курсовой проект механика

Таблица 11.1 Параметры упругой муфты со звездочкой (по ГОСТ 14084–93), размеры в мм (см. рис. 11.1)

130

Окончание табл. 11.1

131

Допускается сочетание полумуфт исполнений 1 и 2 с различными диаметрами d в пределах одного номинального момента.

При соединении муфтами валов, не имеющих заплечиков, необходимо стопорить полумуфты с помощью винтов по ГОСТ 1476–93 и кольца по ГОСТ 2833–77.

Звездочки должны изготовляться из резин, соответствующих условиям работы муфты и имеющих следующие физикомеханические свойства:

–предел прочности при разрыве – не ниже 10 МПа;

–относительное удлинение при разрыве по ГОСТ 270–75 – не менее 300 %.

Пример обозначения упругой муфты со звездочкой с номиналь-

ным вращающим моментом Т = 125 Н м, диаметром посадочных отверстий в полумуфтах под валы d = 32 мм, с полумуфтами исполнения 1: климатического исполнения УЗ:

Муфта упругая со звездочкой 125-32-1 ГОСТ 14084–93.

То же с полумуфтами исполнения 2:

Муфта упругая со звездочкой 125-32-2 ГОСТ 14084–93.

132

12. КУЛАЧКОВАЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ МУФТА

Кулачковые предохранительные муфты (рис. 12.1) используют при небольших скоростях, малых вращающих моментах и маховых массах соединяемых частей. Действие муфт этого типа основано на замыкании с помощью пружин, поставленных с предварительным натяжением, полумуфт, снабженных на торцах кулачками. При перегрузках происходит срабатывание муфты, которое сопровождается значительными нагрузками и характерным звуком, поэтому кулачковые муфты называют сигнальными.

Рис. 12.1. Кулачковая предохранительная муфта

В конструкциях с малым трением пружинно-кулачковые муфты обеспечивают высокую точность срабатывания, так как упругие свойства пружин достаточно стабильны. Существенное влияние на точность срабатывания оказывает состояние рабочих поверхностей кулачков: твердость, шероховатость и точность изготовления.

Рабочие поверхности кулачков должны обладать достаточной твердостью, износостойкостью и способностью сопротивляться ударным нагрузкам. Кулачки изготавливают из стали 20Х с после-

133

дующей цементацией и закалкой до твердости 56–57 HRCэ или из стали 40Х с закалкой до той же твердости. Число кулачков рекомендуется делать нечетным. Это позволяет упростить процесс изготовления и повысить точность расположения кулачков. Число кулачков принимают равным 3–15.

134

13. РАСЧЕТ КУЛАЧКОВОЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЙ МУФТЫ

Задание. Рассчитать муфту (рис. 13.1) при следующих данных:

1.Номинальный вращающий момент Т = 100 Н м.

2.Диаметр вала d = 28 мм.

3.Коэффициент запаса (перегрузки) β = 1,45.

Рис. 13.1. К расчету предохранительной кулачковой муфты

Расчет

1. Определяем расчетный момент, при котором муфта будет выключаться (предельный момент срабатывания):

Tp T 1,45 100 145Н м.

135

2. Определяем диаметр окружности, проходящей через середины кулачков:

Dc = 2d = 2 · 28 = 56 мм.

3. Окружное усилие при передаче номинального момента

2T 2 100 103

F 3571, 43 Н .

4. Окружное усилие при передаче максимального момента (при перегрузке)

Ftp 2Tр 2 145 103 5178,57 Н. Dс 56

5. Усилие, необходимое для удержания муфты во включенном состоянии при передаче номинального момента:

Q1 Ft tg ,

где – угол наклона боковой поверхности кулачков; определение этого угла путем расчета приведено ниже.

6. Усилие, необходимое для выключения муфты при перегрузке, то есть при передаче расчетного момента:

7.Усилие, необходимое для включения муфты при возвращении

кноминальному режиму работы, то есть после снятия перегрузки:

136

8. Принимая условие Q2 ≥ Q3, получаем

9. При ρ = 2 ; f = 0,05; Dс = 56 мм; d = 28 мм; β = 1,45 получаем

–0,0803tg2α + 0,4505tgα – 0,3305 = 0

иα = 40°57'30''.

10.Принимаем α = 42°, тогда

Q1 = Ft tg = 3571,3·0,9 = 3214,17 H;

Q2 = 5178,57 [tg(42º – 2º) – 0,05 56 ] = 3827,48 H;

28

Q3 = 3571,3 [tg(42º + 2º) + 0,05 56 ] = 3805,9 H.

28

что и необходимо для работы муфты.

11. Предварительно определим размеры элементов муфты. Ширина кулачков (размер в радиальном направлении)

b ≈ (0,13–0,16) Dc = (0,13–0,16) · 56 = 7,3–9 мм.

Принимаем b = 10 мм. Наружный диаметр кулачков

Dн Dc b 56 10 66 мм .

Высота кулачков h ≈ (0,5–0,6) b = (0,5–0,6) · 10; принимаем h = = 6 мм.

Наружный диаметр подвижной втулки

137

Dвт = (1,5–1,8) · d = (1,5–1,8) · 28 = 42–50 мм.

Принимаем Dвт = 42 мм. Длина подвижной втулки

L(0,8–1,8) · d = (0,8–1,8) · 28 = 22–50 мм.

Принимаем L = 35мм.

Число кулачков Z, радиус фаски r установим при расчете кулачков по контактным напряжения σк.

12. Сила нормального давления на кулачки

13. Необходимый по условиям контактной прочности радиус r передней кромки кулачков и их число Z могут быть подсчитаны из выражения

В этой формуле ρ – приведенный радиус контактирующих в момент включения (выключения) передних кромок кулачков.

Если у ведущей и ведомой полумуфт эти радиусы равны, то

где r1, r2 – радиусы кромок кулачков ведущей и ведомой полумуфт соответственно;

Z – число кулачков, которое определяют расчетом;

138