18.3. Муфты управляемые

Муфты этого рода предназначены для соединения и разъединения валов, а также валов и установленных на них деталей с помощью специальных механизмов управления. Они подразделяются на кулачковые (зубчатые), фрикционные и электромагнитные жидкостные и порошковые.

18.3.1. Муфта кулачковая

Кулачковые муфты требуют точного центрирования валов, для них характерно полное отсутствие проскальзывания и небольшие габариты.

Профиль кулачков может быть: треугольный, трапециидальный (рис. 56), прямоугольный. Для повышения точности срабатывания муфты высоту кулачков следует делать по возможности небольшой и применять пружины малой жесткости.

Рис. 56. Полумуфта кулачковая

Расчет производится по условию износостойкости рабочих поверхностей кулачков

 =, МПа,

где D_ср=– средний диаметр кулачков, мм;

D  2d, d – диаметр вала, мм;

z =3…15 – число кулачков;

b=(0,12…0,15)D – длина кулачка, мм;

h=(0,5…0,6)b – высота кулачка, мм;

=80…120 Н/мм² – допускаемое давление при включении муфты в покое;

=20…30 Н/мм² – допускаемое давление при включении муфты на ходу.

Кулачки рассчитываются по напряжениям изгиба

_и =[_и], МПа,

где W =– момент сопротивления кулачка на изгиб;

a – средняя ширина кулачка.

Осевое усилие, необходимое для включения и выключения кулачковой муфты

F_а= , Н,

где d – диаметр вала, мм;

f=0,15…0,2 – коэффициент трения;

α=30^°…45^° – угол скоса кулачка;

= 5^°…6^° – угол трения;

знак (+) – относится к режиму включения муфты;

знак (–) – относится к режиму отключения муфты.

Материал полумуфт – стали марок 20Х или 20ХН. Для повышения износостойкости рабочие поверхности кулачков цементируют и закаливают до твердости 54…60 HRC.

18.3.2. Муфта фрикционная

По форме поверхности трения фрикционные муфты подразделяются на дисковые (с плоской поверхностью), конусные (с конической поверхностью), и цилиндрические (с цилиндрической поверхностью). Наибольшее распространение имеют дисковые муфты.

Фрикционные муфты применяют для соединения валов под нагрузкой, когда плавность включения является обязательной. Муфты передают вращающий момент за счет сил трения на рабочих поверхностях дисков (рис. 57). Диски должны обладать высокой износостойкостью, теплостойкостью контактирующих поверхностей. Для уменьшения размеров муфт, силы нажатия и увеличения передаваемого вращающего момента увеличивают число пар трения [20].

Рис. 57. Муфта фрикционная

Условия износостойкости рабочих поверхностей дисков

 =[], МПа

где D₁ и D₂ – наружный и внутренний диаметр дисков, мм;

z – число пар трения (желательно четное);

 =1,2…1,5 – коэффициент запаса сцепления.

Для передачи больших крутящих моментов требуемое число пар трения

z =,

D_ср =– средний диаметр контактирующих поверхностей дисков, мм.

Значения коэффициента трения f и допускаемого давления [] выбирают по табл. 34.

Таблица 34

Допускаемое давление и коэффициент трения

Материал пар трения	Работа
	со смазкой		всухую
	[], МПа	f	[], МПа	f
Закаленная сталь по закаленной стали	0,6…0,8	0,06	–	–
Чугун по чугуну или по закаленной стали	0,6…0,8	0,08	0,2…0,3	0,15
Текстолит по стали	0,4…0,6	0,12	–	–
Металлокерамика по закаленной стали	0,8…1,0	0,1	0,3…0,4	0,4
Прессованный материал на основе асбеста по стали или по чугуну	–	–	0,2…0,3	0,3…0,36

Примечание. Меньшее значение [] при большем числе поверхностей трения.

Усилие необходимое для замыкания дисков муфты

F_а=,Н.