книги из ГПНТБ / Есипенко, Я. И. Муфты повышенной точности ограничения нагрузки

сгайкой 3 и гайкой 15, которые установлены в отверстии ступицы упорного диска 5 и соединены с ним подвижно шли­ цевым соединением.В средней части отверстия ступицы упор­ ного диска 5 имеется круговая выточка, в которой фиксиру­ ется упорное кольцо 6 (рис. 4, б) с размерами шлицев, соот­ ветствующими размерам шлицев гаек 3 и 15.

Впроцессе сборки муфты кольцо 6 устанавливается меж­ ду гайками 3 и 15 на винте 2 и вместе с ними направляется

вотверстие ступицы диска 5. При этом гайка 4 должна быть снята. В момент, когда кольцо 6 входит в простран­ ство круговой выточки, его поворачивают на 45° через отверстие для винта 13 и фиксируют в этом положении.

Нажимной диск 10 устанавливают на ступице диска 5

снаправляющей шпонкой 14. Упорный диск 5, нажимной' диск 10, а также диски 9 и 11 сжаты пружинами 12, установ­ ленными на пальцах 7. Число пальцев может быть равно трем и более.

Когда направление момента М, действующего на ступи­ цу 16, совпадает с направлением стрелки, показанной на рис. 4, а, гайка 15 перемещается из исходного положения влево до момента соприкосновения с упорным кольцом 6. Гайка 3 при этом перемещается вправо на такое же рас­ стояние, а осевое усилие, создаваемое винтовой парой 15—2

врезультате действия момента М, направлено таким обра­ зом, что диски 5 и 10 разжимаются, преодолевая силу упру­ гости пружин 12.

При вращении ступицы 16 в противоположную сторону

гайка 3 будет перемещаться влево до соприкосновения с гайкой 4. Гайка 15 за этот период отойдет вправо в ис­ ходное положение. Взаимодействие винтовой пары 3—2 с упорным 5 и нажимным 10 дисками в рассматриваемом случае остается таким же, как и в первом.

Очевидно, при вращении ступицы 16 в любом направлении муфта пробуксовывает, если момент сил трения между диска­ ми, создаваемый разностью усилия Тп пружин 12 и осевого усилия Q2винтовой пары, равен моменту М п, приложенному

21

к валам, соединенным муфтой. Последнее запишется в ви­ де следующего соотношения:

скольжения направляющей шпонки, находящейся в контакте с диском 10\ dj — диаметр окружности, на которой распо­ ложена точка приложения равнодействующей силы тре­ ния Fl .

Так как относительное перемещение отсутствует, сила трения в шлицевом соединении для рассматриваемого пери­

22

где меньшие значения /*, р и /у имеют индексы п, а большие — гп. Если коэффициент трения имеет максимальное значение,

Рис. 5. Зависимость М п — = Ф (/*) для муфты с винто­ вым отжимным устройством.

т. е. fx = 1, то максимальный момент, при котором срабаты­ вает муфта,

23

Принимая другое значение угла подъема винтовой ли­ нии резьбы, например г)) = 40°, при всех прочих равных

сматриваемого случая показана на рис. 5, а (кривая 3). Кривая 2 построена при ф = 30°.

Таким образом, с увеличением угла ф от 20° до 40° ко­ эффициенты ут, Рг и максимальный момент М тах изменяют­ ся незначительно, усилие Тп пружины (рис. 5, б) умень­ шается почти вдвое. Поэтому при проектировании муфты угол ф следует выбирать от 30° до 45°.

С увеличением числа рабочих витков пружин уменьша­ ется чувствительность муфты к износу трущихся поверхно­ стей дисков. Рассматриваемая муфта чувствительна к пере­ косу и смещению осей соединяемых валов.

МУФТА С КУЛАЧКОВЫМ ОТЖИМНЫМ УСТРОЙСТВОМ (МУФТА СТАРТЕРА)

Конструкция муфты представлена на рис. 6. Фрикцион­ ные диски 8, расположенные между ведомыми фрикцион­ ными дисками 7, сопряжены с ведущим валом 1 шлицами. Диски 7 соединены при помощи шлицев со втулкой 6, кото­ рая свободно (на ходовой посадке) размещена в корпусе 9 муфты. На торце втулки 6 изготовлены трапецеидального профиля кулачки, входящие с зазором в зацепление с ку-

* В системе единиц СИ 1 кГ = 9,80665 к; 1 рад = 57° 18'.

24

лачками кольца 5 (вид А, рис. 6). Кольцо 5, зафиксиро­ ванное относительно корпуса 9 муфты шлицами, может пере­ мещаться вдоль оси. Между кольцом 5 и кольцом 3, которое также сопряжено шлицами с корпусом 9, расположены пру­ жины 4. Пружинное стопорное кольцо 2 удерживает коль­ цо 3 от осевого перемещения. Корпус 9 муфты жестко сопряжен с ведомым валом 10. Пружины 4 прижимают кольцо5 к поверхности а дисков 7, сжимая, таким обра­ зом, диски 7 и 8 между поверхностями а и Ь.

Под действием крутящего момента М втулка 6 стремит­ ся повернуться относительно корпуса 9. Этому препятству­ ют кулачки, входящие в зацепления с кулачками детали 5. В результате взаимодействия кулачков возникает осевое усилие, стремящееся сжать пружины 4 и тем самым осла­ бить усилие, сжимающее диски, т. е. уменьшить момент трения между дисками.

Чем больше коэффициент трения между дисками, тем больше предельный момент, передаваемый муфтой при боль­ шем осевом усилии, создаваемом кулачками, и меньшем уси­ лии, сжимающем диски.

Таким образом, обратная связь, осуществляемая в муф­ те при помощи кулачков на торцах деталей 5 и 6, заключает­ ся в том, что с увеличением момента, передаваемого муфтой, уменьшается усилие, сжимающее диски, а следовательно,

26

М5 находим из условия равновесия кольца 5 без учета сил трения в шлицах и на поверхности кулачков:

где Р 2 — окружное усилие, приложенное к кулачкам коль­ ца 5; г — плечо силы Л2; М а — момент трения на поверх­ ности а, равный М ь (без учета сил трения в шлицевом сопря­ жении фрикционных дисков с деталями 1 и 6),

Ма = Mb == RcSfx = . (26)

Подставляя равенства (25) и (26) в равенство (24), получаем

Решая совместно равенства (29) и (23) и принимая во вни­ мание равенство (22), после упрощений и преобразований находим зависимость между передаваемым муфтой крутящим моментом и величиной коэффициента трения:

TnrRcifx tg Kt

(30)

Гtg СЦ + R J X (i — 2)

Формула (30) выведена без учета сил трения в шлицевом соединении кольца 5 с корпусом 9 муфты и между кулачка­ ми. Ниже выясним влияние этих сил на передаваемый муф­ той крутящий момент.

Рассмотрим условия равновесия кольца 5 (рис. 7). Сумма

27

Сумма моментов сил относительно оси муфты

где Мс — момент трения на поверхности с торца втулки 6 (рис. 6). Определим величины, входящие в уравнения (31), (32) и (33) (рис. 7):

Р'г = C ^ t g K + pj),

где Pi — угол трения скольжения между кулачками и в шли­ цевом соединении:

М ’а = - ^ - , Mc = Q2r tg Pl.

Подставляя полученные значения в уравнение (33), полу­ чаем

28

Из уравнения (32) находим

мого предельного крутящего момента, подсчитанного с уче­ том сил трения в шлицевом соединении и между поверхнос­ тями кулачков по формуле [36], по сравнению с той же величиной, подсчитанной по формуле (30) без учета сил трения (tg рг = 0), составляет 12,5%.

Таким образом, формулой (30) следует пользоваться при ориентировочных расчетах.

29