муфты (1070013), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Рис.1.10.

Рис.1.11.

Рис.1.12.

1.6. Крестовая муфта. Беззазорный (безлюфтовой) вариант крестовой муфты (рис.1.13) на основе узла Ольдгейма применяют в кинематических цепях высокой и самой высокой точности (до 0,5"). Муфта состоит из двух взаимно перпендикулярно расположенных поводков 2 и 3, одновременно являющихся и левой и правой полумуфтами. Своими боковыми выступами полумуфты входят в пазы крестовины 1 и защемляются между сухариками 7 и шариками 5 посредством пружин 6.

Рис.1.13. Беззазорная крестовая муфта

Таким образом во всех четырех соединениях пазов крестовины и обеих полумуфт выбирают зазор (люфт). Для уменьшения потерь на трение шарики и палец изготавливают из высокотвердых материалов, а в выступы полумуфт 1 и 3 запрессовывают высокотвердые полированные ролики 4. Силы защемления выступов полумуфт в пазах крестовины, создаваемые пружинами 6, должны значительно превышать силы от передаваемого момента. Эти силы можно определить по выражению:

Р= .

где: М_max – максимальный момент, передаваемый муфтой;

k – коэффициент надёжности (в зависимости от требуемой точности механизма) 10…100.

Силу Р используют для расчета пружин и расчета элементов муфты на жесткость. Для повышения жесткости элементов в конструкции деталей предусматривают ребра жесткости. На рис.1.14. приведен пример конструкции беззазорной крестовой муфты.

Рис.1.14. Пример конструкции беззазорной крестовой муфты

В этой конструкции отсутствуют ролики 4 (см. рис.1.13), а выступы полумуфт дополнительно закаливаются и полируются.

2. Предохранительные муфты.

2.1. Место установки предохранительной муфты

Передаточное отношение предохранительных неуправляемых и управляемых муфт меняется от единицы до бесконечности в зависимости от принципа предохранения и защиты механизмов при различного вида перегрузках, запрещенных направлениях движения, превышения разрешённых скоростей и т.п. Муфты включения и выключения механизмов часто имеют конструкцию, мало отличающуюся от конструкций предохранительных самоуправляемых и управляемых муфт.

Предохранительные муфты применяют для предотвращения выхода из строя механизмов при различных видах перегрузки: статическим или динами­ческим моментом, при превышении или уменьшении допустимой скорости вращения, изменении направления вращения и др.

В данном учебном пособии предлагаются разра­ботка конструкций и расчет основных элементов неуправляемых и самоуправляемых предохра­нительных муфт: втулочных, поводковых, кулачковых, шариковых, фрикцион­ных. У втулочных и поводковых муфт сра­батывание происходит за счет разрушения одного или нескольких элементов конструкции. Такие предохранительные муфты часто называют неуправляемыми. Восстановление работоспособности их возможно только после за­мены разрушенных элементов.

Предохранительные муфты, срабатывание которых происходит под воздействием внутренних силовых факторов, возникших в результате перегрузки и не вызвавших разрушения элементов конструкции муфты, принято называть самоуправляемыми. Самоуправляемые кулачковые и шариковые муфты при срабатывании не разрушаются, но рабочие элементы муфт и предохраняемых механизмов испытывают дополнительные динамические нагрузки, а сами муфты издают характерные звуки (типа трещотки). Самоуправляемые фрикционные муфты могут значительно нагреваться, особенно при больших скоростях проскальзывания. Для уменьшения этих нежелательных явлений предохранительные самоуправляемые муфты ус­танавливают на тихоходном валу.

В пособии рассмотрен расчет только ос­новных параметров и размеров муфт. Размеры остальных элементов выбира­ют по рисункам, приведенным в пособии, и по ГОСТ 6636–69. Предлагаемые конструктивные решения относятся к муфтам, передающим момент в пределах до нескольких Ньютонов на метр.

2.2.Предохранительные муфты с разрушаемыми элементами

2.2.1. Втулочная муфта (см. рис.1.2) кроме функции соединения валов может выполнять и функцию предохранения по максимальному мо­менту. При этом максимальный момент, при котором происходит срез штифта (диаметр штифта d₁ ориентировочно можно принять равным 0,25…0,3 d):

М_max πd₁ ²τ_ср d /4.

Значение максимального момента М_max (или момента предохранения) должно составлять примерно 1,25М _кр, помимо этого максимальный момент может быть задан по условиям проектирования.

При заданном максимальном моменте диаметр срезаемого штифта можно определить по выражению:

d ₁= .

2.2.2.На рис.2.1. показана конструкция втулочной муфты с быстросменным срезаемым штифтом 1. Отличие данной конструкции от рассмотренной выше (см. рис.1.2) заключается в том, что разрушается (срезается) только один, наперед заданный, штифт, и только по одному сечению. При этом максимальный момент определяется как

М_max=πd₁τ_срd/8.

Рис.2.1. Втулочная предохранительная муфта с одним штифтом

Для замены разрушенного элемента следует сдвинуть плоскую пружину 2, вытолкнуть остатки штифта 1, установить новый штифт и зафиксировать его пружиной. Кроме того, такая конструкция позволяет легко и быстро демонтировать валик 3 вместе с установленными на нем элементами при настройке, регулировке изделия и т.п.

Поводковая муфта с разрушающимся элементом – штифтом (поводком) представлена на рис.2.2. Число штифтов –1 или 2, больше обычно не бывает. В номинальном режиме крутящий момент с зубчатого колеса 2, которое одновременно является левой полумуфтой, через штифт 3 передается на правую полумуфту 5. С правой полумуфты через шпонку 7 крутящий момент поступает на вал 1. При увеличении момента до максимальной величины штифт 3 срезается и момент на вал уже не передается. Чтобы восстановить работоспособности муфты необходимо отвернуть винт – заглушку 6, вынуть остатки штифта из полумуфт и вставить новый. Для обеспечения стабильности и точности срабатывания муфты в обе полумуфты запрессовывают два плунжера 4 из высокотвердой стали, при помощи которых стабилизируют процесс срезания штифтов. Стопорное разрезное кольцо 8 предохраняет муфту от произвольного перемещения вдоль вала. Материал для изготовления штифтов см. раздел 1.1. Материал для изготовления плунжеров – инструментальные стали, например, У8А, У10А и другие с последующей закалкой.

Рис.2.2. Поводковая предохранительная муфта со срезаемым штифтом

Максимальный момент (или момент предохранения) определяют по формуле:

М_max /4 .

где: z – число срезаемых штифтов.

2.3. Самоуправляемые предохранительные муфты

2.3.1 Кулачковая предохранительная муфта (рис.2.3). Муфта самоуправляемая, состоит из двух дисков­ – полумуфт с кулачками на соприкасающихся торцевых поверхностях. Кулачки в данном случае – трапецеидальные выступы с углом наклона β (сечение Г–Г) небольшой высоты. В качестве левой полумуфты может использоваться ступица зубчатого колеса 4, или другая подобная

Рис.2.3. Кулачковая предохранительная муфта

деталь, а правая часть представляет собой барабан из деталей 3 и 2 с несколькими винтовыми пружинами сжатия 5 (пружины устанавливаются параллельно). За счет предварительной деформации пружины сжатия обеспечивают нормальные силы давления между рабочими поверхностями кулачков, достаточные для передачи номинального крутящего момента.

Муфта работает следующим образом: крутящий момент с вала 1 через шпонку 9 передается на обе части 2 и 3 барабана и через сцепленные кулачки полумуфт на зубчатое колесо 4. В случае увеличения нагрузки на колесе 4 выше допустимой осевая составляющая F_a нормальной силы от передаваемого момента превышает силы предварительного сжатия винтовых пружин в барабане и они деформируются. Подвижная часть барабана 3 передвигается в правую сторону до тех пор, пока перемещение не достигнет высоты кулачка h_к, кулачки выходят из зацепления, вал свободно прокручивается в подшипнике скольжения 6, неподвижно посаженном в ступице, и повышенный крутящий момент на вал 1 не воздействует. Гайка 7 по ГОСТ 11871–80 обеспечивает регулировку силы прижатия пружин. Шайба 8 по ГОСТ 118772–80 предохраняет гайку от самоотвинчивания.

Рекомендуется следующий порядок проектирования муфты. Начинается проектирование с уточнения конструктивной формы вала, на котором предполагается ее установка. Если диаметр вала d (см. рис.2.3 сечение Б – Б) в месте установки муфты меньше 4,5 мм, то его увеличивают до 4,5 мм, что приблизительно соответствует передаваемому моменту в 1Н·м. Для удобства посадки детали и нарезки резьбы вал делают ступенчатым. Детали барабана могут быть посажены на шпонку или на шлицы. Размеры шпонки и паза под нее приведены в таблице 2.1 в соответствии с ГОСТ 23360-78. После выбора размеров шпонки её проверяют на срез. Если размеры шпонки не подходят, то шпоночное соединение заменяют шлицевым.

Рекомендуемые размеры шпонок и пазов под них

Таблица № 2.1

Рекомендуется число кулачков для муфт в реверсивных передачах

Z₁= .

где S_k – угловая толщина кулачка, (S_k = 20...60^о).

Угол профиля кулачка рекомендуется выбирать в пределах b= 45..55^o. Наружный диаметр D для приборных муфт определяется по диаметру впадин зубчатого колеса 4 (см. рис.2,3), но он не должен быть менее 30 и более 55 мм (более крупные муфты выбирают или рассчитывают–см. [5]). Если диаметр вала d или зубчатого колеса меньше рекомендуемого, то нужно выбрать другую конструкцию муфты: D_o - диаметр центров расточки гнезд под пружины выбирают в пределах (2/3…3/5D) и уточняют после расчёта и конструирования пружин.

Характеристики

Список файлов книги