- •Введение
- •1. Основные этапы курсового проектирования
- •2. Расчет привода исполнительного механизма
- •2.1. Расчет и выбор электродвигателя
- •2.2. Разбивка передаточного числа по ступеням
- •3. Мощности, моменты на валах привода
- •4. Ременные передачи
- •4.1. Расчет ременных передач
- •4.2. Расчет сил ременных передач
- •4.3. Напряжения в ременных передачах
- •5. Цепные передачи
- •5.1. Расчет цепной передачи
- •5.2. Определение параметров звездочек
- •6. Зубчатые передачи. Выбор материалов зубчатых колес
- •7. Расчет коническо-цилиндрического редуктора
- •7.1. Расчет конической передачи
- •7.2. Расчет цилиндрической зубчатой передачи
- •7.3. Проверка зубьев колес по контактным напряжениям
- •8. Расчет червячных передач
- •8.1.Выбор материалов червяка и колеса
- •8.2. Определение основных параметров червячной передачи
- •8.3. Тепловой расчет червячного редуктора
- •9. Ориентировочный расчет валов
- •10. Расчет валов по эквивалентному моменту
- •10.1. Расчет быстроходного вала коническо-цилиндрического редуктора
- •10.2. Расчет промежуточного вала редуктора
- •11. Расчет валов зубчато-червячного редуктора
- •11.1. Расчет быстроходного вала зубчато-червячного редуктора
- •11.2. Расчет промежуточного вала
- •11.3. Расчет тихоходного вала зубчато-червячного редуктора
- •12. Расчет вала на прочность
- •13. Расчет и выбор подшипников качения быстроходного вала коническо-цилиндрического редуктора
- •14. Расчет и выбор подшипников качения тихоходного вала червячного редуктора
- •15. Расчет шпоночных соединений
- •16. Конструирование элементов корпуса редуктора
- •17. Смазочные устройства и уплотнения
- •18. Муфты
- •18.1. Муфты глухие
- •18.1.1. Муфта втулочная
- •18.1.2. Муфта фланцевая
- •18.2. Муфты компенсирующие
- •18.2.1. Муфта упругая втулочно-пальцевая
- •18.2.2. Муфта упругая со звездочкой
- •18.2.3. Муфта с торообразной оболочкой
- •18.2.4. Муфта зубчатая
- •18.2.5. Муфта шарнирная
- •18.3. Муфты управляемые
- •18.3.1. Муфта кулачковая
- •18.3.2. Муфта фрикционная
- •18.3.3. Конусная фрикционная муфта
- •18.3.4. Электромагнитная фрикционная муфта
- •18.4. Муфты предохранительные самоуправляемые
- •18.4.1. Муфта со срезным штифтом
- •18.4.2. Муфта фрикционная многодисковая
- •18.4.3. Муфта пружинно-шариковая
- •18.4.4. Муфта кулачковая предохранительная самодействующая
- •18.4.5. Центробежная муфта (колодочная)
- •18.4.6. Обгонная муфта
- •Библиографический список
- •Приложения
18.4.2. Муфта фрикционная многодисковая
Муфты применяют при частых кратковременных перегрузках, главным образом перегрузках ударного действия. Расчет ведется по аналогии с муфтами фрикционными управляемыми.
Усилие необходимое для замыкания дисков муфты (рис. 61) создается пружиной, или несколькими пружинами сжатия (рис. 62).
Рис. 61. Муфта фрикционная многодисковая
Усилие приходящееся на одну пружину Fа=F1, если используется несколько пружин, то F1=, гдеn=4…8 – число пружин.
Рис. 62. Пружина
Диаметр проволоки пружины,
dпр , мм,
где k = – коэффициент пружины;
с==4…12 – индекс пружины;
[]=0,4в – допускаемое напряжение при кручении пружины;
в – предел прочности материала пружины.
Обычно для пружин сжатия, растяжения выбирают проволоку пружинную II класса ГОСТ 9389-75.
в=1400 Н/мм2 , []=560 Н/мм2 ;
dср – средний диаметр пружины;
F2=1,2F1 – усилие для включения муфты.
Податливость одного витка пружины
1=, мм,
где G – модуль сдвига.
Осевое упругое сжатие пружины (ход пружины).
2=1 m, мм,
где m – число витков пружины.
Шаг пружины
t=dпр+1+(0,1…0,2), мм.
18.4.3. Муфта пружинно-шариковая
Принцип действия пружинно-шариковой муфты (рис. 63, 64) аналогичен фрикционным и кулачковым муфтам. В отличие от кулачковых муфт здесь трение скольжения частично заменено трением качения.
Рис. 63. Муфта пружинно-шариковая
Расчет шариковой предохранительной муфты ведется по напряжениям смятия материала шарика.
Расчетный крутящий момент
Tp = (1,25...1,5)T, Нм.
Рис. 64. Муфта шариковая предохранительная встроенная в зубчатое колесо
Потребная сила сжатия пружин:
Fа =, Н,
где D0 – диаметр окружности, на котором расположены пружины, мм;
f=0,15 – коэффициент трения;
α =30°…45°, 2α =60°…90° – угол расточки канавки для размещения шариков;
= 5°…6° – угол трения;
знак (+) – относится к режиму включения муфты;
знак (–) – относится к режиму срабатывания муфты.
Напряжение на поверхности шарика
, МПа.
Допускаемое напряжение []см=50 МПа.
Далее производят по максимальному усилию расчет пружины.
Ход пружины 2=, мм;dш =(0,3…0,4)d – диаметр шарика, мм; d – диаметр вала, мм.
18.4.4. Муфта кулачковая предохранительная самодействующая
В отличие от управляемой кулачковой предохранительной муфты данная муфта (рис. 65) срабатывает самостоятельно под действием пружины при превышении расчетного момента, здесь также как и для предыдущих муфт, расчет сводится к выбору пружины, обеспечивающей замыкание кулачков. Ход пружины при срабатывании при перегрузках должен быть равен 2=b+1…2, мм; b – длина кулачка, мм.
Рис. 65. Муфта кулачковая предохранительная самодействующая
Расчетный крутящий момент на муфте
Tp=1,25T , Нм,
где T – крутящий момент на валу.
Усилие пружины в начале срабатывания муфты
, Н,
где α = 30°…45° – угол профиля кулачков;
=…– угол трения на кулачках;
f = 0,12…0,15 – коэффициент трения между подвижной полумуфтой и шлицевым валом;
f = 0,25…0,3 – коэффициент трения между подвижной полумуфтой и валом со шпонкой;
Dср – средний диаметр кулачков;
d – диаметр вала.
Усилие пружины в конце срабатывания муфты
= 1,1…1,2 Fa , Н.
Напряжение смятия на гранях кулачков
[]см , МПа,
где z – число кулачков;
b=(0,6…0,1)D1 – ширина кулачка;
h – высота кулачка.
Напряжение изгиба кулачка
[]и , МПа.
Допускаемое напряжение на смятие и изгиб кулачков выбирают по табл. 36.
Таблица 36
Допускаемые напряжения
Допускаемые напряжения, МПа |
Материал и термическая обработка | ||
Сталь 45 ГОСТ 1050-88 (200…230) HB |
Сталь 40Х ГОСТ 4543-71 (40…45) HRC |
Сталь 20Х ГОСТ 4543-71 (58…62) HRC | |
Смятия []см |
5 |
20 |
30 |
Изгиба []и |
50 |
13 |
11 |
Пружину при монтаже устанавливают с предварительным сжатием на величину
=, мм ,
где Fа – сила сжатия пружины;
с – индекс пружины;
m – число рабочих витков пружины;
G – модуль упругости материала пружины;
dпр – диаметр проволоки.