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

30

Подставив значение величин, входящих в уравнение (37), и решив его относительно а 1; получим

Износ каждой поверхности трения фрикционных дисков на величину б уменьшает усилие Тп пружин 4 на величину

где С0 — суммарная жесткость пружин 4.

С учетом вышесказанного и выражения (38) крутящий момент, передаваемый муфтой после износа каждой поверх­ ности трения на величину б,

Зависимость передаваемого муфтой предельного момента от величины износа поверхностей трения для муфты с вы­ шеприведенными параметрами и С0 = 90 кГ/мм показана штриховой прямой 5 на рис. 8.

Коэффициент точности муфты

где А п; А\п\ Сп соответствуют значению р1п, а А ; - А 1т и Ст— значению р\т. Для муфты, параметры которой уже

31

Для муфты с параметрами, рассмотренными выше, макси­ мальный коэффициент точности, подсчитанный по формуле

(41), Рт = 3,0.

Все вышеприведенное справедливо для муфты с кулач­

ками у которых р = Р0 = — . При нарезании кулачков от­

жимного устройства по методу обкатки червячной шлице­ вой фрезой угол Р (рис. 6, сечение Б — Б) не равен углу

Р0 = — > где г — число кулачков. Это несколько ухудшает

фрикционные характеристики муфты при очевидных техноло­ гических преимуществах.

МУФТА С КУЛАЧКОВЫМ ОТЖИМНЫМ УСТРОЙСТВОМ И ПОСТОЯННЫМ ПРЕДЕЛЬНЫМ МОМЕНТОМ

ПРИ ИЗНОСЕ д и с к о в

В различных отраслях промышленности применяются

поверхностей трения дисков и соответствующее увеличе­ ние длины сжатых пружин, обеспечивающих замыкание муф­ ты. Сила упругости пружин при увеличении их длины и точ­ ность предельного момента, при котором срабатывает муфта, уменьшаются не только вследствие изменения коэффициента трения, но и вследствие износа дисков.

Схему и принцип действия муфты рассмотрим по рис. 9. Полумуфта 2 с пальцами 6 неподвижно закреплена на ва­ лу 1. Полумуфта 14 с упорным диском 4 и нажимным диском 7, подвижно установлены на валу 11. Она может поворачи­ ваться относительно вала на некоторый угол. Ступица на­ жимного диска 7 соединена со ступицей полумуфты 14 на­ правляющей шпонкой и роликами 9 и 12, которые установле­

32

ны на поводке 13, соединенном с валом 11 неподвижно. Диски 5 установлены на пальцах 6 и могут перемещаться вдоль оси муфты. Цилиндрические ролики 12 расположены в круговых пазах ступицы полумуфты 14, а конические ро­ лики 9 — в отверстиях (кулачках с внутренним профилем) ступицы нажимного диска 7. Рабочие поверхности кулачка, соприкасающиеся с коническими роликами 9 (рис. 9, а),

Рис. 9. Схема предохранительной муфты с кулачковым отжимным устройством.

расположены под углом с*! = 90° — а„. Пружины 8 сжи­ мают диски трения 5 с силой, несколько большей, чем та, которая необходима для передачи заданного момента М п. Усилие пружин 8 регулируется винтами 10.

При передаче крутящего момента (рис. 9, б) поводок 13 с роликами 12 и 9 стремится сжать пружины 8 и ослабить их действия на диски трения.

Из условия равновесия нажимного диска 7 (рис. 9, б) получаем

где Fj = fi — сила трения между ступицей нажимно-

го диска 7 и направляющей шпонкой, установленной на сту­

ности кулачка с роликом 9\ р0— приведенный угол трения, учитывающий потери на трение при перекатывании роликов 12 и 9; а 0— угол наклона рабочего профиля кулачка.

где

/j — коэффициент трения скольжения в месте контакта сту­ пицы нажимного диска 7 с направляющей шпонкой.

34

Чтобы исключить влияние износа дисков на величину пре­ дельного момента, необходимо прямолинейный рабочий про­ филь кулачка в ступице нажимного диска 7 заменить кри­ волинейным так, чтобы каждому значению усилия Тп1 пру­ жин после износа дисков на величину 6; соответствовал угол a 0I-, при котором обеспечивается постоянство Л4П[12 ].

Поставленную задачу решаем без учета сил трения в кон­ тактах подвижных сопряжений (р„ = 0; Д = 0). В формулу (45) подставляем значение а0 — 90° — осх (рис. 9, а) и пере­ писываем ее в следующем виде:

где Т{ — усилие одной пружины; г — число пружин. Предельное значение величины износа определяется при tg ос,- = 0, т. е. при

Дальнейший износ дисков сопровождается переходом ролика 9 с криволинейного профиля кулачка на прямоли­ нейный (рис. 10, б). Муфта повышенной точности при этом преобразуется в обычную многодисковую предохранитель­ ную муфту. Восстановление расчетной характеристики муф­ ты осуществляется путем перемещения всех дисков вправо

с помощью гайки 3 (рис. 9) или замены изношенных обкла­ док дисков новыми.

Усилие, сжимающее пружину, прямо пропорционально ее деформации. Его величина определяется из соотношения

Т„

ик ролику (рис. 11) для двух смежных его положений дол-

36

жны пересекаться в точке Ь, равноотстстоящей от точек а и с—точек контакта ролика 9 с профилем. Известными вели­ чинами, которые используются в процессе построения в со­ ответствии с рис. 1 1 , являются х = — S(_i; ou-i; а,-; г/г-ь

х

У

Рис. 11. Определение координат центра ролика кулачково­ го механизма муфты.

Следует определить размер у — yt — yi-\, соответствующий положению центра ролика, при котором выполняется ука­ занное выше условие.

Из построений (рис. 11) получаем

Подставляя значения из уравнения (53) в известную три­ гонометрическую зависимость для tg 2у, находим

(54)

37

с полученными значениями а £ и принятым значением х = 2 по формуле (55) определяем ординаты у.

38

На рисунке 10, а показана кривая положений центра ко­

(кривая /), определяет искомый профиль. На рис. 10, б пока­ зана развертка контура кулачка с внутренним профилем, расположенным в ступице нажимного диска 7. На участке от точки 0 до точки 7 контур соответствует кривой 1 рис. 10, а. При износе обкладок, равном 13 мм, муфта повышенной точности преобразуется в обычную, предохранительную.

Влияние износа и изменения коэффициента трения fx на величину момента М п показано на рис. 12. Кривая 1 со­ ответствует начальному периоду работы муфты до износа обкладок, кривая 2 — периоду работы после износа обкла­ док на 6 мм, прямая 3 — периоду работы после износа об­ кладок на 13 мм, т. е. для случая когда ролик 9 перекаты­ вается с криволинейного на прямолинейный участок про­ филя, параллельный оси вращения муфты. Зависимость Мп — Ф (fx) после износа обкладок на 6 мм, когда пря­ молинейный рабочий профиль кулачка расположен под углом а х = 30°, представлена в виде кривой 4.

Коэффициенты точности муфты определим по данным примера с учетом трения в подвижных сопряжениях, при­

Уменьшая параметры муфты, прежде всего угол а 0, мож­ но получить ут и рт близкие к единице. При этом усилие пружин Т„ значительно возрастает. Коэффициент точности для данной конструкции муфты при всех равных условиях тем ближе к единице, чем меньше R0 и dv

Рассматриваемая муфта может применяться не только для соединения двух валов, но и для соединения зубчато­ го колеса с валом. При этом ступица барабана 2 (рис. 9),

39