МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
им. Н.Э. БАУМАНА
Калужский филиал
Руководство
к лабораторной работе № 17
«ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ И ХАРАКТЕРИСТИК УПРУГИХ МУФТ»
Калуга, 2005 г.
МУФТЫ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ.
Муфты входят во многие механизмы и являются ответственными узлами, часто определяющими надежность и долговечность всей машины. Основное назначение муфт – передача вращающего момента (без изменений его величины и направления) с одного вала на другой или с вала на свободно сидящую на нем деталь (шкив, зубчатое колесо, звездочку и т.п.) и обратно.
Муфты могут передавать крутящий момент до 1000000 Н∙м, применяют при частоте вращения до 6300 об/мин, соединять валы под углом 450и допускать число включений до 300–350 в час.
Разнообразие задач, решаемых с помощью муфт, и требовании, предъявляемых к ним в соответствии с условиями эксплуатации машин и агрегатов, привело к использованию в машиностроении многих типов муфт различного конструктивного исполнения. При этом нередко встречаются сложные комбинированные муфты, объединяющие свойства нескольких простейших муфт.
В зависимости от функционального назначения муфты делятся (см. схему): подвижные (жесткие и упругие); сцепные (фрикционные, пневматические); свободного хода (обгонные); предохранительные; центробежные; комбинированные и специальные.
К подвижным муфтам относятся три типа муфт: жесткие компенсирующие, упругиеишарнирные.Все они характеризуются относительной подвижностью элементов муфты.
Жесткие компенсирующие муфтыпредназначаются для соединения валов с незначительными взаимными смещениями осей, обусловленными неточностью изготовления и сборки. Достижение строгой соосности валов связано со значительной трудоёмкостью и не всегда оправдано, а в отдельных случаях и трудно осуществимо. К тому же любая точность, достигнутая при сборке, в процессе работы может быть нарушена вследствие вибраций и деформаций валов и основания под нагрузкой, осадки фундамента, изменения температуры и других причин.
Перечисленные погрешности изготовления и монтажа соединяемых валов компенсируются в определённой степени жесткими, зубчатыми и цепными муфтами. Компенсация смещений обеспечивается благодаря относительному перемещению жестких металлических элементов муфты.
Шарнирные муфтыотносятся к типу жестких подвижных муфт и служат для соединения валов со значительными угловыми смещениями – до 450.
Они допускают изменение угла наклона осей валов во время работы машины и поэтому могут быть использованы, когда соединяемые валы принадлежат разным механизмам, перемещающимся относительно друг друга.
Шарнирные муфты применяются:
1) для компенсации неточности взаимного расположения валов, возникающей при сборке, при деформации рамы и рессор (в транспортных и других машинах);
2) для передачи вращения валам (шпинделями многошпиндельных сверлильных станков, валкам прокатных станов и т.п.);
3) для передачи вращения валам, положение которых изменяется во время работы (консолям фрезерных станков и т.п.).
Сцепные муфтыслужат для соединения или разъединения валов (на ходу или во время остановки) с помощью специальных управляющих устройств. Муфты этого вида широко используются там, где требуются частые пуски и остановки, изменения режимов работы, реверсирование, например в тепловозах, автомобилях, на прокатных станах, прессах, станках и т.д.
Фрикционные муфты осуществляют передачу вращающего момента от ведущего вала к ведомому при помощи сил трения, создаваемых на контактных поверхностях сцепляющихся частей муфты.
По направлению перемещений сцепляющихся элементов муфты делятся на осевые (конусные и дисковые) и радиальные (колодочные, шинно-пневматические и т.д.). Из всех видов наибольшее распространение имеют дисковые муфты.
В зависимости от отсутствия или наличия смазки на поверхностях трения различают сухие и масляные муфты. Выбор масляных или сухих муфт обусловливается многими факторами. В корпусах зубчатых передач в основном следует использовать масляные муфты, в остальных случаях – сухие. Однако, если требуется быстрое включение или выключение, то следует применять сухие муфты, изолируя их от зубчатых передач (например, в механизме сцепления автомобиля). Сухие муфты обладают меньшей теплорассеивающей способностью по сравнению с масляными. Сухие муфты целесообразно использовать при наружном монтаже, например, при соединении вала двигателя с валом рабочего агрегата.
При выборе муфт следует производить их оценку: по статическому (передаваемому) моменту; по динамическому (среднему вращающему) моменту; по времени переходного процесса в приводе.
Муфты свободного хода.Особенностью муфт этого вида является передача момента только в заданном направлении и только до тех пор, пока частоты вращения ведущего и ведомого звеньев одинаковы. Как только частота вращения ведомого звена превысит частоту вращения ведущего звена, муфта автоматически выключит сцепление. Из большого разнообразия муфт этого вида наибольшее распространение получили роликовые муфты свободного хода. Благодаря разнообразию свойств и пригодности для различных условий эксплуатации роликовые муфты применяются в различных отраслях машиностроения. Диапазон передаваемых ими вращающих моментов весьма широк – от 1 до 10000 Н∙м, диаметр посадочного отверстия внутренней обоймы колеблется от 5 до 180 мм, а диаметр отверстия наружной обоймы – от 20 до 580 мм.
Предохранительные муфты.Эти муфты служат для предохранения деталей машин от воздействия перегрузок: они разъединяют валы при возрастании вращающего момента выше допустимого значения. В кинематической цепи эти муфты располагают как можно ближе к возможному месту возникновения перегрузки.
В данной лабораторной работе изучаются упругие муфты и испытывается на стенде втулочно-пальцевая муфта с определением её характеристик.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ – ознакомится с конструкцией упругих муфт и их основными характеристиками.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ – снятие характеристик и жесткости упругой втулочно-пальцевой муфты /МУВП/ на стенде для статического испытания муфт /СИМ/.