32.4.Самоуправляемые муфты
Самоуправляемые муфты служат для автоматического разъединения (соединения) валов в тех случаях, когда значение передаваемого валом момента или скорости превышает значение, заданное условиями эксплуатации. Рассмотренные фрикционные сцепные муфты (рис. 29.7) могут быть использованы в качестве самоуправляемых по величине передаваемого момента. В этих муфтах при перегрузках будет происходить проскальзывание полумуфт с автоматическим разъединением валов.
Центробежная муфта прямого действия (рис. 29.8, а) применяется для автоматического сцепления валов, а центробежная муфта обратного действия (рис. 29.8, б) – для их автоматического расцепления.
Рис. 32.147
Полумуфты 1 и 2 соединяются с помощью колодок 3, которые могут поступательно перемещаться в полумуфте 1.
В муфтах прямого действия колодки удерживаются силами упругости Fnp пружин растяжения в полумуфте 1. При вращении вала с полумуфтой 1 со скоростью ω на колодки действуют центробежные силы инерции. При увеличении скорости вращения сила инерции преодолевает силу упругости пружины и прижимает колодку к полумуфте.
В муфтах обратного действия (рис. 29.8, б) расцепление валов происходит при скорости, когда сила инерции колодки (Fn) становится равной силе упругости пружины (Fnp) и отжимает колодку от полумуфты 2.
Обгонная муфта (рис. 29.9) передает движение только в одном направлении.
Рис. 32.148
Она состоит из ведущей 1 и ведомой 4 полумуфт и шариков (роликов) 3.
Принцип работы обгонных муфт состоит в следующем. Полумуфта 1 жестко закреплена на ведущем валу. При его вращении по ходу часовой стрелки шарики 3 под действием сил пружин 2 и сил инерции вкатываются в узкую часть клинового зазора полумуфт и, заклиниваясь, передают вращательный момент от полумуфты 1 к полумуфте 4, свободно сидящей на валу и являющейся зубчатым колесом.
При вращении полумуфты 1 против хода часовой стрелки шарики выходят в широкую часть клиновых зазоров и полумуфты разъединяются, т.е. вращение от вала к зубчатому колесу не передается.
Обгонные муфты нормализованы. Они обеспечивают бесшумную работу и обладают высокой нагрузочной способностью.
Заключение
Вопросы, рассмотренные в учебном пособии, позволяют студентам правильно осмыслить основные положения дисциплины «Механика».
Примеры, представленные в пособии, позволяют более глубоко освоить теоретический материал и вырабатывают умения студентов использовать его при решении конкретных технических задач.
Учебное пособие призвано помочь формированию целостного представления о дисциплине «Механика» и дать начальные сведения для изучения специальных технических дисциплин.
Библиографический список
Сурин В.М. Прикладная механика: Учеб. пособие. Мн.: Новое знание, 2005. – 388 с.
Сапрыкин В.И. Техническая механика. 2-е изд., испр. М.: Изд-во Эксмо, 2005. – 560 с.
Олофинская В.П. Техническая механика: Курс лекций с вариантами практических и тестовых заданий: Учеб. пособие. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005. – 349 с.
Бутенин Н.В., Лунц Я.Л., Меркин Д.Р. Курс теоретической механики: В 2 т. М.: Наука, 1985.
Аркуша А.И. Техническая механика. Теоретическая механика и сопротивление материалов. М.: Высшая школа, 2002. – 352 с.
Александров А.В., Потапов В.Д., Державин Б.П. Сопротивление материалов. М.: Высшая школа, 1995.
Поскребко М.Д. и др. Сопротивление материалов: Лаб. при.: Учебн. пособие. Мн.: Амалфея, 2001. – 272 с.
Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. М.: Наука, 1988. – 640 с.
Левитская О.Н., Левитский Н.И. Курс теории механизмов и машин. М.: Высшая школа, 1985. – 279 с.
Юдин В.А., Петрокас Л.В. Теория механизмов и машин. М., «Высшая школа», 1977.
Решетов Д.Н. Детали машин. Учебник для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1989. – 472 с.
Чернин И.М., Кузьмин А. В., Ицкович Г. М. Расчеты деталей машин. Мн: Высш. школа, , 1978. – 472 с.
Курмаз Л.В., Скойбеда А.Т. Детали машин. Проектирование: Учеб. пособие. Мн.: УП «Технопринт», 2001. – 290 с.
Колпаков А.П., Карнаухов И.Е. Проектирование и расчёт механических передач. М.: Колос, 2000. – 328 с.
Иванов М.Н., Финогенов В.А. Детали машин. Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. М.: Высшая школа, 2002. – 408 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И АКСИОМЫ СТАТИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА 3
1.1. Основные понятия и определения 3
1.2. Аксиомы статики 5
1.3. Основные типы реакций связей 7
1.4. Система сходящихся сил 10
1.5. Момент силы относительно точки и оси 12
2. ПЛОСКАЯ СИСТЕМА СИЛ 14
2.1. Различные формы условий равновесия плоской системы сил 15
2.2. Центр параллельных сил 15
2.3. Центр тяжести. Определение координат центра тяжести плоских фигур 16
3. КИНЕМАТИКА ТОЧКИ И ТВЕРДОГО ТЕЛА 17
3.1. Способы задания движения точки 17
3.2. Простейшие движения твердого тела 18
4. СЛОЖНОЕ ДВИЖЕНИЕ 20
4.1. Сложное движение точки 20
5. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ДИНАМИКИ МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ 27
5.1. Основные положения динамики. Аксиомы динамики 27
5.2. Дифференциальные уравнения движения материальной точки 30
5.3. Две основные задачи динамики точки 32
6. ДИНАМИКА ОТНОСИТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНОЙ ТОЧКИ 35
6.1. Динамические дифференциальные уравнения относительного движения материальной точки 35
6.2. Частные случаи динамической теоремы Кориолиса 37
7. ДИНАМИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА 39
7.1. Понятие о механической системе 39
7.2. Принцип Даламбера 41
7.3. Основное уравнение динамики вращающегося тела 42
7.4. Моменты инерции простейших однородных тел 44
8. ЭЛЕМЕНТЫ АНАЛИТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ 47
8.1. Обобщенные координаты 48
8.2. Возможные перемещения 49
8.3. Принцип возможных перемещений 50
9. ОСНОВЫ ТЕОРИИ КОЛЕБАНИЙ, ТЕОРИИ УДАРА 50
9.1. Устойчивость положения равновесия 50
9.2. Колебания системы с одной степенью свободы 53
9.3. Общие положения теории удара 55
10. ЗАДАЧИ СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ 58
10.1. Основные допущения 59
10.2. Напряжения 59
10.3. Перемещения и деформации. Закон Гука 61
11. Растяжение и сжатие. 62
11.1. Диаграмма растяжения. 62
11.2. Методы расчета строительных конструкций. 64
12. Геометрические характеристики плоских сечений 65
12.1. Моменты инерции сечения 67
12.2. Момент инерции при параллельном переносе осей 70
13. ИЗГИБ И КРУЧЕНИЕ СТЕРЖНЕЙ 72
13.1. Расчеты на прочность при кручении стержней. Крутящий момент. Построение эпюр 72
13.2. Расчеты на прочность при изгибе стержней 73
14. УСТОЙЧИВОСТЬ СЖАТЫХ СТЕРЖНЕЙ 76
14.1. Основные понятия 76
14.2. Формула Эйлера для критической силы 79
14.3. Влияние способа закрепления концов стержня на значение критической силы 81
14.4. Практический расчет сжатых стержней 82
15. ТЕОРИЯ ТОНКИХ ПЛАСТИН 83
15.1. Основные понятия и гипотезы 83
15.2. Соотношения между деформациями и перемещениями 84
15.3. Напряжения и усилия в пластинке 85
15.4. Усилия в пластинке 86
15.5. Дифференциальное уравнение изогнутой поверхности пластинки 88
16. ПРОЧНОСТЬ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКИ МЕНЯЮЩИХСЯ НАПРЯЖЕНИЯХ 90
16.1. Понятие об усталостном разрушении материала и его причины 90
16.2. Характеристики циклов напряжений 91
16.3. Предел выносливости 95
16.4. Факторы, влияющие на усталостную прочность материала 96
17. ПРОБЛЕМЫ ТЕОРИИ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН 97
17.1. Кинематические пары и кинематические цепи 100
17.2. Структура и кинематика плоских механизмов 106
18. СТРУКТУРНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ 107
18.1. Степень подвижности механизма 107
18.2. Классификация механизмов 111
19. КИНЕМАТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛОСКИХ СТЕРЖНЕВЫХ МЕХАНИЗМОВ 116
19.1. Методы исследования 116
20. МЕХАНИЗМЫ С ВЫСШИМИ ПАРАМИ. ЗУБЧАТЫЕ МЕХАНИЗМЫ 125
20.1. Зубчатые передачи 125
21. КУЛАЧКОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ 134
21.1. Виды кулачковых механизмов 134
21.2. Проектирование кулачковых механизмов 136
22. МЕТОДИКА СИЛОВОГО РАСЧЕТА МЕХАНИЗМОВ 148
22.1. Методы силового исследования механизмов 148
22.2. Определение реакций в кинематических парах групп Ассура 153
23. ДИНАМИКА МАШИННОГО АГРЕГАТА 159
23.1. Кинетическая энергия механизма 160
23.2. Приведение масс и сил 160
23.3. Режимы работы машин 163
23.4. Уравнение движения механизма 164
24. ДЕТАЛИ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ 165
24.1. Общие сведения о проектировании деталей машин 165
24.2. Виды нагрузок, действующих на детали машин 166
24.3. Основные сведения о проектировании и конструировании 168
24.4. Стадии разработки конструкторской документации 171
25. Зубчатые механизмы 171
25.1. Классификация зубчатых передач 171
25.2. Виды разрушения зубьев. Критерии работоспособности и расчета 172
25.3. Расчет основных геометрических параметров цилиндрических прямозубых колес 173
25.4. Расчет зубьев цилиндрических прямозубых зубчатых колес на изгиб 176
25.5. Расчет зубьев цилиндрических зубчатых колес на контактную прочность 181
26. Конические зубчатые передачи 184
26.1. Силы в зацеплении прямозубой конической передачи 185
26.2. Приведение прямозубого конического колеса к эквивалентному прямозубому цилиндрическому 186
26.3. Расчет зубьев прямозубой конической передачи по напряжениям изгиба 186
26.4. Расчет зубьев прямозубой конической передачи по контактным напряжениям 187
27. Общие сведения о разъемных и неразъемных соединениях 188
27.1. Неразъемные соединения 189
27.2. Разъемные соединения 191
28. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ 193
28.1. Взаимозаменяемость и технологичность деталей машин 193
29. НАДЕЖНОСТЬ ДЕТАЛЕЙ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ. Основные понятия теории надежности 199
30. ОСИ И ВАЛЫ 202
30.1. Общие сведения 202
30.2. Проектный расчет валов и осей 203
30.3. Проверочные расчеты валов и осей 206
30.4. Проверочный расчет валов и осей на жесткость 212
31. ПОДШИПНИКИ, МУФТЫ 215
31.1. Подшипники 215
32. МУФТЫ 219
32.1. Назначение и классификация 219
32.2. Постоянные муфты 221
32.3. Управляемые муфты 224
32.4. Самоуправляемые муфты 226
Учебное издание
Рукин Юрий Борисович
Нилов Владимир Александрович
Жилин Роман Анатольевич
прикладная механика
В авторской редакции
Подписано к изданию 20.11.2006.
Уч.-изд. л. 14,0.
ГОУВПО
«Воронежский государственный технический университет»