Расчет дисковой фрикционной муфты

а) на передачу крутящего момента Т:

Момент трения муфты:

,

где: К= 1,5..2 – коэффициент запаса, f – коэффициент трения между фрикционным диском 2 и подвижной полумуфтой 3, - средний радиус рабочих поверхностей, Т – передаваемый крутящий момент.

Отсюда требуемое усилие прижатия полумуфт:

.

б) на удельное давление (износ):

,

где - допустимое контактное давление.

Расчет конусной фрикционной муфты

а) на передачу крутящего момента:

рассматривая равновесие правой полумуфты, получаем

,

.

Решая эти уравнения совместно, находим

,

где - приведенный коэффициент трения, р - удельное давление на рабочей поверхности, f – коэффициент трения на рабочей поверхности, К – коэффициент запаса по трению, b – ширина контактной поверхности.

б) на удельное давление (износ):

Нетрудно установить, что значение непрерывно возрастает с уменьшением углa a .

Увеличение позволяет во столько же раз уменьшить силу F_a . В этом и заключется положительная особенность конусных муфт. Однако, применять очень малые углы a на практике не рекомендуется, так как при этом может происходить самозаклинивание полумуфт. Для устранения самозаклинивания необходимо, чтобы угол трения на рабочей поверхности был меньше угла конусности . Обычно выполняют .

Необходимо также учитывать, что конусные муфты не допускают смещение и перекос соединяемых валов.

Расчёт центробежной муфты

Центробежные муфты автоматически соединяют валы, когда угловая скорость превысит некоторое заданное значение, т. е. они являются самоуправляемыми по скорости. Их применяют для разгона машин с большими маховыми массами и с малым пусковым моментом, для повышения плавности пуска, выключения при перегрузках (бензопилы) и т. п.

Схема одной из центробежных муфт изображена на рисунке. Центробежная сила F_u прижимает колодку 3 к барабану полумуфты 2. Этому препятствует сила F, возникающая от прогиба пружины 4. Значение силы F регулируют винтом 5.

Соприкасание между колодкой и барабаном возможно при условии

F<F_ц = mr ,

где т — масса колодки; r — расстояние центра тяжести колодки от оси вращения; ω — угловая скорость полумуфты 1.

Формула позволяет определить необходимую силу пружины по заданной угловой скорости , до которой полумуфта 1 вращается свободно.

Для передачи крутящего момента необходима угловая скорость , которую определяют по условию

КТ < 0,5 (F_ц—F) fzD = 0,5mr Dzf ( — ),

где z — число колодок; f — коэффициент трения.

В диапазоне между и муфта пробуксовывает и постепенно разгоняет ведомый вал. Сила пружины в данном случае

F= ,

где у — стрела прогиба; — осевой момент инерции площади сечения пружины.

Работоспособность колодок рассчитывают по давлению [р] на поверхности колодок также, как и в рассмотренных ранее фрикционных муфтах