Методички / Курс деталей машин

Демпфирующая способность упругих муфт способствует снижению динамических нагрузок и затуханию колебаний.

В машиностроении применяют большое количество разнообразных по конструкции упругих муфт. По материалу упругих элементов эти муфты делят на две группы: с металлическими и неметаллическими элементами. Основные типы металлических упругих элементов:

1.Витые цилиндрические пружины (рис. 27.10).

2.Стержни, пластины или пакеты пластин, расположенные в радиальном направлении (рис. 27.11 и 27.12);

3.Пакеты разрезных гильзовых пружин (рис. 27.13);

4.Змеевидные пластинчатые пружины (рис. 27.14).

Рис. 27.10. Витые пружины Рис. 27.11. Пластина Рис. 27.12. Пакет пластин

F

F

Эти элементы работают на кручение (рис. 27.11 и 27.12) и изгиб. Они более долговечны, чем неметаллические, и позволяют изготовлять малогабаритные муфты с большой нагрузочной способностью. Муфты с металлическими

Муфты с резиновыми упругими элементами широко распространены для передачи малых и средних вращающих моментов. Некоторые из элементов конструкций данного вида представлены на рис. 27.17:

1.цилиндрические шпонки (рис. 27.17, а);

2.упругая оболочка (рис. 27.17, б);

3.резиновая звёздочка (рис. 27.17, в);

4.резиновый диск, привулканизированный к полумуфтам (рис. 27.17, г)

либо воспринимающий давление от пальцев полумуфт (рис. 27.17, д).

8. Муфты с торообразной оболочкой по ГОСТ 20884 обладают хорошими компенсирующими свойствами. В зависимости от типоразмера они могут компенсировать l 11 мм, r 5 мм, 1,5 , max = 30.

Рис. 27.17. Неметаллические упругие элементы муфт

27.5.3.Муфта упругая втулочно-пальцевая

9.МУВП по ГОСТ 21424 (рис. 27.18) получила широкое распространение,

особенно в приводах от электродвигателей с малыми и средними вращающими моментами. Упругими звеньями здесь служат гофрированные резиновые втулки или кольца трапецеидального сечения, которые надеваются на металлические пальцы одной полумуфты и вставляются в отверстия другой полумуфты.

Вследствие сравнительно небольшой толщины втулок муфты обладают малой податливостью и компенсируют небольшую несоосность: l = 1…5 мм,

r = 0,3…0,6 мм, 1 . Для проверки прочности пальцы рассчитывают на изгиб, а резину – по давлению (смятию) по формуле:

где z – число пальцев;

D0 – диаметр расположения центров отверстий; lв – длина рабочей поверхности втулки;

dп – диаметр пальца.

Рис. 27.18. Муфта упругая втулочно-пальцевая

Пример 27.1. Выбрать муфту МУВП и проверить втулки на смятие по следующим исходным данным: крутящий момент Т = 500 Н·м, диаметр вала d =

40 мм. Недостающими данными задаться.

Решение.

Принимаем муфту 500–40–1 ГОСТ 21424-75 [5] со следующими характеристиками: крутящий момент Т = 500 Н·м, диаметр вала d = 40 мм,

исполнение 1, наружный диаметр D = 170 мм, диаметр расположения центров отверстий D0 = 120 мм, длина муфты L = 225 мм, число пальцев z = 6, длина

рабочей поверхности втулки lв = 26 мм, диаметр пальца dп = 18 мм. Рабочее давление:

Вывод. Прочность недостаточна. Принимаем муфту 1000–40–1

ГОСТ 21424-75 [5] со следующими характеристиками: крутящий момент Т = 1000

Н·м, диаметр вала d = 40 мм, исполнение 1, наружный диаметр D = 220 мм,

диаметр расположения центров отверстий D0 = 160 мм, длина муфты L = 226 мм,

число пальцев z = 6, длина рабочей поверхности втулки lв = 32 мм, диаметр пальца dп = 25 мм. Рабочее давление:

Вывод. Прочность достаточна.

27.6. Управляемые муфты

Управляемые муфты предназначены для соединения или разъединения валов без их остановки. Передача вращающего момента может осуществляться либо за счет зацепления (кулачковые муфты), либо силами трения (фрикционные муфты).

Фрикционные сцепные муфты передают вращающий момент между полумуфтами за счёт сил трения на рабочих поверхностях дисковой (рис. 27.19)

или конической формы. Давление на поверхностях контакта создают с помощью устройств и механизмов включения различного типа (пружинно-рычажных,

электрических, гидравлических и пневматических устройств). Фрикционные муфты должны обладать надёжностью сцепления, высокой износостойкостью и теплостойкостью контактирующих поверхностей.

диски прижаты друг к другу и передают крутящий момент Т. При отсутствии силы Fa диски проворачиваются друг относительно друга без контакта и нагрузки не передают.

Давление определяют по формуле (30.2), а силу нажатия:

где z – число пар трущихся поверхностей:

n – число дисков; на рис. 27.20 n = 7, a z = 6.

Таким образом, применение многодисковых муфт позволяет увеличить передаваемый крутящий момент в z раз при неизменных силе нажатия и диаметрах дисков.

27.7. Автоматические муфты

Эти муфты предназначены для автоматического разъединения или соединения валов в тех случаях, когда параметры работы машины становятся недопустимыми по тем или иным показателям. Такими показателями являются:

–вращающий момент;

–угловая скорость;

–направление вращения.

Муфты, реагирующие на указанные показатели, называются:

–предохранительные;

–центробежные;

–обгонные.

12. Предохранительные муфты.

Эти муфты служат для защиты машин от перегрузки. Любая фрикционная муфта, отрегулированная на передачу предельного момента, выполняет функции предохранительной. Сила нажатия в ней обеспечивается постоянно действующими пружинами.

Другим представителем предохранительных муфт является муфта со специальными разрушающимися элементами (рис. 27.21). Штифт между полумуфтами срезается при перегрузке. Закалённые втулки предотвращают смятие более слабого материала штифтом. По торцам муфты должны иметь минимальный зазор (0,05…0,1 мм). Жёсткое соединение полумуфт штифтом не компенсирует несоосности, поэтому необходима строгая центровка полумуфт.

13. Центробежные муфты.

Эти муфты автоматически соединяют валы только тогда, когда угловая скорость превысит некоторое заданное значение. Это целесообразно при разгоне машины с большими маховыми массами при двигателе с малым пусковым

моментом, при выключении или перегрузках (бензопила, мотокультиватор), когда бензодвигатель сбавляет обороты и может заглохнуть.

На схеме рис. 27.22 центробежная сила Fυ прижимает колодку к барабану полумуфты. Этому препятствует сила F, возникающая от прогиба пружины.

Значение силы регулируют винтом. Сопряжение между колодкой и барабаном возможно при условии:

где m – масса колодки;

r – расстояние от центра тяжести колодки до оси вращения;

ω – угловая скорость полумуфты.

F

υ

F

υ

Данная конструкция муфты является нормально-разомкнутой. Существует также конструкция нормально-замкнутой муфты, когда при определенной угловой скорости валы разъединяются.

14. Муфты свободного хода.

Такие муфты передают крутящий момент только в одном заданном направлении. Их применяют в станках, автомобилях, велосипедах и т.д.

Наибольшее распространение получили фрикционные обгонные муфты,

передающие вращающий момент за счёт заклинивания роликов между

полумуфтами (рис. 27.23). При вращении звёздочки против часовой стрелки вращение передаваться не будет, так как ролики заклиниваться не будут.

Вопросы для самоподготовки

1.Каково назначение муфт?

2.На какие группы и по каким признакам классифицируют механические муфты?

3.Каковы достоинства и недостатки глухих муфт?

4.Какие параметры характеризуют несоосность валов?

5.Какие муфты компенсируют несоосность?

6.Какие функции выполняют упругие муфты?

7.Чем характеризуются динамические свойства упругих муфт?

8.Какие упругие элементы используются в муфтах?

9.Какие упругие муфты наиболее распространены?

10.Какие функции выполняют сцепные муфты?

11.Зачем ставят предохранительные муфты?

12.Как работает центробежная муфта?

13.Каков принцип работы обгонной муфты?

Вопросы, выносимые на экзамен

1.Приводные муфты. Классификация. Принцип работы и расчет фланцевой глухой муфты.

2.Виды несоосности валов. Конструкция, техническая характеристика и расчет зубчатой компенсирующей муфты.

3.Упругие муфты. Общие сведения. Упругие элементы муфт. Расчет элементов упругой втулочно-пальцевой муфты.

4.Сцепные муфты. Конструкции. Расчет дисковой фрикционной муфты.

Тема 28 (факультативная): Фрикционные передачи