Выполнение курсовой работы по разделу Детали машин и основы конструирования

Муфты постоянные, глухие

Для соединения строго соосных валов служат втулочные муфты (рис.3).

Втулочная муфта представляет собой втулку, надеваемую с зазором на концы валов, что усложняет монтаж из-за необходимости больших осевых смещений соединяемых агрегатов. Наружный диаметр муфты , длина – , где -диаметр вала. Окончательная длина муфты определяется требуемой длиной шпонки или шлицов. Втулочные муфты стандартизированы , материал втулок – Ст5, Ст3.

Рис. 3 Втулочная муфта. 1-проволочное стопорное кольцо, препятствующее самоотвинчиванию стопорного винта - 2

Фланцевые муфты (рис.4) состоят из двух одинаковых фланцев со ступицами, которые соединяются болтами. Существуют два варианта исполнения таких муфт.

Рис. 4 Фланцевая муфта

Болты во фланцах полумуфт устанавливают без зазора. Они осуществляют центрирование полумуфт и передают вращающий момент, работая на срез и смятие, Сила, действующая на один болт ,

Здесь T - расчетный крутящий момент, z – число болтов, поставленных без зазора,  – диаметр, на котором расположены болты. Диаметр стержня болта определяется из условия работы на срез

 , откуда   мм, где =(0,2…0,3)  – допускаемое напряжение среза. Далее необходимо выполнит проверочный расчет на смятие.

Все болты во фланцах полумуфт установлены с зазором. В этом случае для центрирования фланцев должен быть предусмотрен центрирующий буртик. Силу затяжки болтов для передачи крутящего момента силами трения на фланцах находят на условия   или  .

Здесь  – момент сил трения на фланцах,

  - коэффициент трения для сухих металлических поверхностей фланцев;

-коэффициент запаса сцепления при действии случайных перегрузок и нестабильности сил трения.

Необходимая сила затяжки болтов

Диаметр болта вычисляют, исходя из условия его прочности на растяжение , откуда , где  - допускаемое напряжение растяжения в расчетном сечении болта. Для болтов класса прочности 4.6 значение предела текучести .

На фланцевую муфту имеется стандарт для крутящих моментов от 8 до 45000 Нм. Полумуфты устанавливаются на концы валов с натягом.

Муфты компенсирующие применяют для соединения валов с несовпадающими осями. Благодаря своей конструкции они компенсируют продольные, радиальные и угловые смещения.

Широкое распространение получили зубчатые муфты. Сдвоенная зубчатая муфта (рис.1) состоит из 2-х одинаковых полумуфт, имеющих внешние зубчатые венцы и 2-х обойм (4) с внутренними зубчатыми венцами. Обоймы стянуты болтами (1), установленными без зазоров. В крышках (3), закрывающих внутреннюю полость муфты, установлены резиновые манжетные уплотнения удерживающие жидкую смазку внутри муфты. Пробка (5), пояски (6) на полумуфтах служат для контроля соосности валов. Зубья муфты эвольвентные с углом профиля 20о и высотой зуба 1,8m. Центрирование полумуфт обычно осуществляется по вершинам зубьев. Предусмотрены, для компенсаций всех видов смещений осей валов, зубья полумуфт бочкообразной (рис. 1.б) и прямо-линейной (рис.1.в) форм. Муфта с бочкообразными зубьями допускает значительно больший угол поворота. Угловое смещение

   1 ̊30’ по сравнению с муфтой с прямолинейными зубьями, у которой   15’ Относительное смещение зубьев полумуфты и обоймы обуславливается наличием зазоров между зубьями. На рис.5.а показан характер смещения зуба полумуфты и положение пятна контакта в плоскости перекоса валов, на рис. 5.б — по-ложение зубьев в перпендикулярной плос-кости. При угловом смещении валов зуб полумуфты скользит по зубу обоймы по ду-ге длиной 0,5mz, занимая крайнее поло-жение через каждую половину оборота, что приводит к износу боковой поверхности зубьев. Наличие сил трения между зубьями вызывает появление изгибающего момента Миз = 0,1Т, где Т- переда-ваемый вращающий момент. Для снижения износа зубьев заготовки полумуфт и обойм изготовляют коваными из сталей марок 40, 45, 35ХМ. Твердость по-верхностей зубьев должна быть 42...50 HRC. Муфты смазывают жидким мас-лом большой вязкости. Размеры муфт выбирают по таблицам  в зависимости от ожидаемого смещения валов.

Муфты проверяются по напряжению смятия ,

где D0=mz, b – ширина зуба (рис.1), m – модуль зацепления, =12…15 МПа.

В транспортных машинах широко применяются зубчатые муфты с син-хронизаторами, служащими для облегчения переключения передач.

Упругие муфты рис. 2 отличаются наличием упругого элемента (стальные, спиральные либо плоские пружины или ре-зина) и являются универсальными, т.к. амортизируют удары, динамические на-грузки, компенсируют несоосность валов, способствуют защите привода от вредных крутильных колебаний в приводах машин, что повышает их ресурс.

Характеристикой упругих муфт является их жесткость. Жесткость С при кручении представляет отношение крутящего момента Т к углу   поворота полумуфт. В зависимости от конструкции муфты эта характеристика может быть линейной (кривая 1, рис.6) или нелинейной (кривая 2, рис. 6). Для муфты с линейной характеристикой жесткости Т = C Для муфты с нелинейной характеристикой, жесткость различна в каждой точке кривой 2 и определяется как С=, т.е. является касательной к кривой жесткости в данной точке характеристики. Предварительный расчет такой муфты выполняется по напряжениям среза 

, где =0,6…1,0 МПа для резины.

Муфта с неметаллическим (резиновым) элементом, так называемая- муфта — шина» (рис. 7). Ее отличает простота конструкции, простота эксплуатации (не требует ухода), имеет высокую податливость резины при кручении и хорошую демпфирующую способность. По форме упругого элемента имеются два вида исполнения: с упругим элементом в виде внешнего тора (рис. 7а) и с упругим элементом в виде внутреннего тора (рис. 7б). При одинаковой несущей способности последняя муфта имеет меньший наружный диаметр. Поэтому она меньше подвержена влиянию цен-тробежных сил и, таким образом, допускает большую частоту вра-щения. Конструкция муфт определяется ГОСТом, в котором приве-дены основные размеры муфт в зависимости от величины крутящего момента .

Рис. 7 Муфта с резиновым упругим элементом в виде:

 а) внешнего тора;

б) внутреннего тора.

После выбора муфты:

Уточняют толщину h упругого элемента в сечении (рис. 7а, рис.7б). Из расчета по касательным напряжениям , где T – расчетный крутящий момент; =0,8…1,5 МПа – допускаемое напряжение, зависящее от марки резины и числа слоев корда;

Определяют необходимую силу прижатия края упругого элемента к полумуфте. Из условия  находим момент от сил трения , где - сила затяжки одного винта: ;

f-коэффициент трения резины по металлу; z – число винтов; ; =(1,2…1,5);

Проверяют напряжение смятия на кольцевой поверхности контакта края упругого элемента с полумуфтой (рис. 7б)

  где  МПа определяют в зависимости от наличия корда или металлических колец и марки резины.

Втулочно-пальцевые муфты МУВТ

В них крутящий момент передается через пальцы и закрепленные на них упругие элементы в форме гофрированных втулок (рис.8)

Рис. 8 Втулочно-пальцевая муфта

Упругие элементы подвергаются неравномерному сжатию, а их форма обеспечивает повышение податливости и некоторое выравнивание напряжений.

Стальные пальцы закреплены своей конической частью в одной полумуфте и входят в цилиндрические отверстия в другой полумуфте. Число пальцев в зависимости от размеров муфт 4…10.

Эти муфты благодаря простоте изготовления, легкости и удобству заме-

ны упругих элементов сохранили в машиностроении широкое применение, осо-бенно, для приводов электродвигателей. Муфты стандартизированы (ГОСТ21424-75), допускают несоосность валов до 1-3 мм., угловое смещение до 0,6-1

Критерием работоспособности муфт является стойкость резиновых вту-лок муфты. Её проверяют по допускаемым давлениям между пальцами и упру-гими элементами в предположении, что крутящий момент распределяется между пальцами равномерно. , где z — число пальцев; d1— диаметр пальца под упругим элементом; l — длина упругого элемента; D1 — диаметр ок-ружности расположения центров пальцев .

[р] = ЗМПа для резиновых втулок, для муфт по ГОСТ принимают [р] = 2 МПа.

Стальные пальцы муфт проверяют на изгиб с допускаемым напряжением

.

, где  - предел текучести материала.

На главную