книги из ГПНТБ / Серебренников Ю.Н. Детали машин учебник для авиационных специалистов

Постоянные муфты

По конструктивным формам все постоянные муфты можно разделить на две группы:

а) жесткие муфты;

б) упругие муфты.

Жесткие муфты вместе с передачей крутящего момента передают все возникающие во время работы толчки и удары.

Жесткие простые муфты требуют весьма точной уста­ новки валов без каких-либо перекосов и несовпадения гео­ метрических осей. Если этого избежать невозможно, то применяют особые жесткие муфты, называемые компенси­ рующими.

Рис. 188. Втулочная муфта Рис. 189. Разъемная муфта

На рис. 188 изображена простейшая жесткая втулочная муфта. Она состоит из втулки, насаженной на концы со­

единяемых валов, скрепленной с ними при помощи затяж­ ных шпонок или цилиндрических штифтов, или при помощи шлицевых соединений.

При расчете такой муфты необходимо рассчитать детали, соединяющие муфту с валом, а размеры самой муфты опре­

делить из условия прочности на кручение.

Недостатком втулочной муфты является трудность сборки и разборки, требующая сдвига одного из валов, по крайней мере, на половину длины муфты. Этот недостаток частично устраняют применением разъемных муфт, состоя­ щих из двух половинок, соединенных стяжными кольцами

(рис. 189).

К простым жестким муфтам относится так называемая дисковая муфта (рис. 190), представляющая собой два

фланца (диска), закрепленные на концах соединяемых ва­ лов и соединенные друг с другом болтами.

Для центрирования один из дисков имеет круговой вы­ ступ, входящий в соответствующую впадину другого диска.

Крепление дисков на валах, как правило, производится

159

на шпонках или шлицах. Расчету на прочность подлежат болты, соединяющие оба диска.

Если болты поставлены без зазора, то они рассчитыва­

п— число болтов.

Если болты установлены с зазором, что применяется гораздо чаще, то соответствующей затяжкой гайки нужно

Рис. 190. Дисковая муфта

возбудить на поверхности дисков силу трения, которая должна быть больше окружного усилия. Болты в этом слу­ чае рассчитываются как затянутые болты по уравнению

Примером жесткой муфты является соединительная муфта валов турбины и компрессора реактивного двига­ теля (рис. 191). Муфта состоит из двух шлицевых вту­

лок — ведущей и ведомой, соединяемых с валами при по­ мощи прямобочных шлицев. Крутящий момент передается зубчатыми венцами втулок, представляющих собой эвольвентное шлицевое соединение.

Расчету подлежат как шлицы, соединяющие втулки с валами, так и эвольвентные шлицы зубчатых венцов.

К числу жестких компенсирующих муфт относится так

называемая зубчатая муфта (рис. 192).

160

Простейшей упругой муфтой с неметаллическим упру­

гим элементом является металлорезиновая муфта (рис. 193),

жина (рис. 194, а) и пакет из пластин (рис. 194, б). За счет деформации упругих элементов и происходит амортизация ударов при передаче крутящего момента.

Рис. 194. Упругие элементы муфт Рис. 195. Упругая муфта

В качестве примера муфты с металлическим упругим элементом можно привести пружинную упругую муфту привода крыльчатки нагнетателя поршневого авиационного двигателя, принцип действия которой схематически пока­ зан на рис. 195.

Сцепные муфты

Сцепные муфты применяются в тех случаях, когда тре­ буется один из соединяемых валов периодически включать

ивыключать при непрерывном вращении другого вала.

Ксцепным муфтам предъявляются следующие основные требования:

162

Фрикционные муфты по сравнению с кулачковыми об­ ладают рядом преимуществ:

а) включение муфт может производиться при любой

грузок муфта будет буксо­ вать, предохраняя части меха­ низма от возможной пере­ грузки.

Фрикционные муфты в за­ висимости от формы рабочих

поверхностей могут быть ди­

Рис. 198. Фрикционная муфта сковыми и коническими; по условиям работы их можно раз­ делить на сухие, работающие без смазки, и смазываемые,

работающие со смазкой рабочих поверхностей.

На рис. 198 показана конструкция простейшей фрик­ ционной муфты. На концы валов насажены две полу­ муфты, одна неподвижно закреплена на ведущем валу 1, полумуфта 2 подвижная и перемещается при помощи от­ водного кольца 3 по направляющей шпонке 4.

При нажатии подвижной полумуфты на неподвижную с силой Q на поверхности диска возникает сила трения F=Qf, где /—коэффициент трения.

Момент силы трения должен быть больше крутящего

момента, т. е.

Mmp = FR>MKp.

Таким образом, расчет фрикционной муфты сводится к

определению силы нажатия или же к определению радиуса

диска С целью уменьшения размеров муфты широкое распро­

странение, особенно в быстроходных машинах, получили многодисковые муфты.

Принципиальная схема такой муфты дана на рис. 199.

Здесь одна группа дисков связана с валом 1, а другая — с валом 2. Перемещая одну группу дисков вдоль вала и

прижимая их к дискам второй группы, приводят муфту в

действие, при этом используются обе поверхности дисков..

Нажатие на диск производится рычагом 5,

164

Число дисков у сухих муфт может быть от 4 до 10, у

работающих со смазкой оно достигает 50.

Особую конструкцию сцепной муфты представляет со­ бой храповая муфта некоторых авиационных двигателей,

передающая при запуске крутящий момент от привода элек­ тростартера на вал двигателя.

Рис. 199. Многодисковая фрикционная муфта

Вид по стрелке К

Рис. 200. Храповая муфта

Храповая муфта (рис. 200) состоит из двух половин:

передней А, насаженной на главный вал коробки приводов при помощи шлицев, и задней Б, изготовленной заодно с ве­ домой конической шестерней стартера и посаженной на главный вал на подшипниках.

165

Глава девятая

ПЕРЕДАЧИ

§1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Впервой главе настоящего курса все машины были раз­

делены на две группы: машины-двигатели и рабочие ма­ шины.

Для приведения в движение рабочей машины необхо­ дима механическая энергия, которая получается в маши­ нах-двигателях и передается тем или иным способом к ра­ бочим машинам.

С давних пор передача энергии осуществлялась по сле­ дующей схеме: двигатель — трансмиссионный вал — меха­

нический привод — рабочая машина. Эта схема так назы­ ваемого группового привода применялась при передаче сравнительно небольших мощностей, потребляемых стан­ ками; в настоящее время в связи с бурным ростом машино­ строения и с появлением мощных машин, работающих на больших скоростях, она заменена более экономичной схемой

передачи, так называемой схемой индивидуального привода: двигатель — генератор электрической энергии — распреде­ лительный щит — электромотор — рабочая машина.

Кроме рассмотренных двух схем, возможна еще одна наиболее простая и с теоретической точки зрения наиболее совершенная схема: двигатель — рабочая машина, однако,

ряд обстоятельств принуждают помещать между двигате­ лем и рабочей машиной промежуточные устройства, назы­

ваемые передачами.

Таким образом, под передачами разумеются механиче­

ские устройства, предназначенные для передачи энергии от машины-двигателя к рабочей машине.

Введение передач и их широкое распространение в ма­ шиностроении обусловливается следующими основными соображениями^

167

а) Скорости двигателей в большинстве случаев не сов­ падают со скоростями, необходимыми для рабочей ма­

шины, например, число оборотов вала компрессора реак­ тивного двигателя при передаче вращения к топливному на­ сосу уменьшается в четыре раза.

б) Двигатель осуществляет обычно вращательное дви­ жение, а рабочая машина иногда требует поступательно­

возвратного или винтового движения и др.

Все механические передачи, применяемые в машино­ строении, разделяются на две основные группы:

1.Передачи, осуществляемые гибкой связью (ременные, канатные и цепные).

2.Передачи, осуществляемые непосредственным сопри­ косновением вращающихся деталей (фрикционные и зубча­ тые) .

Внастоящем курсе будут рассмотрены лишь зубчатые

передачи, нашедшие наибольшее распространение в кон­ струкциях современных авиационных двигателей и само­

летных механизмов.

Во всех механических передачах вал и насаженные на

крутящий момент и получающие движение от ведущих, на­

зываются ведомыми.

Передача мощности от ведущего вала к ведомому

всегда сопровождается потерей части передаваемой мощно­

168