Детали приборов (стр. 7 из 10)

Где М - действующий момент при кручении;

l – длина вала;

Jρ = – полярный момент при кручении;

G – модуль сдвига.

Допускаемый угол закрутки [φ] в градусах на метр длины можно принимать равным:

.

20. Расчет валов редуктора на изгиб и кручение

Расчетный крутящий момент на валу:

или , (4.6)

где η – КПД участка кинематической цепи от двигателя до рассчитываемого вала;

TД – крутящий момент на валу двигателя, Н·м;

U= w0 /w– передаточное отношение от двигателя до выходного вала;

w – расчетная частота вращения вала, рад/сек;

w0 – частота вращения вала двигателя, рад/сек;

Рд – мощность на валу двигателя, Вт.

Суммарная сила, действующая на вал со стороны зубчатых колес (сумма окружной и радиальной сил):

(4.8)

где d – делительный диаметр зубчатого колеса или цепной звездочки, мм;

Ткр – крутящий момент на колесе, Н·мм.

21. Муфты. Типы муфт. Соединительные муфты

Муфта – устройство, предназначенное для соединения валов и осей от одного к другому и передачи крутящего момента.

муфты постоянные, осуществляющие постоянное соединение валов, – глухие, компенсирующие, упругие, жесткие;

муфты управляемые, обеспечивающие режим «включено-выключено» с помощью ручного (механического) управления – зубчатые, кулачковые, фрикционные;

муфты самоуправляемые, осуществляющие автоматическое разъединение или соединение валов: по величине передаваемого момента – предохранительные; по скорости вращения – центробежные; по направлению вращения – обгонные.

Сединительные муфты. Особенности:

+ простота изготовления;

- ограничение сдвигу валов;

- сборка соединений вдоль осей.

22. Сцепные муфты. Подвижные муфты

Подвижные муфты бывают шарнирные, упругие и компенсирующие.

К примеру упругие муфты применяют для амортизации ударных и динамических нагрузок при частых пусках и реверсах механизма. Особенности упругих муфт:

+ позволяют исправить перекос и смещение валов (но не должны приводить к деформации ≥ 5%), что облегчает сборку и проектирование ЗК;

- неточный угол поворота при вращении из-за деформации резиновой шайбы 3 (см. рис.2)

Сцепные муфты. Бывают зубчатые и фрикционные.

Основное достоинство: + плавность работы.

23. Компенсирующие муфты. Упругие муфты

Компенсирующие муфты.

Компенсирующие подвижные муфты применяют при передаче движения между несоосными валами при наличии небольших радиальных, осевых, угловых или комбинированных смещений осей валов. К этим муфтам относятся упругие втулочно-пальцевые муфты, упругие муфты с торообразной оболочкой, упругие муфты со звездочкой, мембранные муфты, упругие поводковые муфты.

Недостаток: - неравномерность скорости вращения из-за кинемат погрешности.

Упругие муфты применяют для амортизации ударных и динамических нагрузок при частых пусках и реверсах механизма. Особенности упругих муфт:

+ позволяют исправить перекос и смещение валов (но не должны приводить к деформации ≥ 5%), что облегчает сборку и проектирование ЗК;

- неточный угол поворота при вращении из-за деформации резиновой шайбы 3 (см. рис.2)

24. Виды муфт. Жесткие и упругие муфты

Упругие муфты применяют для амортизации ударных и динамических нагрузок при частых пусках и реверсах механизма. Особенности упругих муфт:

+ позволяют исправить перекос и смещение валов (но не должны приводить к деформации ≥ 5%), что облегчает сборку и проектирование ЗК;

- неточный угол поворота при вращении из-за деформации резиновой шайбы 3 (см. рис.2)

25. Центробежные и обгонные муфты

Центробежные муфты. Останавливаются при достижении определ скорости.

1 - ведущий вал;

2 – пружина;

3 – башмак;

4 – полумуфта.

Положение вкл: ω1=ω2.

ω2=const.

Полезное свойство этой муфты: она может работать как регулятор оборотов.

Обгонные муфты являются самоуправляющимися и выключаются в зависимости от соотношения угловых скоростей ведущей и ведомой части. Применяются для передачи вращения только в 1 сторону. При изменении направления вращения, они выключаются. Условие выключения (ω1≥ω2). Шарик увлекается в клин. Образованный полуортами и заклинивает, т е муфта выключается.

Присутствуют ударные нагрузки, шум, но меньшие габариты.

25. Центробежные и обгонные муфты

Обгонные муфты

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

Эта муфта состоит из двух полумуфт, одна из которых имеет форму звездочки с вырезами для роликов. Для быст-рого включения муфты ролики отжимаются пружинами. При передаче вращающего момента ролики заклиниваются между полумуфтами в сужающейся части выреза, образуя жесткое сцепление. Если по какой-либо причине угловая скорость ведомого вала превысит угловую скорость ведущего, то вследствие обгона ролики расклинятся, выкатятся в расширенную часть выреза и муфта автоматически выключится. При остановке ведущего звена ведомый вал продол-жает вращаться.

Материал деталей обгонных муфт – стали, термообработанных до высокой твердости рабочих поверхностей. Ро-лики 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 прочность рабочих поверхностей роликов и полумуфт.

Шариковая муфта

1) вкл (Fтр1)

ω1 ≥ ω2

2) выкл (Fтр2)

ω1 < ω2

Если скорость ведущей полумуфты 1 больше скорости ведомой полумуфты 2 , то шарик увлекается в клин образованный двумя полумуфтами и заклинивает.

Муфты включаются при условии если ω1 ≥ ω2

При изменении скоростей происходит выталкивание шарика (расклинивается) и она выключается.

Когда происходит заклинивание возникают большие нагрузки N, и передаётся большой крутящий момент.

Эти муфты применяются для передачи вращения только в 1 сторону, при изменении направления вращения они выкл.

Центробежные муфты

Центробежные муфты предназначены для автоматического включения или выключения ведомого вала при дости-жении ведущим валом заданной угловой скорости.

По устройству центробежные муфты представляют собой фрикционные муфты, у которых механизмом управле-ния служат грузы-колодки 1, находящиеся под действием центробежных сил. При достижении ведущим валом задан-ной угловой скорости центробежные силы, действуя на грузы, производят включение муфты. Передача вращающего момента осуществляется силой трения, пропорциональной квадрату угловой скорости.

В современном машиностроении применяются конструкции центробежных муфт, которые служат для разгона ме-ханизмов с большими маховыми массами при двигателе с малым пусковым моментом, для повышения плавности пус-ка, для предотвращения разноса машины. Размеры муфт принимают конструктивно. Рабочие поверхности трения грузов проверяют на износостойкость аналогично фрикционным муфтам.

Муфта может использоваться как регулятор оборотов.

ω2 = const

К ведущему валу 1 пружиной 2 прижимается башмак, соединённый с ведомой полумуфтой 4.

Во включенном состоянии скорости равны, т.к. вал вращаясь создает силу Fтр которая увлекает за собой башмак с муфтой

1) вкл ω1 = ω2

T = Fтр ·l = Fтр · Rвв = Fтр · µ · Rвв

Rвв – ведущего вала

2) выкл Fтр = F1тр · µ = µ(Fпр – Fu)

T↓ T<Tнар

При увеличении ω, тем меньше давление пружины

26.Предохранительные муфты. Расчет передаваемого момента (предельного)

Эти муфты допускают ограничение передаваемого вращающего момента, что предохраняет машины от поломок при перегрузках.

Наибольшее распространение получили предохранительные кулачковые, шариковые и фрикционные муфты (рис.16).

Рис.16. Предохранительные муфты

От сцепных и других муфт они отличаются отсутствием механизма включения. Предохранительные кулачковые и шариковые (рис.16, а) муфты постоянно замкнуты, а при перегрузках кулачки или шарики полумуфты 1 выдавливаются из впадин полумуфты 2, и муфта размыкается. Иначе работает предохранительная фрикционная муфта (рис.16, б). При перегрузке за счет проскальзывания происходит пробуксовывание этой муфты (останавливается ведомый вал).

Рассмотренные на рис.16 предохранительные муфты применяют при частых перегрузках.

При маловероятных перегрузках применяют предохранительные муфты с разрушающимся элементом, например со срезным штифтом (рис. 17). Такая муфта состоит из дисковых полумуфт 1 и 2, соединяемых металлическим штифтом 3, вставленным в термически обработанную втулку 4. При возникновении перегрузки штифт срезается, и муфта разъединяет валы. Они просты по конструкции и малогабаритны.

Рис. 17. Муфта предохранительная со срезным штифтом:

1,2— полумуфты; 3 — срезной штифт; 4 — закаленные втулки

Для изготовления деталей предохранительных муфт в зависимости от типа муфты применяют конструкционные стали, чугун СЧЗО, фрикционные материалы, сталь ШХ12 и др. Штифты для муфт с разрушающимся элементом изготовляют из стали 45, втулки — из стали 40Х с закалкой.