Иванов М.Н. - Детали машин (1065703), страница 72
Текст из файла (страница 72)
Подробное изучение этих механизмов не входит в задачи настоящего курса. В качестве примера на рис. 17.31 изображена основная часть одного из простейших механизмов управления. Устройство и работа механизма ясны из чертежа. Максимальное значение осевой силы Е„, которую необходимо приложить к кольцу отводки 5, при включении муфты определяют по формуле Ед 1 = Ра — 1я (й + р ~~ 1г (17.40)~ Рис. 17 32 ' В этом уравнении не учтены силы трения в шпоночном или шлицевом соединении полумуфты с валом. Как показывают расчеты, они увеличивают силу Г, примерно на !О.. 15%. 368 где и — угол конуса кольца; р — угол трения.
При выборе формы (а также при расчете) нажимного рычага 6 следует учитывать его упругие деформации. Желательно, чтобы рычаг обладал пружинящей способностью, В этом случае износ дисков не вызовет резкое снижение силы нажатия Г,. Срок очередной регулировки муфт увеличится. Регулировку выполняют с помощью гаек 4. Муфты конические. Схема простейшей конической муфты изображена на рис. 17.32. От действия силы Е. на конической поверхности соприкасания полу- муфт возникают удельное давление р и удельные силы трения р~ Силы И трения, направленные по касатель- ° ~ ф ной к окружности конуса, исполь- С~ ~а С~ зуются для передачи крутящего мо- мента. Рассматривая равновесие т правой полумуфты, получаем Г, = рЬ гтрк„яп а, (17.41) лир:ИгигзаиК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 КТ вЂ” Т,— р~Ья1), /2.
(17.42) Решая эти уравнения совместно, находим КТ=Т,=~~' ~ =Г.~ — "Г, 2 яппи 2 (17.43) где ~'=Д~япи — приведенный коэффициент трения. Нетрудно установить, что значение~' непрерывно возрастает с уменьшением и. Увеличение ~' позволяет во столько же раз уменьшить силу Г,. В этом и заключается положительная особенность конических муфт по сравнению с простыми дисковыми (в многодисковых муфтах Г, может быть меньше, чем в конических). Однако применять очень малые углы и на практике не рекомендуют, так как при этом происходит самозаклинивание полумуфт, затрудняющее их расцепление. Для устранения самозаклинивания необходимо иметь и> р = агар~ Обычно выполняют аъ15'. Условие износостойкости рабочих поверхностей р=Г,~(Ьпй„яп и) < [р1 (17.44) Конические муфты в сравнении с многодисковыми имеют большие габариты.
Они сложнее в изготовлении и повышают требования к точности центровки валов. По этим причинам конические муфты применяют реже, чем дисковые. Критерии работоспособности фрнкцнонных муфт, материалы, рекомендуемые значения 1р1 н ~ Работоспособность фрикционных муфт определяется в основном износом трущихся поверхностей. Интенсивность износа зависит от удельной мощности трения (работа сил трения на единице площади за одну секунду): п,=р~о,< [п,], (17.45) где о,— средняя скорость скольжения. В управляемых муфтах скольжение происходит во время включения, т, е. износ зависит и от числа переключений в час. Практическое использование формулы (17.45) затруднено тем, что к настоящему времени мало изучена связь износа с величиной а„не установлены нормы для [а, 1, мало практических сведений о режимах работы муфт и т.
п, Большое влияние на работоспособность муфты оказывает ее тепловой режим. Перегрев муфт приводит к увеличению износа, а в некоторых случаях к обугливанию неметаллических накладок или к задиру металлических поверхностей. Нагрев муфт связан также со скольжением при переключениях. Количество теплоты, выделяемой при этом, пропорционально работе трения.
Эта теплота нагревает детали муфты и уходит Ьйр:дКигзатК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу гсд:464840172 в окружающую среду. Вследствие того что теплота выделяется интенсивно за малое время, муфты не имеют установившегося теплового режима. За этот короткий промежуток времени поверхности трения могут нагреваться до высокой температуры, в то время как средняя температура муфты в целом остается низкой. Отсутствие установившегося режима значительно усложняет тепловой расчет муфт. Поэтому чаще всего ограничиваются расчетом только по удельному давлению р на поверхностях трения. Допускаемые значения 1р ~ устанавливают на основе опыта эксплуатации (табл. 17.1).
Таблица 17.1 Примечаниев 1. Меньшие значении при большом числе дисков, большие — при малом. 2. При е>2,5 м/с давления (р] рекомендуется понижать при с=5 м/с — на 15%; при ож10м/с — на 30%; при ва15 м/с — на 35%. 3. При числе переключений в час, большем 100, снижают на 1% на каждые дополнительные пять включений, но не более чем на 50%. Данные этой таблицы справедливы при средней скорости о до 2,5 м/с и числе переключений в час не более 100.
При больших значениях вводятся поправки (см. примечания к табл. 17.1). Скорость определяют по среднему радиусу: р=тгг, и/'30. Материалы фрикционных муфт должны в основном удовлетворять тем же требованиям, что и материалы фрикционных передач (см, гл. 11). Наибольшее распространение на практике получили следующие комбинации материалов: закаленная сталь по закаленной стали или сталь по чугуну при хорошей смазке; асбестовые или порошковые накладки по стали или чугуну без смазки. $ Ъ7.7. Муфты автоматические, или самоуправляемые Эти муфты предназначаются для автоматического разьединения валов в тех случаях, когда параметры работы машины становятся недопустимыми по тем или иным показателям. Классификация автоматических муфт представлена схе- 370 Ьйр:ИшгзатК-от.пагод.ги вовсе®и1.Ьу ~сд:464840172 мой 17.1. Вышеизложенные требования (см.
сцепные муфты) к строгой соосности полумуфт (валов) в полной мере относятся ко всем самоуправляемым муфтам. Муфты предохранительные. Эти муфты служат для защиты машин от перегрузки. Любая фрикционная муфта, отрегулированная на передачу предельного момента, выполняет функции предохранительной. Специальные предохранительные фрикционные муфты не имеют механизма управления, а силы нажатия в них обычно обеспечиваются постоянно действующими пружинами.
Расчет таких муфт аналогичен расчету фрикционных управляемых муфт. Другим представителем предохранительных муфт является муфта со специальным разрушающимся элементом. Схема одного из многочисленных вариантов конструкции та- 2 3 4 ких муфт изображена на рис. 17.33. Здесь крутящий момент между пол -.:уфтами 1 и 4 передается через штифт 3, который срезается при перегрузке. Для восстановления работы муфты штифт заменяют.
т Закаленные втулки 2 облегчают Рис. 17.33 замену штифтов, предотвращают смятие более слабого материала полумуфт штифтом и тем самым приближают действительные условия среза штифта к расчетным: (17.46) где г — число штифтов; К, — коэффициент неравномерности распределения нагрузки по штифтам, Практически ~ принимают равным 1 или 2; К, = 1 при г=1; К,=1,2 при г=2. Жесткое соединение полумуфт штифтом не может компенсировать вредного влияния их несоосности на штифт, условия работы которого становятся неопределенными.
Поэтому необходима строгая центровка полумуфт. Допускаемое напряжение 1т~ принимают равным пределу прочности материала на срез. Например, для закаленных штифтов из стали Ст5 допускают ~т~=420 МПа. На рис. 17.34 изображена кулачковая предохранител ь на я м уф та. Здесь полумуфты 1 и 3 зацепляются кулачками 2, имеющими трапецеидальный профиль с углом и. От действия окружной силы Е, в зацеплении возникает осевая сила Г,=Г, фи, которая стремится раздвинуть полумуфты и вывести их из зацепления. Этому противодействуют сила пружины Г и сила трения на кулачках и в шлипевом 371 Ийр:ИгигзаиК-бт.пагод.ги зозбгп®и1.Ьу 1сд:464840172 1 г л Г 17 д Рис.
17.34 (шпоночном) соединении. С учетом этих сил условия равновесия полумуфты 2 можно записать в виде (17,47) * где м — угол заострения кулачка; р — угол трения в зацеплении кулачков (6...8'); ~' — коэффициент трения в шлицевом соединении (-0,15). В соответствии с силой Г подбирают пружину. Прочность кулачков рассчитывают так же, как и в обычных кулачковых муфтах (см. ~ 17.6). Недостатком предохранительных кулачковых муфт являются удары кулачков при перегрузках, сопровождающиеся большим шумом. Поэтому такие муфты не рекомендуют применять при высокой частоте вращения. Муфты центробежные. Эти муфты автоматически соединяют валы только тогда, когда угловая скорость превысит некоторое заданное значение.
Таким образом, эти муфты являются самоуправляемыми по угловой скорости. Центробежные муфты используют для автоматического включения и выключения исполнительного механизма с помощью регулировки угловой скорости двигателя; разгона машин с большими маховыми массами при двигателе с малым пусковым моментом; повышения плавности пуска; выключения яри перегрузках (бензопила), когда бензодвигатель сбавляет обороты и может заглохнуть, и т. п. Схема одной из центробежных муфт изображена на рис. 17.35.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
