20.3 Сцепные муфты. Классификация

Сцепные муфты классифицируют:

• кулачковые (жесткие);

• фрикционные:

• дисковые;

• конусные;

• колодочные.

Управляемые муфты позволяют соединять или разъединять валы без использования механизмов управления.

По принципу работы муфты этого типа делятся на две группы: кулачковые и фрикционные. Обязательное условие применения этих муфт - строгая соосность валов.

Кулачковые муфты состоят из двух полумуфт с кулачками на торцовых поверхностях (рис. 74). Материал полумуфт — Сталь 20Х или 20ХН. Для повышения износостойкости рабочие поверхности кулачков цементируют и закаливают до твердости 54-60 НRС.

Кулачки могут иметь профиль прямобочный, трапецеидальный и треугольный соответственно для больших, средних и малых нагрузок. Число кулачков ...60 определяется в зависимости от крутящего момента.

Рисунок 74 - Кулачковая сцепная муфта

Размеры муфт принимают конструктивно, затем кулачки проверяют на износостойкость по среднему давлению (напряжению смятия) на рабочих поверхностях и изгиб у основания кулачка. Алгоритм расчета приведен в табл. 52.

Таблица 52 – Алгоритм расчета

КР – изгиб	КР – смятие
1	2
РН -	РН -
РУ – , где - коэффициент неравномерности распределения нагрузки по кулачкам; — окружная сила, определяемая по среднему диаметру кулачков муфты; - число кулачков; - размеры кулачков; допускаемое напряжение на изгиб: - при включении в покое; - при включении на небольших скоростях; - при включении на повышенных скоростях	РУ – , где - допускаемое напряжение на смятие кулачков

Продолжение таблицы 52

1	2
РФ - ; , где -средний диаметр кулачков	РФ –

Фрикционные муфты позволяют соединять валы под нагрузкой и с большей разностью начальных угловых скоростей, так как при включении муфт вращающий момент возрастает постепенно, по мере увеличения силы давления по поверхности трения.

По форме поверхностей трения фрикционные муфты делятся на дисковые (рис. 75,а), конусные (рис. 75,б) и цилиндрические (рис. 75, в). Фрикционные муфты применяют при строгой соосности валов.

Из всех видов фрикционных муфт наиболее распространены в машиностроении многодисковые муфты (рис. 70), что обусловлено их малыми размерами (что важно для высокоскоростных передач). Эти муфты применяют для передачи малых и средних крутящих моментов.

а б в

а — дисковая, б — коническая, в — цилиндрическая

Рисунок 75 - Муфты фрикционные

Многодисковая муфта (см. рис. 76) состоит из ведущей полумуфты со стаканом («чашкой») 1, на внутренней поверхности которой предусмотрены зубья для соединения с ведущими (наружными) дисками 2, и ведомой полумуфты («втулки») 7, имеющей на наружной поверхности зубья для соединения с ведомыми (внутренними) дисками 3, чередующимися с ведущими. В специальных пазах ведомой полумуфты установлены на осях 8 рычажки 5, упирающиеся одним концом в диски 4, сопряженные с ведомой полумуфтой, а другим - контактируют с внутренней конической поверхностью подвижной поводковой втулки 6. Когда втулка 6 передвинута влево - муфта включена. Все диски прижаты друг к другу с помощью рычажков 5, которые фиксируются на внутренней цилиндрической поверхности поводковой втулки 6 за счет сил трения

Рисунок 76 - Муфта фрикционная многодисковая

Муфты фрикционные многодисковые выбирают по ГОСТ15622-77 (СТ СЭВ 1915-79). Поверхности трения дисков проверяют на износостойкость по давлению на поверхности трения. Алгоритм расчета приведен в табл. 53.

Таблица 53 – Алгоритм расчета

КР – износостойкость

РН - , где - момент трения на рабочих поверхностях дисков; , – коэффициент запаса сцепления, выбирается в зависимости от характера работы. РН -

РУ - где ƒ – коэффициент трения – скольжения (справочные данные); - число пар трущихся поверхностей; - наружный и внутренний диаметры рабочей поверхности дисков; - средний диаметр поверхности трения дисков; [p] – допустимое давление на контактных поверхностях фрикционных пар (справочные данные). где - общая сила нажатия на диски муфты

РФ - где KZ – коэффициент, учитывающий влияние числа дисков в муфте на силу включения; ; [Z] ≤ 16 – для масляных муфт; [Z] ≤ 6 – для сухих муфт; - количество наружных дисков; - количество внутренних дисков.