книги из ГПНТБ / Поляков В.С. Муфты. Конструкции и расчет

и обоймы и уменьшением передаваемого момента от наибольшей величины до нуля. Для обеспечения саморасклнннвания необхо­ димо выполнение условия а Ss 2° [28; 361.

Если для передачи расчетного момента естественно стремиться к выбору наибольшего допустимого угла а, так как при этом полу­

длительном по времени свободном ходе следует выбрать небольшой угол; при недолгом — больший.

Условие самозаклинивания муфты с эксцентриковыми роликами (см. рис. 160) определяется неравенством [28]

tg Ф < 5 ; f 1 .

где Д — реализуемый коэффициент трения скольжения ролика по наружной обойме, или при одинаковых материалах обойм,

t g c p < |f ;

ф < Р < arctg J Д

9 < р; Ф = f ,

т. е. угол ф должен составлять половину угла заклинивания а, для муфт с цилиндрическими роликами. На практике принимают

3. Расчет на контактную прочность

Определим напряжения в зоне контакта ролика со звездочкой, предполагая, что контактные напряжения в обойме на вогнутой ее • поверхности меньше.

Момент сил, действующих на звездочку (см. штриховые векторы на рис. 162),

М = [АД • ОЛ - /ЛД06] z;

ОА — {R — г) sin а;

OB = ЖД — /• = (/? — г) cos а — /■; cos а я« 1 ; М = [ЛД (R — г) sin а — /АД (R — d)] г,

где z — число роликов (предполагается равномерное распределение нагрузки между роликами).

M = j N tRaz,

откуда

1 Raz

Наибольшее нормальное напряжение сжатия в зоне контакта криволинейных тел определяется согласно формуле Герца

ролика в см; р — радиус кривизны рабочей поверхности звездочки. При Ел — Е» = Е и прямолинейном рабочем профиле звездочки

Наибольшие касательные напряжения в зоне контакта состав­ ляют ттах = 0,304 ос. Силы трения, действующие на поверхностях контакта, увеличивают максимальные контактные напряжения. Если принять, что для заклиненного состояния ролика при сухом трении коэффициент трения f = 0 ,2 [281, то при коэффициенте Пуассона, равном 0,3, получим [23]

Ттах = 0 ,3 4 о с,

или с учетом уравнения (9а)

Т ш а х =0,142 ] /

Подставив сюда найденное в уравнение (9) значение N {, получим

или, если выразить угол а не в радианах, а в градусах,

При проверке на контактную выносливость должно соблю­ даться условие

Для двигателей внутреннего сгорания с числом цилиндров шесть 0,40; четыре 0,50; три 0,60; два 0,80; одни 1,20.

Один из таких методов предложил Грабнер [78]. Момент, который

Допускаемое давление выбирают в пределах Рдоп = 4,25 -г- 5 кгс/мм*.

Если выразить площадь F в см2 и принять в среднем для закален­ ной стали ряоп = 450 кгс/см2, а также учесть, что ß«=sj, то выра­ жение (1 2 ) примет вид

225FzRa Ss /VIкр.

4.Геометрические формы и параметры муфт

иих деталей. Влияние погрешностей и отклонений

Пусть а — первоначальный угол заклинивания (рис. 164). При­ мем, что суммарная деформация ролика, обоймы и звездочки такова, что ролик с исходным диаметром d может быть заменен условным,

Рис 1G4. Изменение угла заклинивания вследствие деформации деталей

с диаметром (d — б), изображенным на рисунке штриховыми лини­ ями. При плоском рабочем профиле звездочки аг > а (рис. 164, а), но а > <хг (рис. 164, б). Следовательно, в данном случае предпочти­ тельна наружная звездочка. Однако в случаях логарифмической или архимедовой спиралей этот эффект меньше, а при круговом профиле его может и не быть вовсе. М. Н. Пилипенко 1361 полагает, что именно круговой рабочий профиль звездочки наружной или

внутренней наплучшнм образом отвечает требованиям нечувстви­ тельности как к деформациям, так и к износу.

К аналогичному выводу приходит и В. Ф. Мальцев 1231 как теоретическим путем, так и в результате длительных испытаний муф­ ты (рис. 165). Муфта оставалась работоспособной после числа циклов (включений) А1Ц= 40 -10°. В конструкцию муфты внесены изменения, направленные на повышение долговечности ее деталей, главным образом — звездочки. Вставки* очерчены по дуге круга, центр которого эксцентричен по отношению к центру обоймы и выполнены из твердого сплава.

В. Ф. Мальцев на основании опыта приходит к выводу, что, если звездочку выполнить даже п без вставок, а из стали 20Х с цемен­ тацией на глубину 1,5 мм и HRC 60—62, и несколько увеличить диаметр ролика против данных нормали машиностроения (так,

чтобы отношение ^ было равно 6,5 вместо 8 по нормали), то это даст

существенный эффект. Долговечность такой муфты повышается по сравнению с аналогичной по нормали в 3—3,5 раза; нагрузка на ролики становится более равномерной; представляется возможным увеличить угол а до 1 0 °; муфта становится нечувствительной к даже

обойме.

Рассмотрим схемы муфт, представленные на рис. 166. Механизм

сгеометрической схемой по рис. 166, а получил название «А\еханизма

сэксцентриковым профилем звездочки» (не смешивать с «механизмом

сэксцентриковыми роликами»).

Муфта с плоским профилем, но наружной звездочкой показана на рис. 166, б.

Механизм с групповым расположением роликов имеет геометри­ ческую схему, изображенную на рис. 166, в. Такие схемы применя­ ются для повышения нагрузочной способности роликовых муфт.

Особенностью схемы являются различные диаметры роликов и различные углы заклинивания. Чтобы все ролики воспринимали нагрузку, они должны быть в контакте не только с обоймой и звез­ дочкой, но и между собой.

На рис. 166, г представлена схема устройства муфты с групповым расположением роликов, не имеющей, однако, в отношении нагру­ зочной способности, преимуществ перед муфтой с единичными роли­ ками. В этой конструкции ролики одинакового или разного диаметра, в два или три ряда, помещены в радиальных (или почти радиальных) пазах звездочки. Вектором Р представлено прижимное устройство. При движении обоймы против часовой стрелки она ведет звездочку.

или из чугуна, а рабочие поверхности выполняют на закрепленных в корпусе вставках из высококачественных износостойких материалов.

Как видим, в муфтах с цилиндрическими роликами либо внешний

незначительно отличаются размеры с; различны углы а. При одина­ ковых габаритных размерах, муфта по рис. 167, б имеет нагрузочную способность в 1,65 раза большую, чем по рис. 167, а (пропорцио­ нально отношениям углов). Там, где необходима надежность, т. е. где вероятность отказов недопустима, следует проявить осторож­ ность при выборе угла а. У муфт с углом заклинивания, близким

Рис. 167. Муфты с одинаковыми наружными диаметрами D и различными диаметрами d роликов

к предельному значению, явление пробуксовки возможно при достижении наибольших нагрузок или при ударном их харак­ тере.

В таблицах [28] приведены рекомендуемые величины угла закли­ нивания (табл. 45), числа роликов и значения параметров /ех и /г2 (табл. 46). Напомним, что

где/) — диаметр расточки обоймы; d —диаметр ролика; / — длина ролика.

Рабочий профиль звездочки может быть очерчен: по прямой, по дуге окружности, по логарифмической спирали и по спирали Архимеда.

Укажем способы построения логарифмической кривой или ее замены другой окружности (рис. 168 и 169).

Профилирование по логарифмической спирали. Уравнение спи­ рали в полярных координатах

р = ое'і’ с18 Р,

где е — основание натурных логарифмов; ср и ß — см. рис. 167, а.