Тема 2.12 Муфты

Классификация муфт; глухие муфты; жесткие компенсирующие муфты; сцепные муфты; самоуправляемые муфты.

Классификация и назначение муфт

Постоянные муфты разделяются на:

глухие: втулочные, фланцевые (поперечно-свертные),

продольно-свертные.

Эти муфты могут быть применены только там, где оси соединяемых валов точно сцентрированы (например, совместной расточкой отверстий);

компенсирующие:

а) зубчатые,

б) цепные.

Эти муфты, за счет зазоров в соединениях, допускают небольшое смещение и перекос осей валов;

упругие: а) оболочковые,

б) втулочно-пальцевые,

в) пружинные.

Такие муфты, за счет упругости резиновых или стальных пружинный соединительных элементов, допускают небольшое смещение и перекос осей и одновременно компенсируют удара нагрузки.

Венец (бронза)

подвижные а) полукарданы,

б) универсальные карданы.

Карданы допускают значительное смещение и перекос осей валов на большой угол   35° (практически  = 15+20°) за счет вращения в шарнирах, расположенных во взаимно пер­пендикулярных плоскостях.

Рис. 2.12.1

Сцепные: а) фрикционные дисковые, включаются на ходу

б) фрикционные конусные, включаются на ходу

в) зубчатые, включаются на ходу

г) кулачковые, включаются на ходу

Предохранительные: а) фрикционные,

б) кулачковые.

Служат для предохранения передачи от поломок в случае значительных кратковременных перегрузок.

Центробежные:

Служат для включения валов при достижении заданной угло­вой скорости.

Обгонные (автологи).

Выключается тогда, когда угловая скорость ведущего вала становится меньше угловой скорости ведомого.

Здесь приведены лишь основные наиболее характерные типы муфт, конструкции которых очень разнообразны.

Расчет дисковой фрикционной муфты

Рис.2.12.2

а) на передачу крутящего момента Т:

Момент трения муфты:

, где: К= 1,5..2 – коэффициент запаса, f – коэффициет трения между фрикционным диском 2 и подвижной полумуфтой 3, - средний радиус рабочих поверхностей, Т – передаваемый крутящий момент.

Отсюда требуемое усилие прижатия полумуфт:

. (2.12.1)

б) на удельное давление (износ):

, (2.12.2)

где - допустимое контактное давление.

Раздел 3 соединения деталей машин

Тема 3.1 Заклепочные и штифтовые соединения

Заклепочные соединения – достоинства, недостатки и область применения; основные типы заклепок; образование заклепочного шва. Классификация заклепочных швов; расчет прочности швов при осевом нагружении; штифтовые соединения; расчет на прочность

Заклепочные (клепаные соединения) относятся к неразъемным соединениям. Заклепочное соединение состоит из листов, соединенных с помощью заклепок, вставленных в отверстия в деталях. Соединение образуется расклепыванием стержня, формируется замыкающая головка.

По назначению заклепочные соединения разделяют на прочные (для восприятия внешних нагрузок) и прочно-плотные, обеспечивающие также герметичность соединения.

Достоинства заклепочных соединений:

- хорошо работают в конструкциях, подверженных вибрациям и повторно-динамическим нагрузкам;

- применяют для соединения материалов, не поддающихся свариванию, или трудносвариваемых.

Недостатки:

- повышенная металлоемкость;

- трудоемкость изготовления;

- невысокая технологичность.

Материалы и конструкция заклепок

Материал заклепок зависит от материала соединяемых деталей. При соединении деталей из легких сплавов используют заклепки из алюминиевых сплавов (иногда с антикоррозийным покрытием). Стальные детали соединяют стальными заклепками соответствующих марок.

Основные типы заклепок:

- с полукруглой головкой;

- с потайной головкой;

- с полупотайной головкой;

- пустотелая;

- с широкой головкой;

- с плоской головкой.

Классификация заклепочных швов

Различают нахлесточные заклепочные соединения, соединения с одной и двумя накладками. Используются однорядные, двухрядные и многорядные соединения. Заклепки могут устанавливаться в шахматном порядке для увеличения прочности и облегчения установки заклепок. Многорядные ряды (больше трех) применяются редко.

Расчет на прочность

На основные размеры заклепочных соединений выработаны нормы, геометрические размеры заклепок стандартизованы.

Диаметр заклепки назначают по рекомендации d≥2√h,

где h – толщина соединяемых листов, и уточняют по стандарту.

Расстояние между рядами заклепок t=2d+8;

Расстояние от центра крайней заклепки до края листа e=2d.

Обычно заклепочное соединение нагружено продольными силами, стремящимися сдвинуть соединяемые детали относительно друг друга. Расчет заклепок в этом случае сводится к расчету на срез. При центрально действующей силе считают, что внешняя сила распределяется между заклепками соединения равномерно. Трение в стыке не учитывают.

Расчет односрезного соединения.

Нагрузка на одну заклепку ,

где F – нагрузка на соединение;

z – число заклепок.

Условие прочности на срез (сдвиг).

(3.1.1)

где d – диаметр заклепки,

- допускаемое напряжение среза.

Штифты — сталь­ные круглые цилиндрические, ко­нические или фасонные стержни, которые забивают в сквозные от­верстия соединяемых деталей. По форме штифты различают кони­ческие и цилиндричес­кие. По конструкции те и другие делают гладкими, с насечкой или выдавленными канавками, цилинд­рические пружинные, вальцован­ные из ленты.

Рис. 3.1.1

Конические гладкие штифты находят наибольшее применение. Их устанавливают в сквозные отверстия. В глухие от­верстия ставят конические штиф­ты с резьбой. В соеди­нениях, которые испытывают толчки и удары, ставят разводные штифты. Такие же ко­нические штифты применяют и в соединениях быстровращающихся деталей. Конические штифты мож­но без ущерба для надежности со­единения многократно вынимать и снова ставить на место. Коничес­кие штифты выполняют с конусно­стью 1 : 50.

Рис. 3.1.2

Цилиндрические штифты ставят в отверстия с на­тягом. В движущихся соединениях цилиндрические штифты ставят с расклепыванием концов. Большим недостатком цилиндрических штифтов является ослабление по­садки при повторных сборках и раз­борках.

Достоинства штифтовых соединений:

• простота конструкции;

• простота монтажа-демонтажа;

• точное центрирование деталей благодаря посадке с натягом;

• работа в роли предохранителя, особенно при креплении колёс к валу.

Недостатком штифтовых соединений является ослабление соединяемых деталей отверстием.

Подобно заклёпкам штифты работают на срез и смятие. Соответствующие расчёты выполняют обычно как проверочные

   (3.1.2)

    (3.1.3)

Штифты с канавками рассчитывают также, как гладкие, но допускаемые напряжения материала занижают на 50%.