Синхронные муфты.

К синхронным относятся кулачковые и зубчатые муфты. В этих муфтах момент от ведущего к ведомому валу передается взаимным зацеплением полумуфт посредством кулачков (торцовых выступов) или зубьев. Кулачковые и зубчатые муфты проще и дешевле фрикционных; недостаток заключается в том, что их включение при вращении валов сопровождается ударами, которые могут вызвать поломки деталей привода или машины. Поэтому кулачковые и зубчатые муфты применяют при отсутствии требования плавности включения, редких включениях и малой относительной угловой скорости, а также в условиях стесненных габаритов.

Конструкции кулачковых и зубчатых муфт весьма разнообразны.

Кулачковая муфта.

Кулачковая муфта (рис. 1) состоит из двух полумуфт 1 и 2, сцепляющихся между собой посредством торцовых кулачков 4. Втулка 5 служит для центровки валов. Одна из полумуфт (на рисунке левая) соединена с валом неподвижно, а другая полумуфта (правая) установлена на валу с возможностью осевого перемещения на направляющих шпонках (в некоторых конструкциях на шлицах). Осевое перемещение подвижной полумуфты осуществляется с помощью устройства, называемого отводкой, кольцо которой помещается в пазу 3 полумуфты 2. Для уменьшения износа деталей отводки подвижная полумуфта устанавливается на ведомом валу. На (рис. 1) муфта показана во включенном состоянии. После включения муфты правая сторона подвижной полумуфты занимает положение, показанное на рисунке штриховыми линиями. В данной муфте профиль кулачков трапецеидальный. В других кулачковых муфтах применяют кулачки иных профилей — прямоугольного, треугольного и несимметричного. Профиль кулачков определяется назначением муфты. Полумуфты кулачковых муфт изготовляют обычно из цементуемых сталей 15, 20, 15Х, 20Х, а при больших размерах — из сталей 40, 45, 40Х, 20ХН, 40ХН и др.

Кулачковая муфта состоит из двух полумуфт
Рис. 1

Расчет кулачковых муфт.

Расчет кулачковых муфт заключается в проверочном расчете на износостойкость и прочность кулачков в предположении их равномерной нагрузки. На износостойкость — по давлению на рабочих поверхностях

p={2kT_к}/(zD_1 bh)<=delim{[}{p}{]};

на прочность (изгиб)
sigma_и={2kT_к h}/(zD_1 W_и)<=delim{[}{sigma_и}{]},

где k=2...3 — коэффициент неравномерности работы кулачков, зависящий от точности изготовления;
Тк — расчетный крутящий момент муфты;
z — число кулачков полумуфты;
D1 — диаметр средней окружности кулачков;
b — ширина кулачка;
h — высота кулачка (при кулачках переменной высоты — средняя);
Wи — момент сопротивления сечения кулачка при изгибе;
p — расчетное давление на рабочей поверхности кулачков;
[p] — допускаемое давление для кулачков;
σи — расчетное напряжение на изгиб кулачков;
и] — допускаемое напряжение на изгиб кулачков. Допускаемое давление для кулачков рекомендуется принимать:
  • для муфт, включаемых на ходу, [р]=30...40 МПа;
  • для муфт, включаемых при неподвижных валах, [р]=80...120 МПа
. Допускаемое напряжение на изгиб кулачков можно принимать и]=[p].

Зубчатая муфта.

Простейшая зубчатая муфта показана на (рис. 2, а). Полумуфты ее представляют собой зубчатые колеса с зубьями эвольвентного зацепления и одинаковым числом зубьев; одна из полумуфт — с наружными зубьями, другая — с внутренними. Так же как и в кулачковой, одна из полумуфт соединена с валом неподвижно (на рис. 2, а — правая), а другая полумуфта (левая) с помощью отводки может перемещаться вдоль вала, в результате чего полумуфты и соответствующие валы сцепляются или расцепляются.

Конструкция зубчатой муфты
Рис. 2

Зубчатая муфта более сложной конструкции представлена на (рис. 2, б). Муфта предназначена для поочередного включения шестерен 1 и 6. Она состоит из

  • подвижной обоймы 3 с внутренними зубьями, управляемой с помощью отводки;
  • неподвижной полумуфты 4 с наружными зубьями, которая находится в постоянном сцеплении с обоймой и соединена с валом шлицами;
  • двух одинаковых неподвижных полумуфт 2 и 5 с наружными зубьями, каждая из которых изготовлена как одно целое со своей шестерней.
При частом включении и выключении зубчатых и кулачковых муфт, например в автомобилях, для устранения или уменьшения ударов и шума, возникающих при включении этих муфт, применяют синхронизаторы. Синхронизаторы представляют собой вспомогательные фрикционные муфты, которые включаются раньше основных зубчатых или кулачковых муфт и, выравнивая угловые скорости вращающихся валов, устраняют или уменьшают удары и шум при включении.

Синхронизатор простейшей конструкции для зубчатой муфты (рис. 2, б) состоит из двух конусных муфт. Наружные подвижные полумуфты 10 и 8 этих муфт соединены с обоймой 3, а внутренние неподвижные полумуфты 11 и 7 выполнены как одно целое с полумуфтами 2 и 5 зубчатой муфты. При осевом перемещении в ту или другую сторону обоймы 3 через шестерню 4 передает от отводки осевую силу конусной полумуфте 11 или 7. А так как полное включение фрикционной муфты происходит не сразу, а плавно, то происходит выравнивание угловых скоростей полумуфт зубчатой муфты.

После преодоления сопротивления пружины фиксатора обоймы и смещения фиксирующих шариков 9 внутрь муфты при дальнейшем перемещении обоймы включается зубчатая муфта.






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.