Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...

Реферат на тему:

Муфты общая характеристика

ПЛАН

1. Общие сведения.

2. Глухие муфты.

3. Твердые муфты, компенсируют.

4. Упругие муфты.

5. Сцепные муфты.

6. Самоуправляемые муфты.

1. Общие сведения

В современном машиностроении большинство машин складайся со сборочных единиц (узлов) и механизмов. Для обеспечения кинематической и силовой связи валы узлов соединяют муфтам (рис. 1).

Рис.1 втулочно муфта

муфта 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 крутящего момента без изменения его значения и направления. В ряде случаев муфты дополнительно поглощают вибрации и толчки, охраняют машину от аварий при перегрузках, а также используются для включения и выключения рабочего механизма машины без остановки двигателя.

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

По принципу действия

постоянные муфты, осуществляющие постоянное соединение валов между собой;

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

самоуправляемые муфты, автоматически разъединяют валы при изменении заданного режима работы машины.

По характеру работы:

твердые муфты, передающие вместе с вращающим моментом вибрации, толчки и удары;

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

В курсе «Детали машин» рассматриваются только механические муфты. Электромагнитные и гидравлические муфты изучают в специальных курсах.

Основной характеристикой муфт является передан крутящий момент Т. Муфты подбирают по ГОСТ или ведомственным нормальишнимы зубами эвольвентного профиля, затрагиваются с зубами втулок 2, насаживаемых на концы валов. Обоймы соединены между собой болтами, поставленными в отверстия без зазора. Втулки и обоймы изготовляют из стали 40 или стали 45Л.

Рис.3 Погрешности монтажа валов

Зубчатые муфты компенсируют радиальные, осевые и угловые смещения валов за счет боковых зазоров в зацеплении и обточки зубов втулок по сфере. Компенсация отклонений от соосности валов сопровождается скольжением зубов. Угол перекоса оси каждой втулки относительно оси обоймы допускается до 1 ° 30 '.

Для повышения износостойкости зубы подвергают термообработке, а муфту заливают маслом большой вязкости.

Рис.4 Зубчатая муфта: 1 обойма; 2-втулка

Зубчатые муфты широко применяются для соединения горизонтальных тяжело нагруженных валов диаметром d = 40 ... 560 мм при окружных скоростях до 25 м / с. Эти муфты надежны в работе, имеют малые габариты. При работе зубы испытывают переменные контактные напряжения и напряжения изгиба, затрудняет их точный расчет. Поэтому согласно ДСТУ зубчатые муфты подбирают по наибольшему диаметру концов с соединенных валов и проверяют по формуле

ТДСТУ? К1 К2 Т (2)

где ТДСТУ максимальный крутящий момент муфты по ГОСТ; Т крутящий момент, передаваемый муфтой К1 коэффициент безопасности. Если поломка муфты может вызвать остановку машины, то К1 = 1, аварию машины К1 = 1,2; человеческие жертвы К1 = 1,8; К2 козффициент условий работы машины. При спокойной работе К2 = 1; при переменной работе К22 = 1,2; при тяжелой работе с толчками К2 = 1,5.

При работе муфты в условиях оползней соединяемнх валов возникает неуравновешенная радиальная сила

FM = (0,3 ... 0,4) Tрозр / dM (3)

где Tрозр расчетный момент, передаваемых муфтой; dM делительный диаметр зубчатого зацепления муфты. Потери в муфте оцениваются КПД с = 0,98 ... 0,99.

Цепная муфта. Состоит из двух полумуфт-звездочек, имеющих Одинаковое число зубов (рис.5), охвативающей их общей цепи и защитного кожуха, заполненного пластичным смазочных материалом. Применяются цепи роликовые однорядные и двухрядный, а также зубчатые.

Рис.5 Цепная муфта

Достоинства цепных муфт простота конструкции и обслуживания, относительно небольшие габариты. При монтаже и демонтаже не требуется осевого смещения узлов.

Из-за наличия зазоров в шарнирах цепи и в сочетании ее с звездочками цепные муфты имеют значительные люфты. Поэтому их применяют в реверсивных приводах (реверс будет сопровождаться ударами).

Цепные муфты допускают угловое смещение валов 1 ° и радиальное смещение

= 0,15 ... 0,7 мм в зависимости от размера муфты. Подбираются по стандарту.

При работе муфты через несоосность соединенных валов возникает радиальная FM действующий со стороны полумуфтн на вал,

FM = 0,5Tрозр / dM (4)

где dM - делительннй диаметр звездочки муфты. На основе ljckslsd принимают КПД муфты 0,98.

4. Упругие муфты

Упругие муфты относятся к постоянным муфт. Основная часть этих муфт упругий злементы который передает крутящий момент от одной полумуфт к другой.

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

Рис.6 Основные типы резиновых упругих элементов муфт

Основной из характеристик упругих муфт твердость или

(обратная ей величина) податливость и способность демпфирующего есть 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) (рис.6, а с) и муфты с металлическими упругими элементами (рис.7, а-г).

Рис.7. Основные типы металлических стальных пружнихелементив муфт

а-цилиндрические пружины; б-змеевидные пластинчасти пружины; в стержни, пластины и пакеты пластин, расположенные по утворючои и по радиусу; г пакеты разрезных гильзовых пружин

Типовые конструкции упругих муфт рассмотрены ниже.

Муфта упругая втулочно-пальцевая (МУВП). Муфта состоит из двух дисковых полумуфт (рис.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.

В результате небольшой толщины резиновых втулок муфта имеет малую податливость, компенсируя незначительные сдвиги валов (= 0,1 ... 0,3 мм, = 1 ... 5 мм, l ° 30 '). Радиальный и угловой сдвиги валов снижают долговечность резиновых втулок, нагружая валы дополнительной радиальной сгибая силой

FM = (0,2 ... 0,6) gTрозр / D0 (5)

где D0 диаметр окружности расположения пальцев муфты

Работа муфты сопровождается потерями, которые оцениваются КПД с = 0,95 ... 0,97.

Рис.8 Муфта упругая втулочно-пальцевая

Муфта МУВП широко применяется для соединения машин с электродвигателями при передаче малых и средних вращающих моментов. Она проста в изготовлении. Внешняя поверхность полумуфт может использоваться как тормозной барабан. Муфту подбирают по стандарту в диапазоне диаметров валов d = 16 ... 150 мм.

Муфта упругая со звездочкой. Состоит из двух полумуфт / с торцевыми кулачками и резиновой звездочкой 2, зубы которой расположены между кулачками (рис.9). При передаче момента в каждую сторону работает половина зубов.

Рис. 9 Муфта упругая со звездочкой

Муфта компактная и надежная, что компенсирует способность ее невелика. Применяется для соединения быстроходных валов. Допускает смещение сдвига валов: радиальное & lt; 0,1 -. 0,2 мм, угловое? 1 ° 30 '. Подбирается по стандарту для диаметров валов d = 12 ... 48 мм.

Радиальную силу FМ, с которым полумуфта влияет на вал при радиальном смещении, принимают

FM = c (6)

где c радиальная жесткость муфты, Н / мм;

dвала, мм ...... 20, 22 25;28 32, 36 40, 45

c, Н / мм ...... 800 900 1120 1320

Потери в муфте оцениваются КПД 0,98.

Муфта упругая с гороподибною оболочкой. Состоит из двух полумуфт (рис.10), упругой оболочки, по форме напоминающей автомобильную шину (см. Рис.6, ж), и двух колец, зажимают с помощью винтов оболочку. Эта муфта имеет высокие упругими и демпфирующими свойствами. Обеспечивает шумо- и электроизоляцию узлов привода, удобна и надежна в эксплуатации.

Рис.10 Муфта упругая с торообразной оболочкой

Применяется в конструкциях, где трудно обеспечить соосность валов, при переменных и ударных нагрузках.

допускает смещение валов: радиальное = 1 ... 6 мм, осевое = 1 ... 6 мм и угловое 2 °.

Подбирается по стандарту для валов диаметрами d = 14 ... 240 мм.

При допустимых для муфт смещениях, и радиальная сила fm и изгибающий момент Мм небольшие, и при расчете валов и опор их не учитывают.

Потери в муфте оцениваются КПД Со, 98 ... 0,99.

Муфта с цилиндрическими пружинами сжатия. Одна из конструкций таких муфт показана на рис.11. Пружины 4 установлены на стержни сегментов 5 предварительно сжатыми, чтобы одним концом они опирались на сегменты, принадлежащие полумуфте 3, а другим на сегменты полумуфты /. При передаче крутящего момента осадка половины от общего числа пружин увеличивается, других уменьшается. Сегменты имеют возможность качательного движения на пальцах 2 и изготавливаются из износостойких пластмасс или чугуна.

Рис.11 Муфта с цилиндрическими пружинами

Путем подбора пружин жесткость муфты изменяется в довольно широких пределах. Расчет пружин ведут методами сопротивления материалов.

Радиальную силу FM, действующая на валы со стороны муфты, при радиальном смещении валов определяют по графикам в зависимости от расчетного момента муфты Трозр (см. Литературу [6], [15]).

Работа муфты сопровождается потерями, которые оцениваются КПД 0,98.

Муфта с змееподобного пружиной. Муфта состоит из двух полумуфт 1с зубами специального очертания, между которыми свободно заложены секции ленточной змеевидной пружины 3 прямоугольные сечения (рис.12). Кожух 2, состоящий из двух половин, удерживает пружину от выскакивания под действием центробежной силы и служит резервуаром для пластического смазочного материала, меняют через каждые четыре месяца.

Материал полумуфт сталь 40 или 45Л, материал пружин сталь 65Г. Кожух отливают из чугуна СЧ15.

Рис.12 Муфта с змеевидной пружиной

Муфта с змееподобного пружиной достаточно податлива. В зависимости от размеров она допускает комбинированный смещение валов: радиальное = 0,5 ... 3 мм, осевое = 4 ... 20 мм и угловое 1 ° 10 '.

Муфта надежна в работе и долговечна. Применяется при передаче больших вращающих моментов.

Размеры муфты принимают по нормалям станкостроения. Змеевидную пружину проверяют на изгиб методами сопротивления материалов как балку, зажатый с двух сторон (см. Рис.7, б).

Радиальную силу FM, с которым муфта влияет на вал при сдвиге, определяют по графикам (см. Литературу [15]).

Потери в муфте оцениваются КПД 0,98.

5. Сцепные муфты

Ходовая (управляемые) муфты служат для быстрого соединения и разъединения валов при работающем двигателе. Применяются при строгой соосности валов. По принципу работы делятся на кулачковые и фрикционные. Все сцепные муфты должны легко и быстро включаться при незначительной силе, а также иметь малый нагрев и небольшую изнашиваемость при частых переключениях.

Кулачковые муфты. Кулачковые муфты состоят из двух полумуфт с кулачками на торцевых поверхностях (рис.13). При включении кулачки одной полумуфты входят во впадины другой, создавая жесткое сцепление. Для переключения муфты одна полумуфта передвигается вдоль вала по направляющей шпонке или шлицам с помощью механизма управления муфтой.

Материал полумуфт сталь 20Х или 20ХН. Для повышения износостойкости рабочие поверхности кулачков цементуют и закаливают до твердости 54 ... 60HRC3.

Рис.13 Принципиальная конструктивная схема кулачковой муфты

Основные элементы муфт кулачки различных профилей (рис.14): прямоугольного (а), трапецеидального (б), треугольного (в) соответственно для больших, средних и малых нагрузок. Асимметричный профиль кулачков (рис.14, г) применяют в нереверсивных механизмах для облегчения включения муфты. Число кулачков принимают z = 3 ... 60 в зависимости от значения вращающего момента Трозр и желаемого времени включения, с увеличением которого z уменьшается.

Рис.14 Профили кулачков муфт сцепления

Недостаток кулачковых муфт невозможность включения на быстром ходу. Чтобы избежать ударов и повреждения кулачков включение муфты делают без нагрузки при разнице окружных скоростей на кулачках v? 0,8 м / с.

Кулачковые муфты просты в изготовлении и малогабаритны. Применяются в механизмах, где должно быть обеспечено постоянное передаточное число (металлорежущие станки), а также при передаче больших вращающих моментов, когда переключение делают редко.

Размеры муфт принимают конструктивно, а затем кулачки проверяют расчетом

на износостойкость по среднему давления на рабочих поверхностях

(7)

где 0,75 коэффициент неравномерности распределения нагрузки по кулачках вследствие неточности изготовления; Di, b и h размеры муфты (см. рис.13); [Рm] = 25 ... 35 Н / мм2 давление, допускаемое для закаленных кулачков, включаемых на ходу; на прочность - по напряжению изгиба у основания кулачков в предположении неполного включения (сила приложена к вершинам кулачков).

6. Самоуправляемые муфты

Самоуправляемые муфты предназначены для автоматического сцепления и расцепления валов при изменении заданного режима работы машины. Самоуправляемые муфты бывают: по направлению вращения обгонные, по угловой скорости центробежные, по моменту меры.

Обгонные муфты. Обгонные муфты, или муфты свободного хода, служат для передачи крутящего момента в одном направлении. Наибольшее распространение получила роликовая муфта (рис.17) с диапазоном диаметров валов d = 10 ... 90 мм и числом роликов z = 3 ... 5.

Эта муфта состоит из двух полумуфт, одна из которых имеет форму кольца, а вторая форму звездочки с вырезами для роликов. Для быстрого включения муфты ролики отжимаются пружинами. При передаче крутящего момента ролики заклиниваются между полумуфтами в части выреза, что сужается, образуя жесткое сцепление. Если по какой-либо причине угловая скорость ведомого вала превысит угловую скорость ведущего, то в результате обгона ролики розклиняться, выкатятся в расширенную часть выреза и муфта автоматически выключится. При останове ведущего вала ведомый вал продолжает вращаться.

рис.17 Обгонная роликовая муфта

Материал деталей муфты стали ШХ15 и 20Х, термо-обработанные к высокой твердости рабочих поверхностей. Ролики должны быть постоянно смазаны маловязким маслом.

Обгонные роликовые муфты работают бесшумно, допуская большую частоту включений. Применяются в станках, автомобилях и т.д. Критерием работоспособности роликовых муфт является контактная прочность рабочих поверхностей роликов и полумуфт.

Центробежные муфты. Предназначены для автоматического включения или выключения ведомого вала при достижении ведущим валом заданной угловой скорости.

По устройству центробежные муфты представляют собой фрикционные муфты, в которых механизмом управления служат груза-колодки 1 (рис.18), находящихся под действием центробежных сил. При достижении ведущим валом заданной угловой скорости центробежные силы, действуя на грузы, производят включение муфты. Передача крутящего момента осуществляется силой трения, пропорциональной квадрату угловой скорости.

В современном машиностроении применяются конструкции центробежных муфт, служащих для разгона механизмов с большими маховыми массами при двигателе с малым пусковым моментом для повышения плавности пуска для предотвращения разноса машины и т.п. Размеры муфт принимают конструктивно. рабочие этерхни трения грузов проверяют на износостойкость аналогично фрикционным муфтам.

Рис.18 Центробежная колодочна муфта

Меры муфты. Меры муфты предназначены для предотвращения машин от перегрузок. Муфты ставят как можно ближе к месту возникновения перегрузки; они могут работать только при строгой соосности валов.

Чтобы избежать случайных выключений эти муфты рассчитываются по предельному моменте

Тпред = 1,25Трозр (11)

По принципу работы меры муфты делятся на пружинно-кулачковые, фрикционные и с элементом, разрушается.

Пружинно-кулачковая предохранительная муфта по конструкции аналогична сцепное кулачковой, только подвижная в осевом направлении полумуфта

Загрузка...

Страницы: 1 2