Упругие муфты с торообразной оболочкой

Упругая втулочно-пальцевая муфта (МУВП) по ГОСТ 21424-93.

 

Широкое применение находит упругая втулочно-пальцевая муфта ("МУВП"). Здесь нет необходимости крепить резину к металлу, легко заменять упругие элементы при износе. В этих муфтах момент передаётся через пальцы и насаженные на них упругие элементы в форме колец или гофрированных втулок. Такие муфты легки в изготовлении, просты в конструкции, удобны в эксплуатации и поэтому получили широкое применение, особенно для передачи вращения от электродвигателя. Муфты нормализованы в размерах, диаметры валов (16…150) мм и моментов

(32 …15000) Н∙м. К сожалению, радиальные и угловые смещения существенно снижают срок службы упругих элементов и повышают нагрузки на валы и опоры. Допускаемое радиальное смещение осей валов - (0,2…0,6) мм; угловое несовпадение осей до 1 градуса.

 

Выполняют проверочный расчет пальцев на изгиб: σ_и= l ·F_t/(0,1· z_п·d_п³) ≤[σ_и],

где F_t=2·Т_расч./d, Н – окружное усилие, изгибающее пальцы; d, м - диаметр расположения пальцев; [σ_и], МПа- допускаемое напряжение на изгиб для материала пальцев;

d_п, мм – диаметр пальца в опасном сечении; z_п·- количество пальцев; l ·,мм – расстояние до точки приложения окружного усилия.

Расчет упругих элементов на смятие: σ_см=F_t/(d_вт· l _в·z_п) ≤[σ_см],

где F_t=2·Т_расч./d, Н– окружное усилие, изгибающее пальцы; d, м - диаметр расположения пальцев; [σ_см]=(1,8..2,0) МПа -допускаемое напряжение на смятие для материала втулок;

d_вт, мм – внутренний диаметр втулок; z_п·- количество пальцев; l _в, мм – длина втулок

 

Упругая муфта с резиновой звездочкой по ГОСТ 14064-93

Муфта состоит из двух полумуфт с торцевыми выступами и резиновой звездочки, зубья которой расположены между выступами.

Для выбранного размера муфты необходимо проверить на смятие резиновую звездочку: σ_см= (24·Т_расч.·D)/((D²-d₂²)·Н·z) ≤[σ_см],

где Т_расч., Н·м – расчетный крутящий момент;

D, мм – наружный диаметр звездочки (выступов полумуфт);

[σ_см]=(1,8..2,0) МПа - допускаемое напряжение смятия для материала звездочки;

d₂, мм – диаметр границы контакта звездочки и выступов полумуфт;

z·- число зубьев звездочки

Н, мм – высота выступов полумуфт.

 

Упругие муфты с торообразной оболочкой

Главная особенность таких муфт – наличие неметаллического упругого элемента. Способность упругих муфт противостоять ударам и вибрации значительно повышает долговечность машин. Муфта с упругой торообразной оболочкой может, фактически, рассматриваться, как упругий шарнир Гука. Она способна компенсировать значительные неточности монтажа валов. Лёгок монтаж, демонтаж и замена упругого элемента. Допускаются радиальные смещения 1 ¸ 5 мм, осевые 2 ¸ 6 мм, угловые 1,5 ¸ 2^о, угол закручивания 5 ¸ 30^о. Несущая способность (и прочность) муфт зависит от крепления оболочки к фланцам. Стандартизованные муфты с неразрезной упругой оболочкой работают в диапазоне моментов от 20 до 25000 Н∙м.

 

Упругий элемент муфты работает на кручение, поэтому необходима проверка прочности по напряжениям сдвига в сечении около зажима (диаметр D₁): τ=(2·Т_расч.)/(π·D₁²·δ)≤[τ], где

Т_расч., Н·м– расчетный крутящий момент; D₁, мм –наружный диаметр зажима полумуфт;

[τ]=0,4 МПа -допускаемое напряжение сдвига для материала оболочки;

δ, м – толщина оболочки в рассчитываемом сечении

 

Муфты обгонные. Муфты свободного хода.

Муфты обгонные служат для передачи вращающего момента только в одном направлении, когда угловые скорости полумуфт равны. Их применяют в станках, автомобиля, мотоциклах, велосипедах (здесь они передают вращающий момент от педалей на колесо и в то же время позволяют колесу свободно катиться при неподвижных педалях). Простейшим представителем муфт свободного хода является устройство с храповиком. Наибольшее распространение получили фрикционные роликовые или шариковые муфты. Если угловая скорость ведомой полумуфты превысит угловую скорость ведущей муфты, то автоматически разъединятся соединенные механизмы.

 

Роликовая муфта свободного хода: 1- внутренняя полумуфта; 2-наружняя полумуфта;

3-пружина; 4- толкатель; 5- ролик.

При передаче вращающего момента Т на ролик действуют нормальные силы F_n и силы трения F. Очевидно, что: F₁ = F₂ = F и F_n1 = F_n2 = F_n. Силы F_n стремятся вытолкнуть ролик из паза в направлении биссектрисы угла α. Этому препятствует силы трения F = F_n ∙ f. Условие удержания ролика в пазу: 2∙F∙cos(α/2) ≥ 2∙F_n∙sin(α/2) или 2∙F_n∙ f ∙cos(α/2)≥ 2∙F_n∙sin(α/2), после преобразования получим:

tg(α/2)≤ f = tg(ρ), α ≤ 2∙ρ из этого уравнения находим угол α.

Геометрически: cos (α)=(b + d/2)/(D/2 - d/2)=(2b+d)/(D-d), из этого уравнения находим диаметр ролика - d, зная диаметр D и ширину обоймы b.

Условие равновесия обоймы 2: K∙T=F∙D∙z/2=F_n∙D∙z∙tg(α/2)/2, здесь z- число роликов; К- коэффициент динамичности режима нагрузки; tg(α/2)= f – коэффициент трения.

Прочность ролика проверяем по уравнению: σ_H = 0,418∙(8∙K∙T∙E/(D∙d∙ l ∙z∙α))^1/2≤ [σ_H ], здесь Е -модуль упругости, l - длина ролика, [σ_H]=(1200…1500)МПа для сталей ШХ12,ШХ15 с твердостью поверхности роликов 45…50HRC bи твердостью поверхности обойм до 60HRC.

 

Муфты центробежные колодочные

 

Такие муфты автоматически соединяют валы только тогда, когда угловая скорость превысит некоторую заданную величину. Центробежные муфты используют для автоматического включения и выключения исполнительных механизмов, разгона машин с большими маховыми массами, выключения при перегрузках (бензопила).

Для передачи крутящего момента необходима угловая скорость, которую определяют из уравнения:

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: