеніі- Тольятті, ТГУ, 2004 г. - 267 с.

9. Базров Б. М. Основи технології машинобудування. Підручник М .: машинобудування, 2005 р 736 с.

 



Попередня   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63

Розрахунок передачі гвинт-гайка | Розрахунок гвинта на стійкість. | Загальні відомості | Попередній розрахунок валів. | Підшипники ковзання | Змазування підшипників ковзання. | Поняття про гидростатической і гідродинамічної мастилі. | підшипники кочення | Підбір підшипників кочення | Конструювання підшипникових вузлів |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати