Самодействующие муфты.

В зависимости от того, при изменении какого параметра машины происходит автоматическое сцепление или расцепление муфты и соединяемых ею валов, различают следующие самодействующие механические муфты:

  • предохранительные для защиты машины от перегрузок;
  • обгонные, или муфты свободного хода, для передачи момента только в одном направлении, допускающие свободное вращение в обратном направлении;
  • центробежные для автоматического сцепления или расцепления валов при достижении ведущим валом заданной частоты вращения.

Предохранительные муфты подразделяются на муфты с разрушаемым и неразрушаемым элементами. Во избежание случайных выключений предохранительных муфт расчетный крутящий момент

T_p=1.25T,

где Т — максимальный крутящий момент, передаваемый предохранительной муфтой.

Предохранительные муфты с разрушаемым элементом применяют при редких перегрузках. Недостаток этих муфт — необходимость замены разрушаемых элементов. Из предохранительных муфт с разрушаемым элементом часто применяют муфту со срезными штифтами (рис. 1, а). Муфта состоит из двух дисковых полумуфт 1 и 2, соединенных между собой стальными штифтами 3, заключенными в стальные каленые втулки 4, предохраняющие полумуфты от смятия штифтами. При перегрузке машины штифты срезаются и полумуфты расцепляются. Для восстановления работы муфты на место разрушенных ставят новые штифты. Число штифтов чаще всего равно 1 или 2. Материал штифтов — среднеуглеродистая сталь, реже закаленная сталь. Предельный момент, при котором происходит разрушение штифтов, равен расчетному моменту предохранительной муфты:

T_p=z({pi d^2}/4)tau_{в.с} D_1/2,

где z — число штифтов;
d - диаметр штифтов в плоскости их среза;
τв.с — предел прочности на срез для штифтов;
D1 — диаметр окружности, по которой расположены центры штифтов. Значение τв.с принимают в зависимости от предела прочности при растяжении:
τв.с=kσв.р;
для гладких штифтов k=0,7...0,8 и для штифтов с шейкой k=0,9.

Самодействующие муфты
Рис. 1

К предохранительным муфтам с неразрушаемым элементом относятся:

  • кулачковые (рис. 1, б; ГОСТ 15620-77),
  • шариковые (рис, 1, в; ГОСТ 15621-77),
  • фрикционные (рис. 1, г; ГОСТ 15622—77).
Во всех этих предохранительных муфтах полумуфта 1 соединяется со своим валом неподвижно, а полумуфта 2 - с возможностью осевого перемещения. Полумуфта 2 постоянно прижата к первой посредством нескольких пружин 3. Сила прижатия полумуфт регулируется гайкой 4.

Сцепление полумуфт осуществляется:

  • в кулачковой муфте — невысокими торцовыми кулачками;
  • в шариковой — шариками 5, находящимися под действием пружин;
  • во фрикционной — силой трения, развиваемой между фрикционными дисками 5 полумуфт.

При нормальной работе каждая из этих муфт вращается как одно целое с соединенными ими валами, при перегрузке происходит расцепление полумуфт. Предохранительные кулачковые и шариковые муфты применяют только при небольших скоростях и моментах, так как при их перегрузках происходят удары кулачков и шариков, сопровождающиеся большим шумом. Предохранительные фрикционные муфты применяют при частых кратковременных перегрузках и в особенности при перегрузках ударного действия. Размеры этих муфт принимают по ГОСТам. Расчет кулачков предохранительной кулачковой муфты осуществляют так же, как и синхронной кулачковой муфты, а расчет предохранительной фрикционной муфты такой же, как и фрикционной управляемой муфты, за исключением того, что значения [р] могут быть приняты более высокими (примерно на 20...30%), так как пробуксовывание дисков и связанный с этим износ их происходят только при перегрузках. Расчет пружин этих муфт изложен в статье. Применяют предохранительные муфты и других конструкций.

Обгонные муфты.

Обгонные муфты, или муфты свободного хода, автоматически сцепляют и расцепляют валы в зависимости от соотношения угловых скоростей валов. Если скорость ведущего вала больше скорости ведомого вала, то муфта сцепляет валы. При меньшей скорости ведущего вала муфта расцепляет валы, не препятствуя ведомому валу свободно обгонять Сведущий вал, откуда и происходит наименование муфт. Муфты свободного хода широко применяются в велосипедах, мотоциклах, коробках передач автомобилей, металлорежущих станках и других машинах.

Обгонные муфты
Рис. 2

Обгонные муфты по способу сцепления полумуфт различают храповые и фрикционные. Наиболее распространены фрикционные обгонные муфты с роликами, так как у них почти полностью отсутствует мертвый ход и работают они бесшумно. Обгонная фрикционная муфта с роликами (рис. 2) состоит из двух полумуфтзвездочки 1 и обоймы 2роликов 3, расположенных в сужающихся в одном направлении пазах между звездочкой и обоймой. Каждый ролик отжимается пружиной 4 в сужающуюся часть паза. Если ведущая полумуфта - звездочка, то сцепление валов может происходить только при вращении ее по часовой стрелке, а если ведущая полумуфта — обойма, то сцепление валов может произойти при вращении ее против часовой стрелки. При указанном вращении ведущей полумуфты каждый ролик закатывается в сужающуюся часть паза и заклинивается между полумуфтами, в результате чего и происходит сцепление полумуфт и соединение валов. При обратном вращении ведущей полумуфты ролики выкатываются в более широкую часть пазов и полумуфты расцепляются. Полумуфты и ролики при передаче больших нагрузок изготовляют из стали ШХ15, а при небольших нагрузках — из сталей 20Х и 40Х.

Расчет обгонной роликовой муфты.

Расчет обгонной роликовой муфты заключается в проверочном расчете роликов и рабочих поверхностей полумуфт на контактную прочность:

sigma_H=0.418 sqrt{{8T_к E_{п р}}/(zDdl alpha)}<=delim{[}{sigma_H}{]},

где σн — расчетное контактное напряжение между роликом и полумуфтой;
н] — допускаемое контактное напряжение между ними;
Тк — момент, передаваемый муфтой;
Епр - приведенный модуль упругости (при одинаковых материалах полумуфт и роликов Епр,
где Е — модуль упругости материала полумуфт и роликов);
z — число роликов;
D — диаметр рабочей поверхности обоймы;
d — диаметр роликов;
l — длина роликов;
α — угол заклинивания роликов (рекомендуется принимать α=7°). При твердости контактных поверхностей роликов и полумуфт >HRC60 допускаемое контактное напряжение н]≤150 МПа.

Центробежные муфты.

Центробежные муфты по способу сцепления полумуфт представляют собой фрикционные муфты, в которых в отличие от фрикционных управляемых муфт сцепления полумуфты сцепляются или расцепляются автоматически с помощью специальных грузов, находящихся под действием центробежных сил и пружин. При достижении ведущим валом определенной угловой скорости центробежные силы, действующие на грузы, связанные с одной из полумуфт, преодолевают силы пружин и прижимают (или отжимают) эти грузы к другой полумуфте, в результате чего полумуфты и соединяемые ими валы сцепляются (или расцепляются).






Навигация
Болты
Винты, шпильки, штифты, прокладки
Пружины
Заклепки
Шпонки
Гайки
Резьба
Валы
Муфты
Подшипники
Виды соединений
Передачи
Материал
Дополнительные материалы
Госты метизов
Сварка
Мы в соцсетях
podshipniki.moscow применяемость подшипников
Сортовой металлопрокат: str-steel.ru в Москве с доставкой.