9.2 Предохранительные муфты

В предохранительных муфтах сигналом управления служит передаваемый крутящий момент; когда его значение превышает расчетное, муфта автоматически разъединяет ведомый и ведущий валы, предохраняя механизм от перегрузок. Предохранительные муфты бывают фрикционные, пружинно-шариковые (или роликовые) и др. [2].

В предохранительных муфтах сигналом управления служит передаваемый крутящий момент Т; когда его значение превышает расчетное, муфта автоматически разъединяет ведомый и ведущий валы, предохраняя механизм от перегрузок.

Предохранительные свойства фрикционных муфт заключаются в проскальзывании полумуфт в случае, когда Т  М_f. Фрикционные диски 3 типичной предохранительной фрикционной муфты (рис. 9.5, а) могут смещаться в осевом направлении относительно полумуфты 1, но не вращаются относительно нее. Аналогично соединены диски 4 с полумуфтой 6. Сила F пружины 2 прижимает диски 3 и 4 друг к другу; при этом создается момент сцепления М_f. Если крутящий момент Т  М_f, то муфта передает вращение. Регулирование силы F осуществляется шайбой 5.

Недостаток фрикционных муфт рассмотренного типа – повышенный износ в результате проскальзывания при перегрузках. От этого недостатка свободна муфта, показанная на рис. 9.5, б. С полумуфтой 3 жестко связано кольцо 2. В конических отверстиях втулки 6 и кольца 2 помещаются шарики 1. Когда передаваемый момент становится больше предельного, шарики выходят из гнезд, втулка 6 перемещается вправо, сжимая пружину 8. В результате сила парижатия дисков 4, 5 падает до нуля и муфта выключается.

Расчет фрикционных предохранительных муфт проводят по тем же формулам, что и для фрикционных муфт включения (см. параграф 9.1.3).

В качестве предохранительных муфт используют также пружинно-кулачковые, пружинно-шариковые и муфты со срезными штифтами. В последних штифт разрушается в том случае, когда крутящий момент превышает допустимый. Предельное значение передаваемого момента кулачковых муфт с торцовыми зубьями зависит от формы зубьев и силы прижатия полумуфт пружиной (см. рис. 9.3, б).

Рисунок 9.5 – Предохранительные фрикционные муфты

9.3 Муфты свободного хода

Муфты свободного хода передают вращательное движение лишь в одном направлении, часто их называют также обгонными муфтами, так как связь валов автоматически прерывается, как только угловая скорость ведомого звена превысит скорость ведущего. По конструкции муфты свободного хода подразделяют на фрикционные, храповые и пружинные (рис.9.6).

Рисунок 9.6 – Муфты свободного хода: фрикционная (а), храповая (б)

Фрикционная муфта свободного хода (рис. 9.6, а) состоит из звездочки 1, обоймы 2 и нескольких шариков или роликов 3, которые отжимаются пружинами 4 в суженную часть пространства между звездочкой и обоймой. Если ведущая звездочка 1 вращается по ходу часовой стрелки, то шарики (ролики) заклиниваются, в результате чего внешняя обойма 2 также начинает вращаться. Если ₂  _, то муфта выключается. КПД фрикционных муфт свободного хода равен 0,8…0,95.

Храповые муфты свободного хода (рис. 9.6, б) используют для односторонней передачи движения от вала к насаженной на него детали (или наоборот) при небольших нагрузках и угловых скоростях. Такую муфту, например, используют в механизме телефонного номеронабирателя, где она соединяет зубчатое 1 и ведомое червячное 7 колеса, свободно насаженные на ось 2. При вращении колеса 1 против хода часовой стрелки

шарнирно соединенная с ним пальцем 5 собачка 4 зацепляется с храповым колесом 6: вращение передается на червячное колесо 7 и импульсную звездочку 8. Пружина 3 обеспечивает постоянный контакт звеньев 4 и 5. При вращении колеса 1 в противоположную сторону собачка скользит по зубьям храповика и движение к червячному колесу не передается. Недостаток храповых муфт – шум при холостом ходе и удары при включении.

Муфты свободного хода с цилиндрической пружиной находят наиболее широкое применение в тихоходных приборных передачах благодаря простой конструкции, надежности и бесшумности работы 2.