Расчет втулочно- пальцевой муфты.

Упругая втулочно-пальцевая муфта применяется для передачи

вращающих моментов со смягчением ударов с помощью упругих резиновых втулок, надеваемых на пальцы.

Благодаря легкости изготовления и замены резиновых элементов эта муфта (Рис. 13.ж.) получила распространение, особенно в приводах от

электродвигателей с малыми и средними вращающими моментами. Муфты стандартизованы для диаметров валов до 150 мм и соответственно

вращающих моментов до 15000 Н*м (ГОСТ 21424-93).

Пальцы проверяют на изгиб

Где σ_и- наибольшее напряжение при изгибе в опасном сечении пальца, МПа;

– окружная сила, передаваемая одним пальцем, Н;

- момент сопротивления сечения пальца изгибу, мм³ ;

[σ_и]- допускаемое напряжение при изгибе пальцев: [σ_и] 80 - 90 МПа ;

c = 3- 5 мм .

Расчет предохранительных муфт.

Предохранительные муфты служат для разъединения валов при

недопустимом увеличении передаваемого момента (перегрузке) или скорости вращения, т. е. предохраняют машину от поломки в случае нарушения нормального режима работы.

Различают предохранительные муфты предельного момента с разрушающимися элементами, обычно срезными штифтами, подлежащими замене после срабатывания предохранительной муфты; кулачковые, шариковые и др.; муфты зацепления, которые удерживаются во включенном состоянии пружинами, пока возрастающий момент не создает силы, способной преодолеть усилие пружины; фрикционные, в которых давление между поверхностями трения создается пружинами, отрегулированными на передачу предельного момента. Функции предохранения машины от перегрузки выполняют часто другие муфты, например гидродинамические.

Предохранительные муфты, ограничивающие скорость вращения, выполняют обычно центробежными.

Муфты со срезным штифтом (Рис. 13.з.) применяют для предохранения машины от маловероятных перегрузок. Полумуфты соединены стальным штифтом, который вставлен в стальные закаленные втулки. Момент передается от одной полумуфты к другой только штифтом (одним или двумя), работающим на срез. Штифт срезается при перегрузке. Для дальнейшего применения муфты срезанный штифт следует заменить новым. Если обозначить максимальный момент, который должен передаваться муфтой, через М_р , то за расчетный предельный (разрушающий) момент принимают М_пред =1,25М_Р , Н*м

Где М_пред – предельный момент, Н*м; D₀ – диаметр окружности, на которой расположены центры штифтов, мм; 2*10³М_пред/D₀ – срезающая сила, Н; πd²_ш/4 – площадь среза штифта, мм² ; d_ш – диаметр штифта, мм;

z – число штифтов; τ_в – предел прочности материала штифта на срез, МПа (для закаленных штифтов из стали 45 и Ст 5 τ_в 420 МПа).

Требуемый диаметр штифта:

, мм

Полученный по расчету диаметр штифта ш d округляют по таблицам и уточняют размер D₀ .

Длина муфты L = (2,5...3)d , где d – диаметр вала.

Конструирование втулок.

Втулка — деталь машины, механизма, прибора цилиндрической или конической формы (с осевой симметрией), имеющая осевое отверстие, в которое входит сопрягаемая деталь. В зависимости от назначения применяют втулки подшипниковые, закрепительные, переходные и др.

Конструирование втулки начинается с изучения технических требований, которые разрабатываются в процессе создания эскизного проекта машины.Тезнические требования содержат перечень требований к разрабатываемой конструкции,а также исходные данные, необходимые для ее разработки.

Основные требования к конструкции:

1. Требования надежности и ресурса ( безотказная работа втулки в течении всего срока работы; межремонтные сроки быть 1000-1500 ч.)

2. Производственные требования (технологичность конструкции; возможность применения прогрессивных способов получения деталей: штамповка, литье; взаимозаменяемость всех элементов конструкции)

3. Эксплутационные требования (простота регулировки; минимальное количество точек смазки)

4. Специальные требования ( ограничения по применению материалов; климатические условия работы).

После анализа технических требований переходят к разроботке конструкции втулки.

При этом рекомендуется следующая последовательность работы:

1. Определить предпологаемые эксплутационные нагрузки и установить условия нагружения деталей втулки.

2. Разработать предварительную конструкцию основных узлов втулки – горизонтальных, вертикальных и осевых шарниров.

3. Установить материал

4. Определить величины допускаемых напряжений:

Предел текучести σ_s и σ_в при растяжении, сжатии и изгибе для деталей, нагруженных статически;

τ_s или τ_в при кручении для деталей, нагруженных статически;

предел выносливости σ_max=σ_m+σ_a при растяжении, сжатии и изгибе для деталей, нагруженных переменными нагрузками.

5. Определить величины расчетных напряжений σ_расч или τ_расч в наиболее опасных сечениях деталей, конфигурация которых выбрана предварительно и сравнить их с величинами допускаемых напряжений [σ] или [τ]. При этом должно быть выдержано условие

σ_расч≤[σ] или τ_расч≤[τ].

Если условие не выполняется , то размеры сечений уточняются таким образом, чтобы это условие было выдержано. При этом выбранные размеры округляются и уточняются в соответсвии с конструктивными соображениями, стандартами и нормалями.