Иванов М.Н. - Детали машин (1065703), страница 71
Текст из файла (страница 71)
Рис. 17.25 ~ 17.6. Муфты управляемые или сцепные Управляемые муфты позволяют соединять или разъединять валы с помощью механизма управления. По принципу работы все эти муфты можно разделить на две группы: муфты, основанные на зацеплении (кулачковые или зубчатые); муфты, основанные на трении (фрикционные). Муфты кулачковые. На торцах полумуфт 1 и 2 (рис.
17.26) имеются выступы (кулачки) 3. В рабочем положении выступы одной полумуфты входят во впадины другой. Для включения и выключения муфты одну из полумуфт 2 устанавливают на валу подвижно в осевом направлении. Подвижную полумуфту перемещают с помощью специального устройства — отводки. Вилку отводки располагают в пазу 4. На чертеже штриховой линией показано выключенное положение полумуфты 2. Кольцо Рис.
17.2б ЗбЗ пг1р:ИшгзатК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 5 служит для центровки валов. Несоосность валов резко снижает работоспособность кулачковых муфт. Чаще всего кулачковые и зубчатые (рис. 17.28 и 17.29) сцепные муфты располагают на одном валу и используют для переключения скоростей (например, на рис. 17.29). Распространенные формы кулачков изображены на рис. 17.27 (сечение цилиндрической поверхностью). Прямоугольный профиль (рис. 17.27,а) требует точного взаимного расположения полумуфт в момент включения.
Кроме того, в таких муфтах неизбежны технологические боковые зазоры и связанные с этим Рис, 17.27 удары при изменении направления вращения. Зазоры увеличиваются при износе кулачков. Трапецеидальный профиль (рис, 17.27, о, в) не требует точного взаимного расположения полумуфт в момент включения, а боковые зазоры компенсируются изменением глубины посадки кулачков.
Симметричные профили кулачков — реверсивные, несимметричные — нереверсивные. В муфтах с трапецеидальными кулачками возникают осевые силы Г, (рис. 17.27,б), которые стремятся раздвинуть полумуфты и затрудняют включение; в этом отношении муфты с прямоугольными кулачками обладают преимуществом. Значение угла и трапецеидального профиля выбирают таким (обычно 2...5'), чтобы обеспечивалось самоторможение или не требовалось большого постоянного усилия на отводке.
Включение кулачковых муфт при относительном вращении валов всегда сопровождается ударами, которые могут вызвать разрушение кулачков. Поэтому такие муфты не рекомендуют применять для включения механизма под нагрузкой и при больших скоростях относительного вращения (о>1 м/с). Работоспособность кулачковых муфт определяется в основном износом кулачков, который зависит от напряжений смятия на поверхности соприкасания.
Эти напряжения рассчитывают приближенно в предположении, что нагрузка распределяется равномерно между всеми кулачками (см. рис. 17.26): о',„= 2КТ/(Ю, ЬЬ) <1а,„1, (17.36) где = — число кулачков полумуфты. Для уменьшения износа поверхность кулачков должна быть твердой. Этого достигают с помощью объемной закалки или цементации. Применение цементации предпочтительней, так Ьйр:ПКигзаиК-с1т.пагод.ги зозбт®и1.Ьу 1сд:464840172 как при этом сохраняется вязкость сердцевины, что повышает сопротивление кулачка хрупким разрушениям от ударов.
Муфты с цементированными кулачками изготовляют из сталей 15Х, 20Х, с объемной закалкой — из сталей 40Х, ЗОХН и т. п. При этом допускают: [о,„1=90...120 МПа — включение беэ относительного вращения; [а,„1=50...70 МПа — включение на тихом ходу; [о,.„1=35...45 МПа — включение на повышенных скоростях, Муфты зубчатые сцепные. По устройству и методике расчета эта муфта (рис. 17.28) подобна зубчатой компенсирующей муфте (см.
рис. 17.7) с той разницей, что здесь обойма 2 изготовляется подвижной а) и управляется с помощью отводки. На рис. 17.28 обойма расположена в положении Рис. 17,29 Рис. 17.28 «Включено». Диски 1 и 3 являются ограничителями, а втулка 4 центрирует валы и одновременно выполняет функцию подшипника при их относительном вращении (когда муфта выключена). Применяют также зубчатые муфты без обоймы 2, у которых одна полумуфта имеет внутренние, а другая — внешние зубья. Допускаемые напряжения смятия при расчетах прочности зубьев принимают такими же, как и для кулачковых муфт.
Преимущества зубчатой муфты по сравнению с кулачковой — возможность изготовления на широко распространенном зуборезном оборудовании. При этом получают более высокую точность. Для устранения ударов при включении в зубчатых муфтах широко применяют синхронизаторы (например, в коробках скоростей автомобилей). Синхронизаторы выравнивают скорости валов перед их соединением. Принцип работы синхронизатора можно уяснить по рис. 17.29. Конструкция зубчатой муфты, предназначенной для переключения скоростей в коробке передач, здесь дополнена двусторонней конической Зб5 Ьйр:ПКигзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 фрикционной муфтой 1, которая и является синхронизатором. При перемещении обоймы 2 с внутренними зубьями вправо или влево она через шарик передае1 осевую силу конусной полумуфте синхронизатора и сцепляет ее с конусн ой полумуфтой одной из шестерен (рис.
17.29,и). Ниже (см. фрикционные муфты) показано, что проскальзывание, которое наблюдается при включении фрикционных муфт, позволяет плавно разгонять ведомые элементы, Также и здесь при включении синхронизатора происходит выравнивание угловых скоростей ведущего вала и ведомой шестерни. Дальнейшим перемещением обоймы включается зубчатая муфта (рис. 17.29,6). Разгон ведомых элементов производят, как правило, на холостом ходу. Поэтому фрикционные муфты синхронизаторов рассчитывают на передачу момента, необходимого для преодоления инерционных нагрузок, возникающих при разгоне. Эти нагрузки обычно значительно меньше рабочих.
Для того чтобы скорости успели выравняться в процессе непрерывного перемещения обоймы, это перемещение следует производить медленно. Муфты фрикционные. При включении фрикционных муфт крутящий момент возрастает постепенно по мере увеличения силы нажатия на поверхности трения. Это позволяет соединять валы под нагрузкой и с большой разностью начальных угловых скоростей. В процессе включения муфта пробуксовывает, а разгон ведомого вала происходит плавно, без удара. Отрегулированная на передачу предельного крутящего момента, безопасного для прочности машины, фрикционная муфта выполняет одновременно функции предохранительного устройства.
Все фрикционные муфты в зависимости от формы рабочей поверхности можно разделить на три группы: муфты дисковые (плоская поверхность); муфты конические (коническая поверхность); муфты колодочные, ленточные и др. (цилиндрическая поверхность). Муфты фрикционные, так же как и кулачковые, не допускают несоосности.
Центровка полумуфт достигается расположением их на одном валу (рис. 17.29) или с помощью специальных центрующих колец (см. рис. 17.28). На рис, 17.30, 17.31, 17.32 приводятся схемы фрикционных муфт без указания способа центровки. Муфты дисковые. Схема простейшей дисковой муфты с одной парой поверхностей трения изображена на рис.
17.30. г Здесь полумуфта 1 укреплена на валу неподвижно, а полумуфта 1 3 подвижна в осевом направлении, 2 — фрикционная накладка. Для со- Ю1 единения валов к подвижной поФ~ лумуфте прикладывают силу Г,. Момент трения Т, определяют по Рис. 17.30 формуле 366 Ийр:ИгигзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 ~т ~аУ~ср (17,37) где»,„=(О~ + 02 )/4 — средний радиус рабочих поверхностей, который приближенно принимают за приведенный радиус сил трения на этих поверхностях. Чтобы ограничить условия неравномерного износа, обычно принимают Х1,/.О, =2...1,5. Для уменьшения силы Р, и габаритов муфты применяют конструкции не с одной, а со многими парами поверхностей трения — многодисковые муфты (рис. 17.31). В этих муфтах Рис.
17.31 имеются две группы дисков: наружные 3 и внутренние 2. Наружные диски соединены с полумуфтой 1, а внутренние — с полумуфтой 7 с помощью подвижного шлицевого соединения. Правый крайний внутренний диск опирается на регулировочные гайки 4, на левый крайний диск действуют силы нажатия Г, от механизма управления. При этом сила нажатия передается на все поверхности трения, а формула (17.37) принимает вид КТ=Е,/», ~, (17,38) где г — число пар трущихся поверхностей; ~=и — 1; »1 — число дисков (для муфты, изображенной на рис.
17.31, »1=9, а для муфты на рис. 17.30 п=2). Таким образом, применение многодисковых муфт позволяет увеличить передаваемый крутящий момент в г раз по сравнению с двухдисковой муфтой (см. рис. 17.30), сохраняя при этом силу нажатия Г, и диаметры дисков. Из формул (17.37) и (17.38) нетрудно установить, что Т„можно увеличить, кроме того, путем увеличения Г„ / и диаметров дисков (среднего радиуса трения), Увеличение диаметров приводит к повышению габаритов муфты, а поэтому на практике используется в последнюю очередь. Увеличение г', ограничено допускаемым средним удельным давлением [р] на трущихся поверхностях: 367 Ьйр:ИшгзатК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 И=„' -И (17.39) 4 -(Вг,— Вг) Коэффициент трения ~ можно увеличить, снабжая диски накладками 2 (см. рис. 17.30) из специальных материалов, При этом следует учитывать, что применение накладок увеличивает осевой габарит муфты при одном и том же числе дисков, а 1р1, как правило, уменьшается.
Данные о значениях ~р] и ~ приводятся в табл. 17.1. Механизмы управления фрикционными муфтами, применяемые ца практике, весьма разнообразны не только по конструкции, но и по принципу действия. В зависимости от последнего различают муфты с электромагнитным, гидравлическим, пневматическим и механическим управлением.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
