Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
66
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
17.28 Mб
Скачать

Mytpma выключена

Mycpmaвключена

котором образуется зазор S, и будут двигаться без контакта с внут­ ренней обоймой, что снизит потерн в механизме муфты. Этот зазор будет сохраняться в течение всего свободного хода. При снижении скорости движения ведущего элемента муфта автоматически вклю­ чится .

Рис. 178. Бесконтактная муфта

На рис. 179 представлена муфта оправки круглошлифовального станка. Здесь стержень / и гильза 4 (внутри) имеют коническую поверхность, с углом наклона около 1°. Длинные ролики 3 (I =

8-ѵ- 20 мм; d — 0,75 -ь 5 мм) размещены в сепараторах 2 и при вращении стержня 1 в направлении, указанном стрелкой, зажима­ ются между поверхностями двух конусов. Стержень / вследствие

4 3 2 1

косого

расположения

роликов

пе­

ремещается

вдоль осп

и

рас­

 

ширяет

тонкостенную

гильзу 4,

 

при этом

установленная

деталь

f

центрируется и надежно

закреп-

ляется.

рис. 180, а показана муфта

 

На

 

с большим количеством эксцентри­

 

ковых

роликов. Ролики 3 с торцов

Рис. 179. Муфта оправки кругло-

имеют

пазы (рис. 180, б), ВЫПОЛ-

шлифовального станка

ценные так,

что общая

браслетная

 

пружина 4 всегда стремится повер­

нуть ролики в состояние распора между цилиндрическими поверх­ ностями обойм. Если угловая скорость внешней обоймы 1 больше, чем внутренней 2, то при движении ее по часовой стрелке силы тре­ ния скольжения по роликам наклоняют их в сторону, обратную распорному. Муфта заклинивается при угловой относительной скорости внешней обоймы, направленной против часовой стрелки.

На рис. 181 представлена бесконтактная муфта с эксцентрико­ выми роликами. Сепаратор 4, неподвижно соединенный с внешней

Рис. 180. Муфта с большим количеством эксцентриковых роликов

о)

PUG. 181. Бесконтактная муфта с эксцентриковыми роликами

обоймой 2, имеет гнезда, в которые установлены эксцентриковые ролики 3 с прижимными устройствами 5 и 6. При достижении обой­ мой 2 известной угловой скорости (200 об/мнн и более) центробеж­

ная

сила,

действующая

на ролики, поворачивает их и прижимает

 

3 k

s

к наружной обойме (рис. 181, а), обеспе­

 

 

 

чивая необходимый для свободного хода

 

 

 

зазор 5 = 0,2

-г- 0,3 мм (рис. 181, б). Для

 

 

 

успешной работы муфты необходима стро­

 

 

 

гая соосность обойм 1 и 2. Это может быть

 

 

 

достигнуто установкой системы пассивных

 

 

 

цилиндрических роликов между эксцентри­

 

 

 

ковыми (рис. 181, в) или опиранием

внеш­

 

 

 

ней обоймы на подшипники качения. Муфта

 

 

 

предназначена для движения в период сво­

 

 

 

бодного хода с большими скоростями (до

Рис.

182. Муфта с состав­

30 000 об/мин).

и

действие

этой

муфты

ными

эксцентриковыми

Устройство

 

роликами

(рис. 182) основано

на следующем: цилин­

 

 

 

дрические ролики диаметром

d разрезаны

плоскостью вдоль геометрической оси так, что суммарный размер двух полуролнков, измеренный по перпендикуляру к плоскости раз-

реза, несколько больше, чемД Тогда, если Рх — Р 2 : d, при повороте

роликов против часовой стрелки произойдет их заклинивание в про­ странстве между обоймами (Dx— внутренний диаметр наружной

Рис. 183. Обгонная муфта СКБ-3 с вилкой двустороннего действия

обоймы 4 и D2 — наружный диаметр обоймы 5). Полуролики 2 несколько короче полуроликов /, чтобы на выступающие концы последних могла быть надета общая браслетная пружина 3. Под действием этой пружины и трения скольжения обоймы 4 по полуроликам 2 и происходит заклинивание (обойма 4 должна вращаться против часовой стрелки).

На рис. 183 показана муфта СКБ-3 с вилкой двустороннего дей­ ствия. Разница между ранее описанной муфтой (рис. 157, б) и

Б-Б

Рис. 184. Конструкция двойной муфты двусторон­ него действия для малых крутящих моментов

данной муфтой только в том, что в последней обойма / может быть ведущей при вращении против часовой стрелки.

Звездочка 2 является ведущей по отношению к обойме 1 при

движении

по

часовой

стрелке.

Вилка

ведет звездочку при

обоих направлениях вращения. На

 

 

рис. 184 изображена двойная муфта

 

 

двустороннего действия с двумя па­

 

 

рами роликов (см. также схему на

 

 

рис. 157, в).

На

рис.

185 показана

 

 

реверсивная муфта с ручным упра­

 

 

влением. Ролики 2,

расположенные

 

 

на плоских гранях звездочки 1,

 

 

удерживаются

относительно друг

 

 

друга сепаратором 3. В прямоуголь­

 

 

ных пазах звездочки помещены две

 

 

скользящие шпонки,

цилиндричес­

 

 

кие хвостовики которых входят в

 

 

спиральные

канавки

сепаратора.

 

 

За счет перемещения шпонок в

 

 

призматических пазах на звездочке

 

 

в ту или иную сторону вдоль оси

 

 

вала достигается

относительный

Рис.

185. Реверсивная муфта с се­

поворот сепаратора и звездочки и

лараториыми пружинами

происходит

заклинивание

муфты.

 

 

На рис. 186 показана реверсивная муфта с гидравлическим управ­ лением. Реверс этой муфты достигается с помощью жидкости, посту­ пающей под известным давлением через канал b (b') в полость а (а'). Действуя на поршеньки-вкладыши 1 (или 5) жидкость перемещает

их и ролики в более широкую часть клина, преодолевая сопротив­ ление пружины 7. Таким образом, если в широкую часть клина пере­ мещен ролик 8, то заклиниваться будет ролик 6. При этом могут

Рис. 186. Реверсивная муфта с

гидравлическим

 

 

управлением

 

 

быть ведущими: звездочка

4, вращаясь

против часовой

стрелки,

и обойма 9 — по стрелке.

Одновременное перемещение

группы

роликов 8 (или б) достигается тем, что поршеньки-вкладыши 1 (или 5) соединены с шайбой 2 (или 3).

Рис. 187. Муфта для передачи

Рис. 188. Кинематическая схема им­

больших крутящих моментов

пульсивной бесступенчатой передачи

На рис.

187 показана муфта, передающая крутящий момент

М = 75 000

кгс -м. В этой муфте восемь рядов эксцентриковых роли­

ков общим числом 432, масса муфты 1370 кг.

На pue. 188 изображена кинематическая схема зубчато-рычаж­ ной импульсивной бесступенчатой передачи, примененной в токар­ ном станке.

Механизм состоит из пяти ведущих механизмов / — V и ведомого вала с центральной шестерней г2. В каждый ведущий механизм вхо­ дит шестерня zL с коромыслом ОгВ и звеном ВА. Кривошип ОА — общий для всех пяти механизмов; он вращается вместе с валом при­ водного электродвигателя. Коромысла ОхВ приводят в движение по­ средством муфты свободного хода шестерни г,, которые передают движение шестерне г2, сидящей на ведомом валу. В каждый данный момент ведущей является только одна из пяти шестерен ги и именно та, которая, вращаясь по часовой стрелке (как и кривошип), имеет

наибольшую угловую скорость. Из схемы видно, что наибольшую линейную скорость имеет точка В механизма /, соответственно угло­ вую скорость — шестерня того же механизма. За счет плавного изменения длины кривошипа ОА достигается бесступенчатое измене­ ние угловой скорости ведомого вала в диапазоне от 0 до 1000 об/мин. Следует отметить, что рассмотренная импульсивная передача не обеспечивает равномерного вращения ведомому валу: степень нерав­ номерности тем больше, чем больше моменты инерции ведомых масс и чем меньше частота вращения шестерни — вала г2.

НАМИ предложил конструкцию клиновой муфты, схема которой изображена на рис. 189, а. То, что в роликовой обгонной муфте мы называли звездочкой, здесь имеет вид ступицы /, снабженной тор­ цевыми зубьями. На ступицы 1 свободно насажена шестерня (внеш­ няя обойма) 4 с внутренней конической поверхностью, с углом конуса 2ß.

Шестерня 4 может сцепляться с центральным клином 3, имеющим с одной стороны коническую поверхность, а с другой — торцевые зубья. Для ликвидации возможности «присоса» клина 3 к ступице /

имеется распорная пружина 2, развивающая усилие около 0,5— 1 кгс.

Торцевые зубья центрального клина 3 и ступицы 1 являются зеркальным изображением друг друга и представляют собой при­ тертые друг к другу винтовые поверхности с углом подъема винто­ вой линии а (рис. 189, б, в).

Если к внешней обойме 4 приложен какой-то момент, то при трогании с места ступицы 1 ее торцевые зубья (при соответствующем их направлении и угле а) нажмут в осевом направлении на клин 3, заставив взаимодействовать детали 4 и 3 подобно конической муфте сцепления. Смещению детали 1 вправо по отношению к детали 4 препятствует кольцо 5.

Основная идея устройства центрального клина 3 с углом конуса 2ß заключается в увеличении силы трения, так как вместо коэффи­ циента трения между клином и внешней обоймой получаем при­ веденный коэффициент трения

с

_ /2

 

 

' пр

sin

ß

'

При этом соответственно получим

условие

 

_ h _

 

-h

tg a =

sin ß

 

1 + /ітг

 

или

 

sin ß

h - h

sin ß

t g a ^

 

sin $ + h h '

Коэффициенты трения Z, н /2 — коэффициенты трения скольжения и при одинаковых материалах деталей 1 и 5

fi = U = U

После подстановки получим

tg а ■

/с (1 — sin ß) f j + sin ß

Условие же сохранения заклиненного состояния будет:

h sin ß

1 — /с Sil) ß

или

tga^S

f с (1 +

sin ß)

sin ß

fji

Сравнивая последние два неравенства, видим, что решающим, как и прежде, является условие обеспечения процесса заклини­ вания.

Глава V

ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ МУФТЫ

1. Общие сведения

Предохранительные муфты служат для предохранения эле­ ментов машин от воздействия перегрузок; они разъединяют валы при возрастании крутящего момента выше допустимого зна­ чения.

Наличие предохранительной муфты в кинематической цепи позволяет более строго определить расчетные параметры при проек­ тировании машин, что приводит к снижению запасов прочности и веса машин.

Вопросы классификации предохранительных устройств и воз­ можных перегрузок подробно освещены в работе В. К. Тепинкичиева [581. Л. Б. Эрлих [501 рекомендует классификацию по роду силы, используемой в процессе срабатывания предохранителя. По этому признаку различают предохранительные муфты, срабатывания ко­ торых определяется: разрушением определенных деталей (срезные штифты, шпонки); силами упругости пружин (шариковые, ролико­ вые, кулачковые); силами трения (фрикционные).

Требования, предъявляемые к предохранительным муфтам:

а) точность срабатывания, характеризуемая способностью разъе­ динять кинематическую цепь всегда при одном и том же заданном крутящем моменте;

б) возможность регулирования величины предельного крутя­ щего момента;

в) способность автоматически восстанавливать свою работо­ способность после срабатывания.

Для сравнительной оценки различных предохранительных муфт можно пользоваться характеристиками, подробно исследованными в работах В. К. Тепинкичиева [581.

Коэффициент превышения номинальной нагрузки уп „ показы­ вает, насколько полно используются возможности машины и в каком интервале нагрузок должно срабатывать предохранительное устрой­ ство, чтобы полностью передать номинальную нагрузку (рис. 190) [58]

Мд

Ѵп-н — Ми

где Ма — номинальный момент муфты, т. е. наибольшая величина момента, потребная для работы машины; А4Д— допускаемый наи­ больший момент, определяемый слабым звеном машины.

Интервал нагрузок, внутри которого должна срабатывать муфта,

Мд- М„ = М„(у п.п-1).

(1)

Надежная защита машины обеспечивается, если при перегрузке крутящий момент, достигая своего допустимого значения, вызывает срабатывание предохранительной муфты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

S),

 

 

 

 

Машина

 

Предохранительная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мусрта

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• О

 

 

 

I f - -

-

-

-

-

 

 

 

 

 

 

5 :

а

?

«О

-

 

 

 

 

 

 

 

*

*

 

 

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_

_______________£

і

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 190.

Поле

срабатывания предо­

 

Рис.

191.

Изменение крутящего

мо­

 

хранительной муфты

 

 

 

мента

при

срабатывании предохрани­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тельных

муфт

 

 

Величина интервала нагрузок, внутри которого должна сраба­

тывать

муфта

(рис.

190),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДМпр = (Мпр + 0/Ипр)-М 0,

 

 

(2)

где М пр — предельная величина

крутящего момента, при

котором

заканчивается срабатывание муфты; М0 — крутящий момент,

при

котором

начинается

срабатывание

муфты;

ö — относительная

по­

грешность срабатывания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Запишем уравнение (2) в виде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДМпр = Мпр (1 + ô —уч) = МпрѴпР,

 

 

(3)

где упр = 1 +

б — у„ — относительная

величина

поля

срабаты­

вания

предохранительного

устройства;

Чч= іпг----- коэффициент

чувствительности

предохранительной

 

 

^пр

 

 

 

муфты.

 

 

 

Имея

ввиду, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

УИпр-ЬбЛАпр = Д4пр (1 + Ô) =

УИД= /ИцУп.ц,

 

 

можно написать

 

 

 

 

 

 

 

МА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

№ п . п

 

 

 

 

(4)

 

 

 

 

 

 

 

1+Ô

1+ 6 -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На

основании

уравнений

(1)

и (3) имеем

 

 

 

 

 

 

 

 

Д4ц (Уп.Н

 

J)

Д^прУпр-

 

 

(5)