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

Из рис. 197, а видно, что в процессе срабатывания муфты угол давления а изменяется по закону

sin а

dm

h

dm

'

 

где d.m — диаметр шарика; /і — расстояние, на которое выступает шарик из полумуфты.

Рис. 197. Виды сопряжений шариков с рабочими поверхно­ стями:

а— с шариком; б — с призматическим пазом; в — с кони­ ческой поверхностью; г — с тороидальной поверхностью

Из

последних двух

формул следует, что величина

окружной

силы

на муфте Р

кр

зависит главным образом от

взаимного

D

 

 

 

 

 

 

расположения шариков, определяемого углом а. В процессе сра­ батывания муфты расстояние h увеличивается, сила сжатия пру­ жины возрастает, а угол а убывает. При этом сила Р, определяющая величину крутящего момента, передаваемого муфтой, резко убы­ вает. Таким образом, не требуется дополнительного возрастания нагрузки для полного выключения муфты (как у кулачковых муфт), что сказывается на повышении точности срабатывания шариковых муфт.

Рис. 198. Предохранительная шариковая муфта

D .m d n m Шшаиппд оц

Муфты, у которых шарики контактируют с коническими отвер­ стиями или коническими призматическими канавками (рис. 197, б, в),

Рис. 199. Шариковая предохранительная муфта по ГОСТ 15621—70

имеют постоянный угол а и срабатывают подобно кулачковым муфтам.

Для пружинно-шариковых муфт, у которых в процессе срабаты­ вания перемещаются шарики, а не полумуфта (рис. 197, б, в, г), выражение (8) получает вид

Р п р — Р

[lg ( а

—- ф) — /]>

(9)

 

где (р — угол

трения

между

ша­

 

риками

и сопряженной

поверхно­

 

стью полумуфты; / — коэффициент

 

трения между шариками и стен­

 

ками отверстий при их осевом пе­

 

ремещении.

 

 

 

 

 

Пружинно-ша риковые предо-

 

хранительные

муфты удовлетвори­

 

тельно

работают, если нормальная

Рис. 201). Шариковая предохрани­

сила в

месте

контакта

Рп не пре­

тельная муфта

вышает

значения,

зависящего

от

 

неравномерности распределения нагрузки между шариками при

допустимом

давлении на

шарики

Р0 =

3-10° кгс/см2:

 

dm в мм

. . . .

11

12

14

16

20

24

28

32

Р„ в кгс

. . . .

16,0

18,0

20,0

22,0

28,0

34,0

40,0

50,0

На рис. 198 представлена шариковая предохранительная муфта, состоящая из зубчатого колеса /, имеющего на торце кулачки, корпуса 2, в отверстиях которого располагаются шарики и пру­ жины. Зубчатое колесо соединяется с валом через кулачки, шарики, корпус и шпонку. Сила действия пружины на шарнк может изме­ няться благодаря осевому смещению правой части корпуса 2,

Число шариков, необходимых для передачи заданной окружной силы:

Р

COS ф

(10)

Рп

cos (а — ф)

На рис. 199 показана предохранительная шариковая муфта по ГОСТ 15621—70, а в табл. 56 приведены основные размеры и харак­ теристики. На рис. 200 приведена конструкция шариковой муфты.

5. Фрикционные муфты

Фрикционные муфты применяются при частых кратковре­ менных перегрузках главным образом при нагрузках ударного действия.

Форма трущихся поверхностей, материалы дисков и другие тре­ бования остаются такими же, как в обычных фрикционных муфтах (см. выше).

Усилие пружины фрикционных предохранительных муфт опре­ деляется по максимальному крутящему моменту М тах, передавае­ мому муфтой, по формулам, выведенным ранее для фрикционных муфт.

Усилие пружины Qnp для конусных муфт

QnP

для дисковых муфт

(обозначения см. в гл. III).

Наибольшие допускаемые удельные давления для рабочих по­ верхностей предохранительных муфт и средние значения коэффи­ циентов трения приведены в табл. 57.

Точность срабатывания муфт в значительной мере зависит от стабилизации коэффициента трения.

Результаты исследования В. К. Тепинкичиева показывают зави­ симость коэффициента трения от многих факторов, в числе которых скорость нарастания нагрузки, удельное давление, режим работы муфты, предшествующий выключению ее, состояние трущихся поверхностей, их микрогеометрия и др.

На рис. 201 показана предохранительная фрикционная муфта по ГОСТ 15622—70, а в табл. 58 приведены основные параметры и размеры.

На рис. 202 представлена конструкция предохранительной фрик­

ционной

муфты (Гидростальпроект).

Фланец полумуфты 8 с

обшивкой из ферродо 7 зажат

усилием

пружины 4 между

фланцем полумуфты 1 и нажимным

диском 6.

 

to

ю

со

а

х

ч

со

н

х

X сО

О.

X

о

*&

г

2

о.

н

QJ

г

cd

о. cd

с

I

.

о

 

30

^ Г3

ч о. я £і £

щs s 3 -•

з ч і « г

X

C-L în & 0

С<У

С.2

а

аа

-J с

Et е; •> пО) 5*^

ч с - ь о S o c

 

о ш

 

 

 

у

 

 

 

Ч су

 

 

 

х ю

 

 

 

э* >-

 

 

 

Р)

 

 

2 |

- ^ 5 ' ?

Исполнение

•“

■Е° с

 

с

Ь о

 

 

5

° с

 

 

tj —■”s

 

« 3 5 ^ ;

 

13

? Ь о

о

" t h

 

S

+Ui

âî

X

о

"ч Ь о §

с

 

о

 

00

ю

ю

ІО

о

 

о

о

о

 

со

г-

ю

со

со

см"

 

00

со

со"

со"

см

со"

о

о

о

 

 

со

іо

1

со

1

о 00 о

1

о

о о

1

1

ю

о

 

о

со

ю

о

о

со

о

со

 

Ю

о

со

 

 

см

o '

 

 

 

o f

 

со"

 

 

 

 

 

 

00

 

СМ

о

 

со

ю

ю

 

 

 

 

 

СМ

со

 

со

 

ю

о

 

 

о

 

ю

 

о

 

о

о

о

Г—

 

со

О)

 

1

со

ю

г-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

со

 

 

ю

 

ю

 

ю

 

ю

іП

о

со

 

 

 

 

ю

 

со

 

г-

00

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

СО

1

со

1

05

CM

1

см

1

со

со

1

 

1

•ч*

со

1

со

1

 

со

I

VJ

 

ю

со

со

со

со

со

Ш

of

со’

со

со"

со

со

'd*

'ЧГ

ю

 

■ЕСс «

 

 

 

 

о

см

 

 

 

a s;

 

 

 

 

 

 

 

s ë g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г Н О

 

 

 

см

со

о

ю

о

 

 

 

 

со

СО

 

 

ю

 

Soc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q С

 

 

 

 

ю

 

о

о

исполнения

X45-2 11

 

 

 

о

 

см

 

 

 

 

см

 

см

 

СМ

 

 

 

 

 

 

О)

 

to

 

 

 

 

 

со

 

X

 

X

 

(N

 

 

X

X

1

1

 

 

 

ю

о

о

 

 

 

 

 

о

см

муфты

 

 

 

 

см

со

о

ІП

о

Обозначение

 

 

 

 

Ol

xt-

 

 

со

со

тг

■4f

ю

 

X

X

X

X

X

X

X

X

X

 

ІП

ІП

о

о

о

 

in

Ю

 

 

о

о

СМ

CM

•чг

 

T

’Ч*

 

 

 

 

 

■ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

о

о

t 5

S 4

Ä 3

5 ч

Я • ц

яN. -

I ? Ö=Nй $3.

°Г0 ( s Оs

=о Р* иоРп аін

оЧ ^-ч я

0) «J, О

с.а о

СSH

Наибольшее удельное давление, допускаемое на рабочих поверхностях предохранительных муфт и среднее значение коэффициента трения (58)

 

 

 

 

 

Конусные

муфты

Дисковые

муфты

Материал

 

 

Удельное

Коэффи­

Удельное

Коэффи­

трущихся

поверхностей

циент

циент

 

 

 

 

 

давление р

статиче­

давление р

статиче­

 

 

 

 

 

ВКГС/мм2

ского

в кгс/мма

ского

 

 

 

 

 

 

трения U

 

трения

Со смазкой

 

 

 

 

 

 

 

 

Закаленная

сталь

по

зака­

0,06—0,08

0,1

ленной стали

 

 

 

 

 

 

 

Чугун по чугуну пли по за­

0,10—0,12

0,15

0,06—0,08

0,15

каленной стали

 

 

 

 

 

 

Без смазки

 

 

 

 

 

 

Чугун по

закаленной

стали

0,03—0,04

0,2

Прессованный асбест ферродо

0,03—0,04

0,03—0,04

0,3

по стали или

чугуну

 

 

0,04-0,06

 

 

 

Текстолит

по стали

или чу­

0,2

 

 

гуну

 

 

 

 

 

 

 

 

Полумуфта 1 соединена с нажимным диском 6 скользящей шпон­ кой 9, помещенной в шпоночную канавку на диске 6 и в прорезь полумуфты 1.

Регулирование муфты на предельный момент производится за­ тяжкой болтов 2. Винтами 5 к муфте крепится кожух 3,

Вид А

Рис. 201. Предохранительная фрикционная муфта по ГОСТ 15622—70

На рис. 203, а показана предохранительная фрикционная муфта в сочетании с зубчатой муфтой конструкции НКМЗ, рассчитанная на предельный момент в 400 кгс -м. Диски (рис. 203, б) выполнены из стали 45 и снабжены смазочными канавками. Торцы дисков под­ вергаются поверхностной закалке HRC 36 — 40.

00Ю

201)

 

(рис.

 

фрикционных

«

 

н

 

СУ

 

с.

 

н

предохранительныхмуфт

о

о

 

3

 

 

о

 

и

 

О

 

С

С- га 2 ■ R ÿ H ï

cf Ч а: к о и

О) >»га н S X

е5s° _

гг<у 0.2 « *- с• X

-J с

et е > Оо S 41

**“ •р о

ос

 

5 -3 ы

 

іЮ w

 

•J

СО

€>•1

 

 

- 3

S '?

=

•° g-P о

О

S ° с

ч

о

с

S■ » g - g o

со с

-<У

 

^ B - h O

 

 

о с

ÜJ

+

| §

ч °

X

-

с п

2

й)

"ta

°

с

о

6

(пред, .лкто )зАпо

с

о

X

(мм)

• .

Э-Н о

в

£ о с

 

Размеры

Q с

 

о

 

Ч

еч

2

 

0)

3

X

о;

«3

:

m

С

о

С

■р

ш

in

in

о

о

о

о

со"

СО

г -

к

 

СО

ю

00

CO

см"

со

со

чр

см

со"

 

О

о

о

1

со"

ю"

об

 

со

 

 

»п

 

 

1

1

1

1

1

 

1

X

 

о

CO

о

о

о

о

о

о

СО

 

см

чр

cq

о

со

 

со

сс

 

 

см

ч

 

о

©

о

 

 

см"

 

со"

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

см

 

CO

oo

о

см

ІП

о

00

ос

о

 

 

 

 

см

см

см

со

со

чр

со

сч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

о

Ю

о

о

о

о о

о

о

Г5

II

 

со

г -

r -

ce

05

о

см

"3*

со

со

■Q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

га

ç>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

O']

ю

00

о

гм

со

о

ю

ю

о

Г)

3

I

см

см

CM

со

со

о :

чр

чр

ю

t—

05

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

Ü5

 

 

 

 

СО

 

 

 

 

 

со

 

 

 

со

ю

 

 

ю

 

 

 

 

 

со

05

 

со

чр

 

 

 

г -

 

 

 

CO

со

со

см

 

со

см

со

 

см

со

 

 

 

 

 

 

см

со

со

 

чр

чр

 

 

CO

о

гм

ю

 

см

со

см

 

00

чр

 

 

—•

см

см

(Si

 

со

со

 

чр

ю

00

со

со

со

00

°°»

со

со

ш"

со

со

со

со

со

со"

oo

о

см"

см

со"

со

со"

со"

со"

со"

 

■—

см

см

см

со

со

чр

ю

6Ьч

но

1 2

оX

Йs

1

0

5

1

= *1

Е ?

о

сч

Ю к

II і

Q g

ч

2 о

Ос

С. У Н 3

2 =

-4P

 

ю

 

со

 

 

со

о

 

см

чр

 

1

II

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

Q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С.

g

см

чр

CO

00

о

см

 

со

см

со

о

m

о

га

ы

"

 

 

 

см

см

я

см

со

со

т

чр

ю

3

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

га

о 1п о

ІП

о

о

о

о

о

 

 

ю

о

Ç

ч

ю

ю

со

СО

со

05

о

 

см

 

со

»о

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

£

ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

с

 

 

 

 

 

 

со

со

см

СО

 

СМ

со

zr

^

—«

CO

со

00

 

 

 

см

см

со

со

 

Чр

чр

 

 

 

 

 

 

 

С4)

X

X

X

X

 

X

X

S 1

°

X

X

X

X

X

X

 

о

 

о

о

 

ю

о

 

 

о

ІП

о

ІП

о

о

 

см

см

 

со

ю

о **"

 

ю

I f :

CO

СО

00

05

 

 

 

 

 

—ч

 

 

см

CM

CM

см

О )

см

см

см

см

см

 

см

= О

с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

га о ь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оУ а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ч к>2

см

чр

CO

со

о

см

ІП

00

гм

со

о

Ю

о

X *

см

см

со

со

чр

чр

ю

O-S

-

 

 

 

 

 

см

X

X

X

X

X

X

X

о ІГ5(У

X X X X X X

о

о

о

о

m

ІП

о

і-і S

о

ю

о

ІП

о

о

о

 

см

см

со

со

ю

С Sн

ю

CO

со

00

05

 

 

 

 

 

 

 

<

Б-Б

ВидА

Рис. 202. Предохранительная фрикционная муфта Гидростальпроекта

На рис. 204, а изображена фрикционная предохранительная муфта с малоизменяющимся предельным крутящим моментом [21].

Рис. 203. Зубчатая муфта с предохранительным многодисковым фрик­ ционом

Муфга состоит из двух полумуфт — правой и левой. Правая по­ лумуфта имеет два диска: упорный 3, жестко связанный с валом 8 (или составляющий с ним одно целое), и нажимный 5, скользящий по валу 8. Между дисками 3 и 5 помещен диск 4, зажатый между

ними пружиной 6 и соединенный шлицами с левой полумуфтон 2. Между нажимным и упорным дисками в гнездах помещается три ша­ рика 1. Сила нажатия пружины 6 регулируется гайкой 7.

При работе муфты нажимный и упорный диски сместятся отно­ сительно друг друга и придут в соприкосновение с шариками (рис. 204, б), что произойдет при крутящем моменте, значительно меньшем, чем предельный.

После того как шарики вступят в работу, они принимают участие в передаче половины передаваемого момента (для муфты с двумя поверхностями трения). Рост пере­ даваемого шариками момента ведет

Рис. 204. Фрикционная предохранительная муфта конструкции Н. Д. Вернера

к росту продольной реакции шарика Р и снижению силы сжатия дисков Q:

Q= P n - P ,

где Р„ — сила сжатия пружины.

Предельный момент, передаваемый муфтой (при двух поверх­ ностях трения):

M np = 2 Q fP cp = 2 f P cp ( Р п - Р ) ,

где / — коэффициент трения.

Учитывая, что момент, передаваемый шариками, равен половине общего момента, получим

пр

= / ѵ = tg а

отсюда

Р = МПр tgoc 2г

После подстановки этого значения Р в предыдущее выражение получим

2PaR^rf

Мпр~ r+Rcpftga-