Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Детали машин и механизмов. - Гужавин А.Я., Плот...doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
3.15 Mб
Скачать

5.3. Муфты

Служат для кинематической и силовой связи валов в машинах и механизмах. Они передают с одного вала на другой вращающий момент без изменения его величины и направления. По принципу действия муфты делят на классы:

  1. – нерасцепляемые, при работе машин они не допускают разъедине­ния валов;

  2. – управляемые (сцепные) - допускают возможность многократно разъединять и соединять валы при работе;

  3. – самодействующие, автоматически срабатывающие при изменении заданного режима работы.

Из нерасцепляемых муфт наиболее простыми, дешевыми и малогабаритными являются втулочные, продольно-свертные, фланцевые (попереч­но-свертные). Они образуют жесткое и неподвижное соединение валов – глухое соединение (рисунок 5.4, а, б). Эти муфты требуют точной центровки валов и не компенсируют ошибки изготовления и монтажа.

Для соединения валов имеющих смещения или перекос геометриче­ских осей применяют компенсирующие муфты.

Рис. 5.4. Муфты нерасцепляемые: а) - жесткая фланцевая (поперечно-свертная); б) - жесткая продольно-свертная; в) - компенсирующая упру­гая, втулочно-пальцевая; 1,2 - полумуфты; 3 - упругие элементы

Эти муфты могут иметь упругие металлические или неметалличе­ские элементы (муфты называют упругими) или не иметь таких элементов (муфты называют жесткими). Из упругих компенсирующих муфт широко применяют втулочно-пальцевые (рис. 5.4, в), отличающиеся легкостью изго­товления, простотой конструкции и эксплуатации. Упругими элементами у них служат гофрированные резиновые втулки или набор колец трапецеи­дального сечения, 3. Между полумуфтами 1, 2 отсутствует металлический контакт, что обеспечивает плавную работу муфты.

6. Задания на контрольные работы

В данном разделе приведены исходные данные и справочные материалы для выполнения контрольных работ. Контрольные работы имеют цель расширить и закрепить знания студентов, их умения и навыки в решении практических инженерных задач.

Варианты заданий следует выбирать по таблицам заданий по двум последним цифрам номера зачетной книжки. Этот номер является личным шифром студента.

Задача 1

Рассчитать внутренний диаметр резьбы хвостовика крюка грузоподъемного крана и подобрать стандартную резьбу с крупным шагом. Произвести проверку выбранной резьбы на прочность по напряжениям среза и смятия. Исходные данные к расчету в табл. 6.1, схема на рис. 3.10.

Т а б л и ц а 6.1

Исходные данные к расчету

Параметры

Предпоследняя цифра шифра

Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Грузо-

подъем-ность крана, Q, т

от 0

до 4

0,25

0,32

0,40

0,63

1,00

1,25

1,60

2,50

4,00

6,30

от 5

до 9

8,00

6,30

4,00

2,50

1,60

1,00

1,25

0,63

0,4

0,32

Марка стали крюка

от 0

до 4

ВСт3

20

20Г

ВСт3

20

20Г

ВСт3

20

20Г

ВСт3

от 5

до 9

20

20Г

ВСт3

20

20Г

ВСт3

20

20Г

ВСт3

20

Примечание: предел текучести σт для материала крюка принять: для стали ВСт3 – 235, стали 20 – 245, стали 20Г – 275 МПа.

Т а б л и ц а 6.2

Размеры метрической резьбы с крупным шагом, мм (по ГОСТ 9150-81)

Шаг резьбы, Р

Диаметры

Рабочая высота профиля, h

Наружный, d

Средний, d2

Внутренний, d1

1,5

1,75

10

12

9,026

10,863

8,376

10,106

0,812

0,947

2,0

(14)

16

12,701

14,701

11,835

13,835

1,082

1,082

2,5

(18)

20

(22)

16,376

18,376

20,376

15,294

17,294

19,294

1,353

1,353

1,353

3,0

24

(27)

22,051

25,051

20,752

23,752

1,624

1,624

3,5

30

(33)

27,727

30,727

26,211

29,211

1,894

1,894

4,0

36

(39)

33,402

36,402

31,670

34,670

2,165

2,165

4,5

42

(45)

39,077

42,077

37,129

40,129

2,435

2,435

5,0

48

(52)

44,752

48,752

42,587

46,587

2,706

2,706

О к о н ч а н и е т а б л. 6.2

5,5

56

(60)

52,428

56,428

50,046

54,046

2,977

2,977

6,0

64

(68)

60,103

64,103

57,505

61,505

3,247

3,247

Примечание: без скобок приведены диаметры 1 ряда, предпочтительные.

Задача 2

Определить количество и диаметр болтов для крепления крышки резервуара, работающего под давлением сжатого воздуха (рис. 3.11). Исходные данные в табл.6.3.

Т а б л и ц а 6.3

Исходные данные к расчету

Параметры

Предпоследняя цифра шифра

Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Давление воздуха, Р, МПа

от 0

до 4

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

от 5

до 9

1,2

1,3

1,4

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

Диаметр люка, D, мм

от 0

до 4

500

580

560

540

520

500

480

460

330

420

от 5

до 9

270

250

230

490

470

450

430

410

390

370

Диаметр разметочной окружности, D1, мм

от 0

до 4

650

630

610

600

680

560

550

530

410

500

от 5

до 9

350

340

320

540

520

500

490

470

460

440

Материал прокладки

от 0

до 4

П

Р

Ка

Кп

П

Р

Ка

Кп

П

Р

от 5

до 9

Ка

Кп

П

Р

Ка

Кп

П

Р

Ка

Кп

Марка стали болтов

от 0

до 4

20

09Г2

10

20

09Г2

10

20

09Г2

10

20

от 5

до 9

09Г2

10

20

09Г2

10

20

09Г2

10

20

09Г2

Примечания:

1. Материал прокладок: П – паронит, Р – резина, Ка – картон асбестовый, Кп – картон прокладочный.

2. Предел текучести σт для материала болтов принять: для стали 10 – 200, стали 20 – 245 и стали 09Г2 – 300 МПа.

Задача 3

Подобрать призматическую шпонку и определить длину ступицы для соединения стального зубчатого колеса с валом (рис. 3.12, б). Исходные данные в табл. 6.4.

Т а б л и ц а 6.4

Исходные данные к расчету

Пара-метры

Предпослед-няя ци-фра шифра

Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Диа-метр вала, мм

от 0

до 4

12

16

20

24

26

32

36

38

40

45

от 5

до 9

48

52

55

58

60

64

68

76

80

84

Враща-ющий момент, Т, Н м

от 0

до 4

22

35

120

180

220

325

400

440

470

700

от 5

до 9

720

800

1000

1800

2000

2100

1700

2300

2800

3400

Марка стали шпонки

от 0

до 4

20Х

40

40Х

40Г

45

20Х

40

40Х

40Г

45

от 5

до 9

45

40Г

40

20Х

40Х

40Г

45

20Х

40Х

20Х

Вид нагрузки

от 0

до 4

ПН

ПР

ПН

ПР

ПН

ПР

ПН

ПР

ПН

ПР

от 5

до 9

ПР

ПН

ПР

ПН

ПР

ПН

ПР

ПН

ПР

ПН

Примечание: 1. Предел текучести σт для материала шпонок применять: для стали 20Х – 300, для стали 40 – 340, для стали 40Х – 350, для стали 40Г – 360, для стали 45 – 370 МПа.

2. Вид нагрузки: ПН – постоянная нереверсивная, ПР – постоянная ревер-

сивная.

Т а б л и ц а 6.5

Основные размеры призматических шпонок, мм, по ГОСТ 23360-78*

Интервалы

диаметров валов,d

Размеры сечения шпонки

Интервалы длин шпонок

Интервалы

диаметров , валов, d

Размеры сечения шпонки

Интервалы длин шпонок

св.

до

b

h

от

до

св.

до

b

h

от

до

6

8

10 12 17 22 30

8

10 12 17 22 30 38

2

3

4

5

6

8

10

2

3

4

5

6

7

8

6

6

8

10 14 18 22

20 36 45 56 70 90 110

38 44 50 58 65 75 85

44 50 58 65 75 85 95

12 14 16 18 20 22 25

8

9

10

11 12 14. 14

28 36 45 50 56 63 70

140 160 180 200 220 250 280

Задача 4

Определить максимально возможный вращающий момент, передаваемый прямобочным шлицевым соединением вала и ступицы зубчатого колеса (рис. 3.15). Исходные данные к расчету в табл. 6.6, длину ступицы принять равной l = 1,6 d, основные размеры шлицевого соединения по табл. 6.8.

Т а б л и ц а 6.6

Исходные данные к расчету

Пара-метры

Предпослед-няя ци-фра шифра

Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Диа-метр вала, d, мм

от 0

до 4

23

26

28

32

26

42

46

52

56

62

от 5

до 9

72

82

92

102

23

26

28

32

36

42

Тип соеди-нения табл. 6.7

от 0

до 4

Н

П

ПН

Н

П

ПН

Н

П

ПН

Н

от 5

до 9

П

ПН

Н

П

ПН

Н

П

ПН

Н

П

Режим нагруз-ки,табл.6.7

от 0

до 4

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

от 5

до 9

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

Т а б л и ц а 6.7

Допускаемые давления смятия [σсм], МПа, шлицевых соединений для изделий общего машиностроения

Режим нагрузки

Тип соединения

Обозн.

Характеристика

Н-неподвижное

П-подвижное без нагрузки

ПН-подвиж-ное с нагруз-кой

I

Нагрузка знакопере-менная, с ударами, вибрацией, плохой смазкой

35…50

12…20

3…10

II

Нагрузка средняя, умеренные удары и вибрация, смазка хорошая

60…100

20…30

5…15

III

Нагрузка номиналь-ная, нереверсивная, без ударов, смазка хорошая

80…120

25…40

10…20

Т а б л и ц а 6.8

Основные размеры прямобочных шлицевых соединений легкой серии, мм

Номинальный размер zdD

z

d

D

b

F

62326

6

23

26

6

0.3

62630

6

26

30

6

0.3

62832

6

28

32

7

0.3

83236

8

32

36

6

0.4

83640

8

36

40

7

0.4

84246

8

42

46

8

0.4

84650

8

46

50

9

0.4

85258

8

52

58

10

0.5

85662

8

56

62

10

0.5

86268

8

62

68

12

0.5

107278

10

72

78

12

0.5

108288

10

82

88

12

0.5

109298

10

92

98

14

0.5

10102108

10

102

108

16

0.5

Задача 5

Рассчитать основные параметры клиноременной передачи по данным табл. 6.9 (рис. 4.3).

Т а б л и ц а 6.9

Исходные данные к расчету

Пара-метры

Предпослед-няя ци-фра шифра

Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Мощ-ность на ведущем валу, Р1, кВт

от 0

до 4

2,2

3,0

4,0

5,5

7,5

11,0

2,2

3,0

4,0

5,5

от 5

до 9

7,5

11,0

2,2

3,0

4,0

5,5

7,5

11,0

2,2

3,0

Частота враще-ния ве-дущего вала, n1, об/мин

от 0

до 4

720

920

1420

750

940

1440

760

950

1450

720

от 5

до 9

920

1420

750

940

1440

760

950

1450

720

920

Переда-точное число, u

от 0

до 4

2,3

2,5

3,0

3,1

3,4

3,5

4,0

2,4

2,6

3,2

от 5

до 9

3,4

3,6

2,5

3,2

3,7

3,8

2,2

2,8

3,0

3,4

Коли-чество смен работы

от 0

до 4

1

2

3

1

2

3

1

2

3

1

от 5

до 9

2

3

1

2

3

1

2

3

1

2

Харак-тер наг-рузки

от 0

до 4

С

УК

ЗК

У

С

УК

ЗК

У

С

УК

от 5 до 9

ЗК

У

С

УК

ЗК

У

С

УК

ЗК

У

Примечание: характер нагрузки: С – спокойная; УК – с умеренными колебаниями; ЗК – со значительными колебаниями; У – ударная и резко-неравномерная.

Задача 6

Рассчитать основные параметры зубчатой передачи одноступенчатого зубчатого редуктора (рис. 4.8) с прирабатывающимися зубьями по исходным данным, приведенным в табл. 6.10.

Т а б л и ц а 6.10

Исходные данные к расчету зубчатой передачи

Пара-метры

Предпослед-няя ци-фра шифра

Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Мощ-ность на ведущем валу, Р1, кВт

от 0

до 4

1,5

2,2

3,0

4,0

5,5

6,0

7,5

9,0

11,0

12,0

от 5

до 9

12,5

12,0

11,0

9,5

7,5

7,0

6,0

5,5

4,0

3,0

Частота враще-ния веду-щего ва-ла, n1, об/мин

от 0

до 4

920

970

1000

1200

1400

1450

2000

2850

940

1000

от 5

до 9

1200

1420

1460

1700

1800

930

940

1480

1200

1500

Переда-точное число, u

от 0

до 4

5,5

5,0

4,5

4,0

3,5

3,0

2,8

2,5

5,0

5,2

от 5

до 9

3,6

3,7

4,0

4,2

3,7

3,4

3,1

4,2

4,6

4,4

Техни-ческий ресурс передачи Lh, тыс. ч

от 0

до 4

2,4

2,1

2,0

1,9

1,8

1,7

1,5

1,2

2,6

2,5

от 5

до 9

2,0

2,2

2,4

1,2

1,9

1,8

2,0

2,3

2,1

1,7

Подшип-ники опор валов

от 0

до 4

К

С

К

С

К

С

К

С

К

С

от 5

до 9

С

К

С

К

С

К

С

К

С

К

Располо-жение зубьев

от 0

до 4

КЗ

ПЗ

КЗ

ПЗ

КЗ

ПЗ

КЗ

ПЗ

КЗ

ПЗ

от 5

до 9

ПЗ

КЗ

ПЗ

КЗ

ПЗ

КЗ

ПЗ

КЗ

ПЗ

КЗ

Вид передачи

от 0

до 4

Р

НР

Р

НР

Р

НР

Р

НР

Р

НР

от 5

до 9

НР

Р

НР

Р

НР

Р

НР

Р

НР

Р

Примечание: 1. Условные обозначения подшипников: К – качения, С – скольжения.

2. Условные обозначения расположения зубьев: КЗ – косозубая, ПЗ – прямозубая передача.

3. Условные обозначения вида передачи: Р – реверсивная, НР – нереверсивная передача.

Задача 7

Рассчитать основные параметры открытой цепной передачи (рис. 4.14) по исходным данным, приведенным в табл. 6.11.

Т а б л и ц а 6.11

Исходные данные к расчету цепной передачи

Пара-метры

Предпослед-няя ци-фра шифра

Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Мощ-ность на ведущем валу, Р1, кВт

от 0

до 4

3,0

4,0

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

9,5

от 5

до 9

10,0

11,0

12,0

13,0

14,0

3,5

4,5

5,0

6,0

8,0

Частота враще-ния веду-щего ва-ла, n1, об/мин

от 0

до 4

120

140

160

180

200

230

240

250

270

130

от 5

до 9

180

190

200

220

250

270

100

110

140

160

Переда-точное число, u

от 0

до 4

3,2

3,0

2,8

2,6

2,4

2,2

2,1

2,0

1,9

1,8

от 5

до 9

1,6

3,4

3,3

3,2

3,0

3,1

3,2

3,6

1,7

2,7

Угол наклона линии центров, α, град

от 0

до 4

20

25

30

32

35

38

40

45

24

28

от 5

до 9

30

34

38

40

42

45

26

29

34

35

Характер нагрузки

от 0

до 4

У

Т

С

У

Т

С

У

Т

С

У

от 5

до 9

Т

С

У

Т

С

У

Т

С

У

Т

Способ натяже-ния цепи

от 0

до 4

З

НЗ

НЕ

З

НЗ

НЕ

З

НЗ

НЕ

З

от 5

до 9

НЗ

НЕ

З

НЗ

НЕ

З

НЗ

НЕ

З

НЗ

Способ смазки передачи

от 0

до 4

П

К

МВ

П

К

П

К

П

МВ

П

от 5

до 9

К

П

К

МВ

П

К

П

К

П

МВ

О к о н ч а н и е т а б л . 6.11

Пара-метры

Предпослед-няя ци-фра шифра

Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Режим работы

от 0

до 4

I

II

III

I

II

III

I

II

III

I

от 5

до 9

II

III

I

II

III

I

II

III

I

II

Примечания:

1. Условные обозначения характера нагрузки: У – с ударами, Т – с толчками, С – спокойная.

2. Условные обозначения способа натяжения цепи: З – перемещением звездочки, НЗ – натяжной звездочкой, НЕ – нерегулируемая.

3. Условные обозначения способа смазки: П – периодический, К – капельный, МВ – непрерывный (масляная ванна).

4. Условные обозначения режима работы: I – односменная, II – двухсменная, III – трехсменная работа.