Методика добору муфт
Більшість муфт стандартизовані. У зв'язку з цим завдання добору зводиться до добору типорозміру муфти серед наявних у стандартах. Тип муфти повинен відповідати умовам роботи вузла, монтажу та іншим вимогам, які висуваються до муфт у конкретному приводі. Розмір муфти добирають за більшим діаметром з'єднуваних валів згідно з такими умовами:
ТР = ТН k1 k2 ≤ [ T ], n ≤ nlim ,
де ТР, ТН – обертальний момент відповідно розрахунковий і номінальний;
k1 – коефіцієнт відповідальності муфти, який залежить від серйозності наслідків, спричинених відмовою муфти
(k1 = 1,0 – 1,8);
k2 – коефіцієнт, який залежить від умов роботи, типу двигуна та виконавчого механізму (при рівномірному навантаженні та спокійній роботі беруть k2 = 0, при роботі з ударами та коливаннями навантаження k2 = 1,5);
[Т] – допустимий обертальний момент для визначеного типорозміру муфти;
n, nlim – частота обертання муфти номінальна та гранично допустима відповідно.
Після добору муфти потрібно перевірити її слабкий елемент, який визначає надійність муфти, за відповідним критерієм працездатності.
15.5. Некеровані муфти
Конструкції муфт докладно розглянуті в підручниках.
Глухі муфти призначені для з'єднування співвісних валів, осі яких лежать на одній прямій. До них належать:
1) втулкові;
2) фланцеві;
3) поздовжньо-згвинчувані.
Недолік втулкових і фланцевих муфт – незручність їх монта-жу та демонтажу, для чого потрібне осьове зміщення валів.
Компенсуючі муфти служать для з'єднування неспіввісних валів (осі не лежать на одній прямій, вони мають певні зміщення). Неспіввісність зумовлюється неточністю виготовлення, монтажу і пружними деформаціями.
Розрізняють такі види відхилень від правильного взаємного розміщення осей валів (рис. 15.3):
1 – поперечне або радіальне зміщення Δr;
2 – поздовжнє або осьове Δa;
3 – кутове Δδ;
4 – комбіноване.
Рисунок 15.3 – Види неспіввісності
Такі зміщення зумовлюють додаткове навантажування валів та їх опор. Компенсуючі муфти дають змогу знизити шкідливий вплив неспіввісності на роботу деталей. Компенсація здійснюється завдяки або взаємним переміщенням деталей муфт (жорсткі компенсуючі та рухомі муфти), або деформації пружних елементів (пружні компенсуючі муфти).
До компенсуючих жорстких належать муфти:
1) зубчасті;
2) ланцюгові.
Зубчасті муфти широко використовують у машинобудуванні завдяки їх перевагам: невеликим габаритам і масі, великій навантажувальній здатності, яка визначається великим числом зубців, що зчіплюються одночасно; припустимості високих колових швидкостей (до 25 м/с і більше); технологічності.
Пружні компенсуючі муфти служать в основному для зменшення динамічних (у тому числі ударних) навантажень і захисту привода від резонансних коливань. Крім того, вони припускають деяку компенсацію неспіввісності валів через деформацію пружних елементів, які можуть бути металевими або неметалевими.
До металевих пружних елементів належать: змієподібні пружини, радіальні пакети пластин, виті циліндричні пружини, гільзові пружини, стрижні. Ці елементи працюють на згин і кручення. Вони забезпечують більшу навантажувальну здатність і довговічність муфти, ніж неметалеві елементи.
Основним матеріалом неметалевих пружних елементів є гума, оскільки їй притаманні високі пластичність і демпфі-рувальна здатність, а також електроізолююча властивість.
Муфти з неметалевими пружними елементами:
1) муфта пружна втулково-пальцева (МПВП);
2) муфта з гумовою зірочкою;
3) муфта з конічним диском;
4) муфта з гумовими сухарями;
5) муфта з тороподібною оболонкою.
Широке використання в машинобудуванні муфти МПВП, особливо в приводах від електродвигунів, пояснюється такими її
116
перевагами, як легкість виготовлення, простота пружних елементів, зручність її заміни та надійність. Зовнішню поверхню цих муфт можна використовувати як гальмівний шків.
Рухомі муфти призначені для з'єднування валів, які мають значні відносні зміщення, зумовлені компонуванням привода машини. До таких муфт належать:
1) кулачково-дискові (хрестові);
2) шарнірні.
15.6. Керовані муфти
Такі муфти дають змогу з'єднувати або роз'єднувати вали
(а також вали та встановлені на них деталі) у спокої або при їх обертанні за допомогою обов'язкового пристрою – механізму керування.
За принципом роботи такі муфти поділяють на дві підгрупи – синхронні, що базуються на зчепленні, та асинхронні з використанням сил тертя.
Синхронні муфти використовують при значному навантаженні, стиснених габаритах, нечастих вмиканнях і співвісних валах. Вони забезпечують жорсткий кінематичний зв'язок півмуфт. Їх умикають у строго визначеному положенні і лише на тихому ходу, причому вмикання відбувається з ударами та шумом. Якщо синхронні муфти вмикають часто, то для зменшення ударів і шуму використовують синхронізатори – фрикційні муфти, які вмикаються попередньо для того, щоб вирівняти швидкості веденої та ведучої півмуфт синхронної муфти.
До керованих синхронних муфт належать:
1) кулачкові;
2) зубчасті зчіпні.
Асинхронні муфти забезпечують плавне з'єднування та роз'єднування обертальних валів у широкому діапазоні кутових швидкостей і передаваного навантаження. Завдяки плавному вмиканню вдається запобігти великим прискоренням і шуму. Проте при вмиканні має місце ковзання і, отже, спрацювання
деталей машин. Проковзування може відбуватися також у разі перевантажень, муфта при цьому виконує функцію запобіжного пристрою.
До керованих асинхронних муфт належать:
1) фрикційні дискові;
2) фрикційні конусні.
15.7. Самокеровані муфти
Самокеровані (самодіючі або автоматичні) муфти автоматично роз'єднують і з'єднують вали :
1) при збільшенні швидкості (муфти відцентрові або граничної швидкості);
2) при перевантаженнях (муфти запобіжні);
3) при зміні напряму руху (муфти обгінні, які передають рух тільки в одному напрямку).
Відцентрові муфти використовуються для підвищення плавності пуску; розганяння механізмів і машин, які мають значні моменти інерції, двигунами з малими пусковими моментами.
До запобіжних муфт належать:
1) муфти з елементом, що руйнується;
2) фрикційні автоматичні нормально замкнені;
3) пружинно-кулачкові;
4) пружинно-кулькові.
До обгінних муфт належать:
1) зубчасто-храпові;
2) кулачко-храпові;
3) роликові обгінні.
Теми для додаткового самостійного вивчення
1. Конструкції муфт.
2. Розрахунки муфт.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1 Решетов Д. Н. Детали машин. – М. : Машиностроение, 1989. – 496 с.
2 Иванов М. Н. Детали машин : учеб. для студентов высш. техн. учеб. заведений. – М. : Высш.шк., 1991. – 383 с.
3 Курсовое проектирование деталей машин : уч. пособие для учащихся машиностроительных специальностей техникумов /
С. А. Чернавский, К. Н. Боков, И. М. Чернин и др. – М. : Машиностроение, 1988. – 416 с.
4 Иосилевич Г. Б. Детали машин. – М. : Машиностроение, 1988. – 368 с.
5 Заблонский К.И. Детали машин. – К.: Вища шк., 1985. –518с.
6 Мархель И. И. Детали машин. – М. : Машиностроение, 1977.– 446 с.
7 Сборник задач и примеров по курсу деталей машин. – М. : Машиностроение, 1974. – 286 с.
8 Приводы машин : атлас конструкций: в 5 ч. Ч. І. Редукторы и мотор-редукторы. Конструкция, параметры и основы конструирования : учеб. пособие / П. Н. Учаев и др. – К. :
Вища шк., 2001. – 455 с.
9 Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин /
П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов. – М. : Высш. школа, 1985. – 415 с.
10 Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроите-ля. – М. : Машиностроение, 1982. – Т. 1 – 3.
11 Орлов П. И. Основы конструирования : справочно-методическое пособие : в 2 кн. / под ред. П. Н. Учаева. – изд.3-е, испр. – М. : Машиностроение, 1988.
Деталі машин і основи конструювання : конспект лекцій / укладач В. В. Стрелец. – Суми : Сумський державний університет, 2012. – 120 с.
Кафедра опору матеріалів і машинознавства
Навчальне видання
ДЕТАЛІ МАШИН
І ОСНОВИ КОНСТРУЮВАННЯ
Конспект лекцій
для студентів спеціальностей:
6.050502 «Інженерна механіка»,
6.050503 «Машинобудування»,
6.050601 «Теплоенергетика»,
6.050604 «Енергомашинобудування»
денної та заочної форм навчання
Відповідальний за випуск І. Б. Карінцев
Редактор Т. Г. Чернишова
Комп'ютерне верстання В. В. Стрельця
Формат 60х84/16. Ум. друк. арк. 6,97. Обл.-вид. арк. 5,76. Тираж 50 пр. Зам. №
Собівартість вид. грн к.
Видавець і виготовлювач
Сумський державний університет,
вул. Римського-Корсакова, 2, м. Суми, 40007
Свідоцтво суб'єкта видавничої справи ДК № 3062 від 17.12.2007.
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
Сумський державний університет
До друку та в світ
дозволяю на підставі
"Єдиних правил",
п. 2.6.14
Заступник першого проректора –
начальник організаційно-
методичного управління В. Б. Юскаєв
ДЕТАЛІ МАШИН
І ОСНОВИ КОНСТРУЮВАННЯ
Конспект лекцій
для студентів спеціальностей:
6.050502 «Інженерна механіка»,
6.050503 «Машинобудування»,
6.050601 «Теплоенергетика»,
6.050604 «Енергомашинобудування»
денної та заочної форм навчання
Усі цитати, цифровий
та фактичний матеріал,
бібліографічні відомості
перевірені, написання одиниць
відповідає стандартам
Укладач В. В. Стрелец
Відповідальний за випуск І. Б. Карінцев
Декан факультету ТеСЕТ О. Г. Гусак
Суми
Сумський державний університет