13.5. Фрикционные муфты

Широко применяются в транспортном, дорожном, сельскохозяйственном и других видах машиностроения (рис.115).

Фрикционные муфты могут выполнять роль предохранительных и сцепных, управляемых и самоуправляемых муфт.

Фрикционные муфты передают крутящий момент за счет сил трения, поэтому появление новых фрикционных материалов с высоким и устойчивым коэффициентом трения при небольшом износе увеличивают перспективу применения таких муфт.

По конструкции элементов трения муфты могут быть дисковыми, коническими, цилиндрическими. Более распространенны и более перспективны дисковые муфты, которые могут быть одно, двух и многодисковыми. Они могут работать как всухую, так и в масле.

Рис. 115

Недостатком дисковых фрикционных муфт является необходимость строгой соосности и центрирования ведущих и ведомых элементов. Расчет дисковой фрикционной муфты с числом дисков z=2 иллюстрируется схемой на рис. 116.

Рис. 116

Момент трения муфты T_т= Т= где - коэффициент трения фрикционного материалы муфты, Q- осевая сила на диске муфты, создающая давление или , т.к. .

Таким образом

Здесь – число пар поверхностей трения. Для получения более равномерного износа принимают = 0,5…0,8.

Тогда , а .

Дальнейший расчет зависит от исходных данных:

а) если ограничен радиус , то по нему определяют . Далее по и допускаемому удельному давлению на поверхности трения определяют число дисков трения

(13.7)

б) если требуется определить усилие включения-выключения муфты: (13.8)

в) если и заданы, то определяют , (13.9)

а затем радиусы дисков и .

Всюду принимают =1,2…2,5.

Для увеличения передаваемого момента или для уменьшения габаритов муфты и уменьшения усилия выключения желательно увеличить коэффициент трения и число дисков .

Все фрикционные муфты являются предохранительными при соблюдения условия . В процессе включения муфта работает на неустановившемся режиме. Поэтому для полного расчета требуется проверка муфты на износ и тепловыделение.

На рис. 117 представлен графически по времени качественный процесс включения фрикционной муфты.

Рис.117

13.6 Муфты предохранительные

Относятся к классу автоматических самоуправляемых муфт и служат для защиты механизмов от перегрузок и автоматического разъединения валов. Примером является муфта со срезным штифтом, представленная на рис. 118.

Рис. 118

Муфта рассчитывается в пусковом режиме работы при крутящем моменте на напряжение среза штифта.

(13.10)

где – диаметр расположения штифта,

– диаметр среза штифта,

– число штифтов (

Исходя из опыта эксплуатации, принимают для Ст5 МПа, тогда диаметр штифта в сечении А-А

. (13.11)