книги из ГПНТБ / Поляков В.С. Муфты. Конструкции и расчет
.pdfРис. 67. Конструкция пальцевой муфты с упругим диском, разработанная в ЛПИ им. М. И. Калинина
ГО
а
ч
ѴО
го
Н
е
Размеры и параметры муфт (по рис. 67,
CD
_
о» 2
О
et
L
Q
MM
CD
S
CD
o
2
—J2
f i
H
N 3
f i
e>$
fi
e. S
C5 -= fi
Z
O *
s
Q2 fi
f: a
*g
P Ä ■a e
c s
■a H
y.2
ra *"• p ° .2
с\o O
fi s
КГС
ifc
2 s
n a» O 2 o -
Ю |
O |
o |
Ю |
o |
Ю |
|
Ю |
Ю |
Ю |
|
r- o |
CM h- CM o |
|||||||||
—7 |
CM* |
CM |
CM" |
со" |
© |
|
—■■* |
— |
CM" |
ce" |
0,5 |
Ю |
|
Ю |
|
0,5 |
Ю |
|
|
Ю |
|
© |
o |
CM |
Ю |
o" |
o |
o |
o» |
Ю |
||
|
Is- |
|
r— |
|||||||
Ю |
LO |
o |
o |
Ю |
o |
Ю |
o |
Ю |
o |
LO |
h- |
! • |
(M o |
CM |
Ю |
h- o |
CM |
||||
O |
o" |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
o f |
CM |
CM |
Th |
CO |
CO |
Th |
CM |
Th |
CO |
c e |
CM |
со |
|
|
|
|
CM |
|
|
|
|
CM |
|
O |
Ю |
Ю |
lO Ю |
o |
Ю |
Ю |
Ю |
Ю |
o |
|
CO |
CO |
T h |
Ю |
CO |
со |
со |
Th |
Ю |
CO |
0 5 |
00 |
CM |
(M |
CM |
CM |
00 |
CM |
CM |
CM |
CM |
Ю |
CM |
CO |
T h |
Ю |
CO |
CM |
CO |
T h |
Ю |
CO |
CO |
|
CO |
o |
CM |
o |
T h |
CO |
o |
CM |
o |
T h |
|
CO |
— |
со |
CO |
r— |
CO |
•— ■ |
CO |
CO |
— 1 |
|
|
|
“ |
|
|
|
|
“ “ |
1 |
CM |
CO |
CO |
CO |
CO |
CO |
CO |
CO |
CO |
CO |
CO |
CO |
CO |
o |
CM |
(M |
CO |
o o |
o |
-M |
CM |
CO |
CO |
CM |
Ю |
LO |
o |
o |
CM |
LO |
Ю |
o |
o |
o |
TJ |
CM |
CO |
Ю |
CO |
CM |
CM |
CO |
Ю |
CO |
00 |
Th |
CO |
o |
o |
lO |
Th |
CO |
o |
o |
Ю |
ть |
Th |
Ю |
Is- |
со |
■—1 |
Th |
Ю |
h- |
05 |
|
|
O |
o |
o |
s |
o |
o |
o |
o |
Ю |
o |
o |
CO |
CO |
o |
CO |
CO |
CO |
o |
CM |
CO |
o |
|
|
|
'— |
|
|
|
|
|
' ' |
— |
CM |
CM |
CO |
»O |
CM |
Th |
•CM |
CO |
LO |
(M |
LO |
CO |
CM |
CM |
CO |
Th |
Ю |
CM |
CM |
со |
|
со |
|
Th |
CO |
CM |
CO |
Ю |
|
00 |
CM |
CO |
Ю |
Ю |
|
|
CM |
CM |
|
|
|
CM |
CM |
CO |
|
O |
CM |
CO |
o |
Ю |
o |
CM |
CO |
o |
Th |
CM |
|
|
— |
CM |
CM |
— ■ |
— ' |
— |
CM |
CM |
CO |
O |
o |
o |
o |
o |
o |
o |
o |
o |
o |
o |
O |
o |
o |
o |
o |
o |
o |
o |
o |
o |
o |
O |
LO |
o |
o |
o |
o |
o |
o |
Ю |
o |
LO |
CO |
Th |
Th |
CO |
CO |
|
CO |
LO |
CO |
CO |
CM |
O |
o |
o |
Ю |
o |
CO |
«M |
Th |
CO |
o |
o |
O |
CO |
CO |
со" |
CO |
Ю |
-O |
CM |
Ю |
o |
o |
o |
|
со" |
o |
CM" |
■M* |
05 |
00 |
|||
O |
CM |
CO |
Th |
m |
— , |
CM |
CO |
Th |
Ю |
CO |
o |
o |
o |
o |
o |
o |
o |
o |
o |
o |
|
q |
|
q q q |
CM |
CM |
CM |
CM |
CM |
CM |
||
Cf |
Cf |
Cf |
Cf |
q |
q |
q |
||||
s |
s |
s |
|
s |
s |
s |
S! |
S! |
s |
s |
4
*
X
n
c; o
»
eu
c
f i
ra
fi
o
я
ci
3 s o
U o f i
>>
a o
>>
o
1 i=-
H
a
o
K
G.
s
J3
4ra
2 - ü
2 я сз
1 %2 QСи
c 2 О
3 и
4 а fi* га 5*
“Ü« га Э
&3я
S3 s ІЯ
s
CU J* !
Расчет резино-металлических дисков (см. рис. 65) проведен [411 на основе рассмотрения деформаціи"] изгиба и растяжения — сжатия участков кольцевого диска. Получена следующая формула для определения наибольшего напряжения, вызванного действием кру тящего момента
/Ико |
|
а = А °шё- кгс^см2> |
(61) |
где h = 0,5 (D — D,); k — число пальцев, принадлежащих одной полумуфте; R — радиус расположения пальцев в см; А а —-без размерный коэффициент, зависящий от отношения b/R и ф0 * (рис. 68).
|
|
0 ,0 |
0 ,5 |
0 ,6 |
0 ,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
bk |
|
Рис. 68. Зависимость |
коэффициента |
Рис. |
69. |
Значения коэффициента Ас |
||||
Л0 от соотношения b/R при расчете |
от соотношения |
b/R |
при |
различ- |
||||
днсков по рис. |
65 |
|
|
ных фо |
|
|
|
|
Крутильная жесткость муфты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C — AJiEhR2 |
кгс-см/рад. |
|
|
|
(62) |
||
Значения коэффициента Ас, найденные при различных ср0 и b/R, приведены на рис. 69.
Напряжения в резино-металлических дисках и величина угло
вого смещения связаны [421 следующим образом: |
|
а = ^ р '1І; кгс/см2. |
(63) |
Здесь и далее угол ф0 выражен в рад,
Рис. 70. Зависимость коэффициента Ва от соотношения b/R при расчете дисков по рис. 65
Суммированием реакций, приложенных к пальцам полумуфт со стороны деформированного при смещении валов диска, получена приближенная формула для нахождения угловой жесткости муфты:
г |
, .г- |
ЕЫіѢ |
кгс • см/рад. |
(64) |
Сф |
1,15 |
|
Расчетные зависимости для определения напря- -жений в диске, вызванных осевым смещением полу муфт, и осевой жесткости муфты получены в предпо ложении, что прогибы на столько малы, что удли нением осевой линии защемленного в местах присоединения к полумуф там участка диска можно пренебречь. В этом случае наибольшие напряжения изгиба в диске
° = |
кгс/сма* |
(б5) |
Рис. 71. Зависимость коэффициента Вс от соотношения b/R при различных фо при расчете дисков по рис. 65
где / — осевое смещение полумуфт в см.
Осевая жесткость муфты
С, = 2 , 1 5 ^ р кгс/см. (66)
Наибольшее напряжение в диске, вызванное радиальным сме щением валов е, и радиальная жесткость муфты могут быть вычис лены по следующим формулам:
|
а = в ° ш |
кгс/см2; |
(67) |
|
Се = |
кгс/см, |
(6S) |
где В0 и Вс — безразмерные коэффициенты, |
зависящие от пара |
||
метров ф0 и b/R (рис. 70 и 71). |
|
|
|
Расчетами |
установлено, что зоны максимальных напряжений *, |
||
вызываемых |
крутящим моментом |
и смещениями, совпадают; это |
|
*Наибольшие напряжения наблюдаются на внутренней поверхности диска
вместе привулканизации резиновых и металлических элементов (см. рис. 65).
дает возможность находить суммарное напряжение алгебраическим сложением наибольших напряжений от каждого из рассматриваемых факторов (крутящего момента, углового, осевого и радиального смещений).
Формулы (58) — (68) показывают, что для компенсации смещений желательно иметь муфту с небольшим числом пальцев (увеличи вается параметр ср0) и малой толщиной диска. Так, увеличение числа пальцев с шести до восьми и толщины диска всего лишь на 15% ведет к двукратному увеличению напряжений в диске и почти
Рис. 72. Полужесткая муфта со стальными дисками
пятикратному увеличению угловой и осевой жесткости муфты; значительно повышается при этом и радиальная жесткость муфты.
Следует отметить, что увеличение диаметра муфты при всех видах смещений улучшает работу дисков и снижает дополнительные нагрузки.
Полужесткая дисковая муфта (рис. 72). В конструктивном отно шении пальцевые муфты с металлическими дисками (полужесткпе муфты) весьма просты и не требуют особого ухода в процессе экс плуатации.
Муфта состоит из двух одинаковых фланцев 1 и 5 и набора гиб ких пластинчатых дисков 3. Болтами 8 и гайками 6 диски притя гиваются через шайбы * 7 к фланцу 1, а болтами 4 и гайками 2 — к фланцу 5. Пластинчатые диски 3 термически обработаны. В табл. 21 приведены основные ее размеры 151].
Такие муфты вследствие беззазорного соединения обеих полумуфт часто используются в реверсивных приводах и в механизмах с дистанционным управлением, требующих точного повторения исполнительным элементом заданной программы. В этих передачах применение других конструкций жестких в окружном направлении муфт (таких, как зубчатые, крестово-кулисные и др.) не представ-
* Шайбы могут быть выполнены как в виде секторов, так и круглыми.
|
|
Размеры |
(в мм) и параметры |
полужестких |
|
|
|||
|
|
|
дисковых |
муфт (рис. |
72) |
|
|
|
|
^ma.N |
|
/I |
N |
О |
В |
С |
Е |
А |
D |
п об/МПІІ |
о кВт |
||||||||
25,4 |
13 500 |
0,9 |
82,5 |
34,9 |
11,1 |
15,8 |
80,9 |
42,8 |
|
31,7 |
11 |
200 |
1,6 |
98,4 |
41,2 |
12,7 |
17,4 |
95,2 |
52,3 |
41,2 |
9 500 |
9 9 |
116,6 |
47,6 |
12,7 |
17.4 |
107,9 |
69,8 |
|
50,8 |
8 500 |
3,9 |
138,1 |
53,9 |
15,8 |
20,6 |
123,8 |
83,3 |
|
57f 1 |
7 500 |
7,2 |
155,5 |
66,6 |
24,6 |
21,4 |
157,9 |
96,0 |
|
66,6 |
6 600 |
11,2 |
180,9 |
76,2 |
26,1 |
24,6 |
178,5 |
112,7 |
|
76,2 |
5 700 |
16,6 |
207,9 |
87,3 |
28,5 |
27,7 |
203,2 |
128,5 |
|
88,9 |
4 800 |
29,0 |
241,3 |
103,1 |
33,3 |
33,3 |
239,7 |
147,6 |
|
101,1 |
4 200 |
42,9 |
279,4 |
117,4 |
36,5 |
36,5 |
271,4 |
168,2 |
|
114,3 |
3 600 |
55,9 |
320,9 |
133,3 |
38,8 |
46,0 |
305,5 |
187,3 |
|
127,0 |
3 200 |
85,7 |
361,9 |
146,0 |
44,4 |
52,3 |
336,5 |
211,1 |
|
139,7 |
2 900 |
119,3 |
400,0 |
168,2 |
49,2 |
60,3 |
385,7 |
231,7 |
|
152,4 |
2 600 |
167,7 |
444,5 |
184,1 |
53,9 |
66,6 |
422,2 |
254,0 |
|
177,8 |
2 300 |
258,7 |
504,8 |
206,3 |
63,5 |
73,0 |
476,2 |
292,1 |
|
190,5 |
2 200 |
331,0 |
552,4 |
219,0 |
68,2 |
79,3 |
506,4 |
317,5 |
|
ляется возможным из-за наличия зазоров, увеличивающихся по мере износа рабочих поверхностен.
Весьма ценным свойством полужестких муфт является их спо собность работать при значительных угловых и осевых смещениях без создания больших дополнительных нагрузок на валы и опоры. При правильно сконструированной полужесткой муфте величина этих нагрузок может быть значительно ниже, чем, например, при использовании в тех же условиях зубчатых муфт.
Эти положительные качества рассматриваемых муфт послужили причиной успешного их использования в тяжелом машиностроении. Радиальная жесткость таких муфт соизмерима с жесткостью валов, и поэтому они практически не способны компенсировать парал лельное смещение. При наличии, помимо угловых и осевых, а также и радиальных смещений, применяются сдвоенные муфты (рис. 73). Они применяются также в случаях, когда необходимо компенсиро вать значительные по величине осевые смещения и снизить осевую жесткость муфты.
Проверочный расчет пальцевых муфт с металлическими дисками (рис. 72) рассмотрен в работах [31; 41; 421. Получены следующие формулы для определения наибольших напряжений в дисках, вызванных:
, |
Л^р |
а — А |
а kzhR- |
б) угловым смещением
ЗЕІі ,
в) радиальным смещением
Ее
C7= ß 0 12R ’
г) осевым смещением
а = 3Ehf Ф (И),
(Фо/?)2
где а — нормальное напряжение в кгс/см2; УИкр — крутящий момент, передаваемый муфтой в кгс -см; R — радиус расположения
пальцев муфты в см; k — число пальцев одной полумуфты; z — число дисков муфты; b — ширина сечения кольцевого диска в см; h — толщина диска в см; Е — модуль упругости в кгс/см2; ср0 — угол, определяющий упругую часть диска между двумя смежными пальцами в рад; ф — угловое смещение осей валов, в рад; е й / — радиальное и осевое смещение валов в см; А а и Ва — безразмерные коэффициенты (см. рис. 68 п 70); Ф (и) — безразмерный параметр,
зависящий от и (и — 1 ,9 т/7 -^ П и определяется по рис. 74.
Жесткость муфты может быть приближенно подсчитана по сле^ дующим формулам:
крутильная
С — AckzEhR2 кгс ■см/рад;
угловая
|
п |
, |
, r £ ß A :lzk |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Сф =1,15 |
■кгс ■см/рад; |
|
|
|
|
||||||
радиальная |
|
г) citiez |
. |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
/о |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Сс — Вс ~Y2 ~ кгс/см; |
|
|
|
|
|
|
||||
осевая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С, = 2,15 Ebhszk F (и) |
|
кгс/см. |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
(ф о^)3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Здесь |
А с и Вс — безразмерные |
коэффициенты |
|
(см. рис. 69 |
и 71); |
|||||||
F (и) — безразмерный |
параметр, |
зависящий |
от и (рис. |
74). |
|
|||||||
Муфта с серьгами. Для передачи больших окружных сил при |
||||||||||||
малых |
размерах муфт |
вместо прорезиненного диска применяется |
||||||||||
|
|
|
|
трос-серьга (рис. 75, а), которая |
||||||||
|
|
|
|
закрепляется |
на рычагах соеди |
|||||||
|
|
|
|
няемых |
полумуфт. |
Количество |
||||||
|
|
|
|
рычагов |
на |
|
полумуфте |
может |
||||
|
|
|
|
быть |
|
два, |
три |
и |
четыре. На |
|||
|
|
|
|
рис. 75, б показана схема муфты |
||||||||
|
|
|
|
с тремя рычагами. |
передаются |
|||||||
|
|
|
|
Окружные силы |
||||||||
|
|
|
|
через |
втулки 2, |
расположенный |
||||||
|
|
|
|
между ними резиновый буфер 1 |
||||||||
|
|
|
|
и петлю троса 5. Между |
втул |
|||||||
|
|
|
|
кой 2 и тросом 5 находится |
||||||||
|
|
|
|
втулка 3. |
Все эти детали поме |
|||||||
|
|
|
|
щены |
в |
прорезиненный |
хлоп |
|||||
|
|
|
|
чатобумажный |
кожух 6 |
и под |
||||||
|
|
|
|
вергнуты |
вулканизации. Сталь |
|||||||
|
|
|
|
ные |
втулки |
|
2 |
расклепываются |
||||
|
|
|
|
с двух сторон с армированными |
||||||||
|
|
|
|
шайбами 4. |
Трос-серьги должны |
|||||||
|
|
|
|
выполняться |
строго |
одного раз |
||||||
|
|
|
|
мера, так как |
может |
произойти |
||||||
|
|
|
|
перенапряжение |
и |
разрушение |
||||||
Рис. 74. |
Зависимость функции F (и) от |
одной |
серьги. |
Замена |
одной |
|||||||
и при расчете дисков муфты по рис. 72 |
серьги не достигает цели, и поэ |
|||||||||||
|
|
|
|
тому следует менять |
весь |
комп |
||||||
|
|
|
|
лект серег одновременно. |
|
|||||||
В табл. 22 приведены основные размеры тросов-серег.
На рис. 76 изображен диск, армированный стальным канатом, втулками и шайбами. Основные размеры указанных дисков приве дены в табл. 23,
С->.