Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Муфты упругие. Общие сведенья, назначения, устройство. Выбор муфт.

В современном машиностроении большинство машин состоит из сборочных единиц (узлов) и механизмов. Для обеспечения кинематической и силовой связи валы узлов соединяют муфтами.

Муфтой - называется устройство для соединения концов валов или для соединения валов со свободно сидящими на них деталями (зубчатые колеса, звездочки и т. д.).

Назначение муфт — передача вращающего момента без изменения его значения и направления. В ряде случаев муфты дополнительно поглощают вибрации и толчки, предохраняют машину от аварий при перегрузках, а также используются для включения и выключения рабочего механизма машины без останова двигателя.

Классификация муфт

Многообразие требований, предъявляемых к муфтам, и различные условия их работы обусловили создание большого количества конструкций муфт, которые классифицируют по различным признакам на группы.

По принципу действия:

1) постоянные муфты, осуществляющие постоянное соединение валов между собой;

2) сцепные муфты, допускающие во время работы сцепление и расцепление валов с помощью системы управления;

3) самоуправляемые муфты, автоматически разъединяющие валы при изменении заданного режима работы машины.

По характеру работы:

1) жесткие муфты, передающие вместе с вращающим моментом вибрации, толчки и удары;

2) упругие муфты, амортизирующие вибрации, толчки и удары при передаче вращающего момента благодаря наличию упругих элементов — различных пружин, резиновых втулок и др.

Группы (механические, гидродинамические, электромагнитные). Рассматриваются только механические муфты. Электромагнитные и гидравлические муфты изучают в специальных курсах.

Подгруппы: 1) жёсткие, 2) компенсирующие, 3) упругие, 4) предохранительные, 5) обгонные.

Виды: 1) фрикционные, 2) с разрушаемым элементом.

Конструктивные исполнения: 1) кулачковые, 2) шариковые, 3) зубчатые, 4) фланцевые, 5) втулочно-пальцевые, 6)втулочные.

Упругие муфты

Упругие муфты относятся к постоянным муфтам. Основная часть этих муфт — упругий элемент, который передает вращающий момент от одной полумуфты к другой.

Упругие муфты смягчают толчки и удары; служат средством защиты от резонансных крутильных колебаний, возникающих вследствие неравномерного вращения; допускают сравнительно большие смещения осей соединяемых валов.

Основные характеристики упругих муфт — жесткость или(обратная ей величина) податливости и демпфирующая способность, т. е. способность превращать в теплоту энергию при деформации упругих элементов муфты.

По конструкции упругие муфты разнообразны. По материалу упругих элементов они делятся на две группы: муфты с неметаллическими упругими элементами (обычно резиновыми) и муфты с металлическими упругими элементами

Муфта упругая втулочно-пальцева состоит из двух дисковых полумуфт рис. 3.3.8, в одной из которых в конических отверстиях закреплены соединительные пальцы с надетыми гофрированными резиновыми втулками. Материал полумуфт — чугун СЧ20, сталь 35 или 35Л. Материал пальцев — сталь 45.

Вследствие небольшой толщины резиновых втулок муфта обладает малой податливостью, компенсируя незначительные смещения валов. Радиальное и угловое смещения валов снижают долговечность резиновых втулок, нагружая валы дополнительной радиальной изгибающей силой. Муфта широко применяется для соединения машин с электродвигателями при передаче малых и средних вращающих моментов. Она проста в изготовлении. Наружная поверхность полумуфт может использоваться в качестве тормозного барабана. Муфту подбирают по стандарту в диапазоне диаметров валов d=16...150 мм.

Муфта упругая со звездочкой состоит рис.3.3.9 из двух полумуфт 1с торцовыми кулачками и резиновой звездочки 2, зубья которой расположены между кулачками. При передаче момента в каждую сторону работает половина зубьев.

Муфта компактна и надежна. Применяется для соединения быстроходных валов.

Муфта упругая с торообразной оболочкой состоит из двух полумуфт рис. 3.3.10, упругой оболочки, по форме напоминающей автомобильную шину, и двух колец, зажимающих с помощью винтов оболочку. Эта муфта обладает высокими упругими и демпфирующими свойствами. Обеспечивает шумо- и электроизоляцию узлов привода, удобна и надежна в эксплуатации. Применяется в конструкциях, где трудно обеспечить соосность валов, при переменных и ударных нагрузках.

Муфта с цилиндрическими пружинами сжатия. Одна из конструкций таких муфт показана на рис.3.3.11. Пружины 4 установлены па стержни сегментов 5 предварительно сжатыми, чтобы одним концом они опирались на сегменты, принадлежащие полумуфте 3, а другим — на сегменты полумуфты. При передаче вращающего момента осадка половины от общего числа пружин увеличивается, остальных — уменьшается. Сегменты имеют возможность качательного движения на пальцах 2 и изготовляются из износостойких пластмасс или чугуна. Путем подбора пружин жесткость муфты изменяется в весьма широких пределах. Расчет пружин ведут методами сопротивления материалов.

Муфта со змеевидной пружиной.состоит из двух полумуфт с зубьями специального очертания, между которыми свободно заложены секции ленточной змеевидной пружины 3 прямоугольного сечения рис.3.3.12. Кожух 2, состоящий из двух половин, удерживает пружину от выскакивания под действием центробежной силы и служит резервуаром для пластичного смазочного материала, который меняют через каждые четыре месяца. Материал полумуфт —сталь 40 или 45Л, материал пружин — сталь 65Г. Кожух отливают из чугуна СЧ15. Муфта со змеевидной пружиной достаточно податлива. Муфта надежна в работе и долговечна. Применяется при передаче больших вращающих моментов.


КПД резьбы

Резьба́ — равномерно расположенные выступы или впадины постоянного сечения, образованные на боковой цилиндрической или конической поверхности по винтовой линии с постоянным шагом. Является основным элементом резьбового соединения, винтовой передачи и червяка зубчато-винтовой передачи.

Классификация и основные признаки резьб

единица измерения диаметра (метрическая, дюймовая, модульная, питчевая резьба)

расположение на поверхности (наружная и внутренняя резьба)

направление движения винтовой поверхности (правая, левая);

число заходов (одно- и многозаходная), например двузаходная, трёхзаходная и т. д.;

профиль (треугольный, трапецеидальный, прямоугольный, круглый и др.);

образующая поверхность на которой расположена резьба (цилиндрическая резьба и коническая резьба);

назначение (крепёжная, крепёжно-уплотнительная, ходовая и др.).

КПД резьбы определяют как отношение полезной работы на винте к затраченной работе на ключе при повороте гайки на произвольный угол.

КПД винтовой пары равен:

= tgψ / tg(ψ + φ).

В самотормозящей паре, где ψ φ, =0,5. Таккак большинство витков механизма самотормозящий, то их УД меньше 0,5. Их формулы видно что КПД возрастает с увеличениемψ и уменьшением φ..

Для увеличения угла подъема ψв винтовых механизмах применяются многозаходные винты. В практике редко используются винты, у которых ψбольше 20-25, так как дальнейший прирост КПД незначителен, а изготовление резьбы затруднено. Кроме того, при большем значении ψстановится малый выигрыш в силе или передаточное отношение винтовой пары.

Для повышения КПД винтовых механизмов используются также различные средства, понижение трения в резьбе: антифрикционные металлы, тщательную обработку и смазку трущихся поверхностей, установку подшипников под гайку или упорный торец винта, применение шариковых винтовых пар и тд.


Расчет фрикционных муфт

По назначению фрикционные муфты могут быть сцепными и предохранительными.

Сцепная фрикционная муфта (муфта сцепления) предназначенная для разъединения и плавного соединения входного и выходного валов посредством трения.

Во время включения в работу сцепных фрикционных муфт крутящий момент на ведомом валу возрастает поступательно и пропорционально увеличению силы взаимного прижатия поверхностей трения. Это позволяет соединять валы под нагрузкой и со значительной начальной разницей их угловых скоростей. В процессе включения муфта пробуксовывает, а разгон ведомого вала осуществляется плавно без ударов.

Предохранительная муфта предназначена для разобщения входного и выходного валов в случае превышения предельной величины крутящего момента.

По типу трущихся поверхностей различают муфты дисковые, конусные, барабанные, барабанно-ленточные.

По способу создания сил трения различают муфты с пружинным, грузовым, центробежным, кулачковым, гидравлическим, пневматическим и электромагнитным нажимом.

По типу сил трения различают муфты сухого трения и муфты, работающие в масле.

Классификация фрикционных муфт

Фрикционные муфты по форме рабочих поверхностей бывают следующих видов:

дисковые, рабочими поверхностями которых являются плоские торцевые поверхности дисков;

конусные,

цилиндрические.

Расчет фрикционных муфт производится на прочность сцепления и ограничение давления на рабочих поверхностях. Расчетный момент определяется по уравнению:

Mp=βMk

где β— коэффициент запаса сцепления, учитывающий возрастание момента при перегрузках и вводимый с целью устранения буксования. Обычно принимается β= 1,25—1,5 в зависимости от возможной величины перегрузки; Мк— номинальный крутящий момент, который может передать дисковая муфта, определяется по уравнению:

Mk= π(R2-r2)Rсрi

Так как радиальные размеры муфты приняты ранее (приложения 9, 10), то из уравнения определяется потребное число поверхностей трения, равное сумме наружных и внутренних дисков вместе с крайними фланцами минус единица, где R и r — наружный и внутренний радиусы кольцевой поверхности трения (рисунок 3.83). Rср= средний радиус поверхности трения; f - коэффициент трения (таблица 3.68). Ориентировочно радиусы диска можно принять в зависимости от диаметра вала и условий работы: при работе в сухую r=(1/1.5)d, R=(1.5/2.5)r;

При работе со смазкой r=(0.75/1)d, R=(1.5/2)r;

Для однодисковых муфт, когда i=2, при расчете определяется средний радиус дисков по уравнению: Rср= ,

Где φ= = 0,5/0,6, ширина диска b=R-r.

Из сопоставления уравнений получаем R=Rср+ r= Rср- .

[р]= [р0] k1 k2 k3 — допускаемое удельное давление.

Значения [р0], k1,k2, k3 приведены в таблицах 3.68, 3.69, 3.70.

Обычно принимают i ≤6 для сухих муфт и i ≤16 для масляных.

С увеличением числа дисков ухудшается расцепляемость и возрастает неравномерность распределения сил сжатия. Расчетное число поверхностей трения округляется до четного числа. Если по расчету i выходит за рекомендуемые пределы, то следует изменить R и r.

Число ведущих дисков i= , ведомыхi2=i1+1

При разомкнутой муфте зазор между металлическими дисками принимается 0,2—0,5 мм в многодисковой муфте и 0,5—1 мм в одно- и двухдисковой. При неметаллических дисках зазор принимается 0,5— 1 мм в многодисковой муфте и 0,8—1,5 мм в одно- и двухдисковой. По величине зазоров и числу пар поверхностей трения i определяются размеры деталей муфты и механизма управления, а также ход s = Δi нажимного диска, необходимый для выборки зазоров между дисками.

Соединение дисков с корпусом и втулкой или валом чаще всего осуществляется с помощью прямобочных или эвольвентных шлицев. Опыт эксплуатации дисковых муфт показывает, что во втулке и корпусе выступы дисков вырабатывают канавки, которые ухудшают условия расцепляемости дисков и плавность включения.

В станочных муфтах для сжатия дисков широко используются рычажно-кулачковые нажимные механизмы и электромагниты, встроенные в муфту. Нажимные механизмы нормально разомкнутых муфт (рисунок 3.84) должны обеспечивать: значительный выигрыш в силе; удерживать муфту во включенном состоянии без дополнительного поджима, т. е. быть самотормозящими; равномерное распределение силы нажатия на поверхности дисков; плавность включения; достаточную длину хода нажимного диска; большой коэффициент передачи силы для осуществления легкого управления муфтой


 

Последнее изменение этой страницы: 2016-07-23

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