Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Муфта упругая со звездочкой 125-32-1 ГОСТ 14084–93.

 

То же с полумуфтами исполнения 2:

 

Муфта упругая со звездочкой 125-32-2 ГОСТ 14084–93.


КУЛАЧКОВАЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ МУФТА

 

Кулачковые предохранительные муфты (рис. 12.1) используют при небольших скоростях, малых вращающих моментах и маховых массах соединяемых частей. Действие муфт этого типа основано на замыкании с помощью пружин, поставленных с предварительным натяжением, полумуфт, снабженных на торцах кулачками. При перегрузках происходит срабатывание муфты, которое сопровождается значительными нагрузками и характерным звуком, поэтому кулачковые муфты называют сигнальными.

 

 

Рис. 12.1. Кулачковая предохранительная муфта

 

В конструкциях с малым трением пружинно-кулачковые муфты обеспечивают высокую точность срабатывания, так как упругие свойства пружин достаточно стабильны. Существенное влияние на точность срабатывания оказывает состояние рабочих поверхностей кулачков: твердость, шероховатость и точность изготовления.

Рабочие поверхности кулачков должны обладать достаточной твердостью, износостойкостью и способностью сопротивляться ударным нагрузкам. Кулачки изготавливают из стали 20Х с последующей цементацией и закалкой до твердости 56–57 HRCэ или из стали 40Х с закалкой до той же твердости. Число кулачков рекомендуется делать нечетным. Это позволяет упростить процесс изготовления и повысить точность расположения кулачков. Число кулачков принимают равным 3–15.


РАСЧЕТ КУЛАЧКОВОЙ

ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЙ МУФТЫ

 

Задание. Рассчитать муфту (рис. 13.1) при следующих данных:

1. Номинальный вращающий момент Т = 100 Н×м.

2. Диаметр вала d = 28 мм.

3. Коэффициент запаса (перегрузки) β = 1,45.

 

 

Рис. 13.1. К расчету предохранительной кулачковой муфты

 

Расчет

 

1. Определяем расчетный момент, при котором муфта будет выключаться (предельный момент срабатывания):

 

2. Определяем диаметр окружности, проходящей через середины кулачков:

 

Dc = 2d = 2 · 28 = 56 мм.

 

3. Окружное усилие при передаче номинального момента

 

 

4. Окружное усилие при передаче максимального момента (при перегрузке)

 

5. Усилие, необходимое для удержания муфты во включенном состоянии при передаче номинального момента:

 

 

где – угол наклона боковой поверхности кулачков; определение этого угла путем расчета приведено ниже.

6. Усилие, необходимое для выключения муфты при перегрузке, то есть при передаче расчетного момента:

 

.

 

7. Усилие, необходимое для включения муфты при возвращении к номинальному режиму работы, то есть после снятия перегрузки:

 

.

 

8. Принимая условие Q2Q3, получаем

 

 

9. При ρ = 2°; f = 0,05; Dс = 56 мм; d = 28 мм; β = 1,45 получаем

 

–0,0803tg2α + 0,4505tgα – 0,3305 = 0

 

и α = 40°57'30''.

10. Принимаем α = 42°, тогда

 

Q1 = Ft tg = 3571,3·0,9 = 3214,17 H;

 

Q2 = 5178,57 [tg(42º – 2º) – 0,05 ] = 3827,48 H;

 

Q3 = 3571,3 [tg(42º + 2º) + 0,05 ] = 3805,9 H.

 

Таким образом, получено

 

,

 

что и необходимо для работы муфты.

11. Предварительно определим размеры элементов муфты. Ширина кулачков (размер в радиальном направлении)

 

b ≈ (0,13–0,16) Dc = (0,13–0,16) · 56 = 7,3–9 мм.

 

Принимаем b = 10 мм. Наружный диаметр кулачков

 

.

 

Высота кулачков h ≈ (0,5–0,6) b = (0,5–0,6) · 10; принимаем h = = 6 мм.

Наружный диаметр подвижной втулки

Dвт = (1,5–1,8) · d = (1,5–1,8) · 28 = 42–50 мм.

 

Принимаем Dвт = 42 мм.

Длина подвижной втулки

 

L(0,8–1,8) · d = (0,8–1,8) · 28 = 22–50 мм.

 

Принимаем L = 35мм.

Число кулачков Z, радиус фаски r установим при расчете кулачков по контактным напряжения σк.

12. Сила нормального давления на кулачки

 

 

13. Необходимый по условиям контактной прочности радиус r передней кромки кулачков и их число Z могут быть подсчитаны из выражения

или

.

В этой формуле ρ – приведенный радиус контактирующих в момент включения (выключения) передних кромок кулачков.

Если у ведущей и ведомой полумуфт эти радиусы равны, то

 

r1 = r2 = 2ρ, а

 

где r1, r2 – радиусы кромок кулачков ведущей и ведомой полумуфт соответственно;

Z – число кулачков, которое определяют расчетом;

Епр – приведенный модуль нормальной упругости. Модуль упругости для стали Е = 2,1·105 МПа. Если кулачки ведомой и ведущей полумуфт стальные, то

 

 

При твердости кулачков 60 HRC допускаемое контактное напряжение

 

Принимаем r1 = r2 = 2 мм, тогда

 

и

 

Принимаем Z = 10.

Длина кулачков k на среднем радиусе муфты, который равен Dс = 56 мм, будет определяться как

 

(рис.13.2).

 

14. Подсчитываем напряжение смятия при действии Tp:

 

5178,57

 

Допускаемое [σсм] ≈ 30 МПа.

15. Напряжение изгиба подсчитывают, если число кулачков Z > 11. При этом в расчет принимают 1/3; 1/2 от общего числа кулачков.

В качестве примера приведем расчет кулачков на изгиб при Z = 11.

Напряжения изгиба в сечении у основания кулачков

 

 

Изгибающий момент

Момент сопротивления изгибу одного кулачка

 

Wи = = = 299,27 мм3.

Тогда

σи =

 

Для кулачков из цементированной стали 20Х

 

 

Расчет пружины

 

1. Диаметр проволоки для пружины (см. рис. 13.1)

 

где – индекс пружины;

D0 – средний диаметр пружины.

Рассчитывая параметры муфты, мы определили наружный диаметр подвижной втулки Dвт = 42–50 мм. Так как пружина должна охватывать подвижную втулку, то внутренний диаметр пружины Dв = D0d должен быть больше Dвт : Dвтd. Таким образом,

 

.

Индекс

Диаметр проволоки d ≥ 6 мм предварительно определен исходя из выборочных значений σв [12, с. 488].

Принимаем С = 8.

– поправочный коэффициент, учитывающий влияние кривизны витков пружины на напряжение.

Если С = 8, то

 

 

[τ] – допускаемое напряжение для пружинной стали:

 

 

Здесь принят предел прочности при растяжении σр = 1450 МПа для проволоки 1-го либо 2-го классов с диаметром проволоки d ≥ 6 мм [11, с. 99; 12, с. 488].

 

.

 

При С = 8 D0 = 12,55 · 8 = 100 мм, что значительно больше необходимого размера Dвт, так как Dв = 100 – 12,55 ≈ 87 мм. Назначаем С = 6, тогда

 

 

 

При С = 6 · D0 = 11,19 × 6 = 67,14 мм.

 

 

Принимаем проволоку со стандартным значением d = 11 мм, тогда средний диаметр пружины D0 = 11 · 6 = 66 мм, внутренний диаметр пружины Dв = 66 – 11 = 55 мм, что больше принятого значения наружного диаметра подвижной втулки Dвт = 42 мм. Наружный диаметр пружины

 

 

2. Для выключения муфты при перегрузке необходимо обес-печить рабочую деформацию Fp пружины на величину высоты кулачков h:

Fp = h.

 

Известно, что

 

где F2 – максимальная деформация (осадка) пружины при действии силы Q2;

F1 – минимальная (предварительная) деформация пружины под действием силы Q1.

 

 

где n – число рабочих витков пружины;

G – модуль сдвига; для стали в среднем G = 8 ·104 МПа.

Принимая Fp = h, получаем

 

,

поэтому

.

 

Подставляя значения h, Q2, Q1, полученные при расчете муфты, находим

 

 

Принимаем число рабочих витков n = 5.

3. Тогда предварительная деформация пружины, которая достигается во время монтажа муфты:

 

F1= мм.

 

 

Максимальная деформация, обеспечивающая выключение кулачков при перегрузке муфты:

 

F2= мм.

 

 

4. Полное число витков пружины

 

n1 = n + (1,5–2) = 5 +2 = 7 витков.

 

Высота пружины при полном сжатии (при посадке витка на виток)

 

.


Зазор между витками пружины в ненагруженном состоянии

 

 

Шаг пружины в свободном состоянии

 

 

Высота пружины H0 в свободном состоянии

 

 

Длина заготовки проволоки для пружины

 

Последнее изменение этой страницы: 2016-08-11

lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда...