автоматичні муфти
Інформація, розрахунки, калькулятори,
ГОСТ
- запобіжні для захисту машини від перевантажень;
- обгонні. або муфти вільного ходу. для передачі моменту тільки в одному напрямку, що допускають вільне обертання в зворотному напрямку;
- відцентрові для автоматичного зчеплення або розчеплення валів при досягненні ведучим валом заданої частоти обертання.
Запобіжні муфти поділяються на муфти з руйнівного і неруйнівного елементами. Щоб уникнути випадкових вимикань запобіжних муфт розрахунковий крутний момент
де Т - максимальний крутний момент, що передається запобіжною муфтою.
Запобіжні муфти з руйнуються елементом застосовують при рідкісних перевантаженнях. Недолік цих муфт - необхідність заміни зруйнованих елементів. З запобіжних муфт з руйнуються елементом часто застосовують муфту із зрізними штифтами (рис. 1, а). Муфта складається з двох дискових напівмуфт 1 і 2. з'єднаних між собою сталевими штифтами 3, укладеними в сталеві розжарені втулки 4. оберігають напівмуфти від того, що зім'яло штифтами. При перевантаженні машини штифти зрізаються і напівмуфти расцепляются. Для відновлення роботи муфти на місце зруйнованих ставлять нові штифти. Число штифтів найчастіше дорівнює 1 або 2. Матеріал штифтів - середньовуглецеву сталь, рідше загартована сталь. Граничний момент, при якому відбувається руйнування штифтів, дорівнює розрахунковому моменту запобіжної муфти:
де z - число штифтів;
d - діаметр штифтів в площині їх зрізу;
τв.с - межа міцності на зріз для штифтів;
D1 - діаметр окружності, по якій розташовані центри штифтів. Значення τв.с приймають в залежності від межі міцності на розрив:
τв.с = kσв.р;
для гладких штифтів k = 0,7. 0,8 і для штифтів з шийкою k = 0,9. До запобіжним муфтам з неруйнівного елементом відносяться:
- кулачкові (рис. 1, б; ГОСТ 15620-77),
- кулькові (рис, 1, в; ГОСТ 15621-77),
- фрикційні (рис. 1, г; ГОСТ 15622-77).
- в кулачковою муфті - невисокими торцовими кулачками;
- в кульковою - кульками 5. знаходяться під дією пружин;
- у фрикційної - силою тертя, що розвивається між фрикційними дисками 5 напівмуфт.
При нормальній роботі кожна з цих муфт обертається як одне ціле з з'єднаними ними валами, при перевантаженні відбувається розчеплення полумуфт. Запобіжні кулачкові та кулькові муфти застосовують тільки при невеликих швидкостях і моментах, так як при їх перевантаженнях відбуваються удари кулачків і кульок, що супроводжуються великим шумом. Запобіжні фрикційні муфти застосовують при частих короткочасних перевантаженнях і особливо при перевантаженнях ударної дії. Розміри цих муфт приймають по ГОСТам. Розрахунок кулачків запобіжної кулачковою муфти здійснюють так само, як і синхронної кулачковою муфти, а розрахунок запобіжної фрикційної муфти такий же, як і фрикційної керованої муфти. за винятком того, що значення [р] можуть бути прийняті вищими (приблизно на 20. 30%), так як пробуксовування дисків і пов'язаний з цим знос їх відбуваються тільки при перевантаженнях. Розрахунок пружин цих муфт викладено в статті. Застосовують запобіжні муфти та інших конструкцій.
Обгінні муфти.
Обгінні муфти. або муфти вільного ходу. автоматично зчеплення і розчеплення вали в залежності від співвідношення кутових швидкостей валів. Якщо швидкість ведучого валу більше швидкості веденого вала, то муфта зв'язує вали. При меншій швидкості ведучого вала муфта розчіплює вали, не перешкоджаючи відомому валу вільно обганяти Обізнаний вал, звідки й походить найменування муфт. Муфти вільного ходу широко застосовуються в велосипедах, мотоциклах, коробках передач автомобілів, металорізальних верстатах і інших машинах.
Обгінні муфти за способом зчеплення напівмуфт розрізняють храпові і фрикційні. Найбільш поширені фрикційні обгонні муфти з роликами, так як у них майже повністю відсутня мертвий хід і працюють вони безшумно. Обгінна фрикційна муфта з роликами (рис. 2) складається з двох напівмуфт - зірочки 1 і обойми 2 -і роликів 3. розташованих в звужуються в одному напрямку пазах між зірочкою і обоймою. Кожен ролик віджимається пружиною 4 в звужується частина паза. Якщо провідна полумуфта - зірочка, то зчеплення валів може відбуватися тільки при обертанні її за годинниковою стрілкою, а якщо провідна полумуфта - обойма, то зчеплення валів може відбутися при обертанні її проти годинникової стрілки. При зазначеному обертанні провідної напівмуфти кожен ролик закочується в звужується частина паза і заклинюється між напівмуфтами, в результаті чого і відбувається зчеплення напівмуфт і з'єднання валів. При зворотному обертанні провідної напівмуфти ролики викочуються в ширшу частину пазів і напівмуфти расцепляются. Напівмуфти і ролики при передачі великих навантажень виготовляють зі сталі ШХ15, а при невеликих навантаженнях - з сталей 20Х и 40Х.
Розрахунок обгінної роликового муфти.
Розрахунок обгінної роликового муфти полягає в перевірочному розрахунку роликів і робочих поверхонь напівмуфт на контактну міцність:
де σн - розрахункове контактне напруження між роликом і напівмуфтою;
[Σн] - допустиме контактне напруження між ними;
Тк - момент, що передається муфтою;
Епр - наведений модуль пружності (при однакових матеріалах полумуфт і роликів Епр = Е,
де Е - модуль пружності матеріалу полумуфт і роликів);
z - число роликів;
D - діаметр робочої поверхні обойми;
d - діаметр роликів;
l - довжина роликів;
α - кут заклинювання роликів (рекомендується приймати α = 7 °). При твердості контактних поверхонь роликів і напівмуфт> HRC60 допустиме контактне напруження [σн] ≤150 МПа.
Відцентрові муфти.
Відцентрові муфти за способом зчеплення напівмуфт представляють собою фрикційні муфти, в яких на відміну від фрикційних керованих муфт зчеплення напівмуфти зчіплюються або расцепляются автоматично за допомогою спеціальних вантажів, що знаходяться під дією відцентрових сил і пружин. При досягненні ведучим валом певної кутової швидкості відцентрові сили, що діють на вантажі, пов'язані з однією з напівмуфт, долають сили пружин і притискають (або віджимають) ці вантажі до іншої напівмуфті, в результаті чого напівмуфти і з'єднуються ними вали зчіплюються (або расцепляются).