курсовой проект механика
.pdfРис. 11.1. Муфта с резиновой звездочкой
129
Таблица 11.1 Параметры упругой муфты со звездочкой (по ГОСТ 14084–93), размеры в мм (см. рис. 11.1)
Номи- |
|
|
|
|
|
L |
|
l |
|
l1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
нальный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Частота |
|
|
|
|
|
|
|
Исполнение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
враща- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
враще- |
|||
d |
d1 |
D |
D1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
d2 |
d3 |
B+0,2 |
H |
r |
l2 |
||
ющий |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ния nmax, |
|||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
2 |
1 |
|
2 |
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
момент |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мин-1 |
||||||
Т, Н м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
8 |
|
9 |
10 |
|
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
2,5 |
6 |
20 |
32 |
30 |
45,5 |
|
|
16 |
|
|
12 |
|
|
1,5 |
16 |
14 |
8,5 |
10,5 |
1,25 |
6 |
5500 |
7 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
22 |
45 |
42 |
59,5 |
|
53,5 |
23 |
|
20 |
19 |
|
16 |
1,5 |
20 |
14 |
10,5 |
10,5 |
1,6 |
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
6,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
5000 |
|
12 |
24 |
45 |
42 |
73,5 |
|
63,5 |
30 |
|
25 |
26 |
|
21 |
1,5 |
20 |
14 |
10,5 |
10,5 |
1,6 |
|||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
14 |
26 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
12 |
26 |
|
|
81 |
|
71 |
30 |
|
25 |
20 |
|
15 |
3 |
28 |
30 |
12,5 |
15 |
1,6 |
|
|
|
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
16 |
|
53 |
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
3750 |
|
16 |
28 |
101 |
|
77 |
40 |
|
28 |
30 |
|
18 |
3 |
28 |
30 |
12,5 |
15 |
1,6 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
18 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
28 |
|
|
73,5 |
|
63,5 |
30 |
|
25 |
20 |
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
16 |
28 |
63 |
60 |
101 |
|
77 |
40 |
|
28 |
30 |
|
18 |
3 |
32 |
30 |
12,5 |
15 |
1,6 |
10 |
3250 |
18 |
28 |
101 |
|
77 |
40 |
|
28 |
30 |
|
18 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
20 |
30 |
|
|
121 |
|
93 |
50 |
|
36 |
40 |
|
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
30 |
|
|
101 |
|
77 |
40 |
|
28 |
30 |
|
18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
31,5 |
|
71 |
67 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
32 |
30 |
12,5 |
15 |
1,6 |
10 |
3000 |
|
20 |
34 |
121 |
|
93 |
50 |
|
36 |
40 |
|
26 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
130
Окончание табл. 11.1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
|
|
20 |
36 |
|
|
128 |
100 |
50 |
36 |
35 |
21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
63 |
|
85 |
80 |
|
|
|
|
|
|
3 |
42 |
36 |
14,5 |
22 |
2 |
12 |
2250 |
||
25 |
42 |
148 |
112 |
60 |
42 |
45 |
27 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
25 |
45 |
|
|
148 |
112 |
60 |
42 |
45 |
27 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
125 |
|
105 |
100 |
|
|
|
|
|
|
3 |
50 |
45 |
16,5 |
22 |
2 |
12 |
2000 |
||
32 |
48 |
188 |
144 |
80 |
58 |
65 |
43 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
36 |
55 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
32 |
55 |
|
|
191 |
147 |
80 |
58 |
60 |
38 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
250 |
36 |
60 |
135 |
130 |
|
|
|
|
|
|
3 |
64 |
56 |
18,5 |
25 |
3 |
12 |
1500 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
40 |
60 |
251 |
195 |
110 |
82 |
90 |
62 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
45 |
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
38 |
63 |
|
|
196 |
152 |
80 |
58 |
57 |
35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
400 |
40 |
63 |
166 |
160 |
256 |
200 |
110 |
82 |
87 |
59 |
3 |
76 |
67 |
20,5 |
30 |
3 |
12 |
1300 |
|
|
45 |
70 |
|
|
256 |
200 |
110 |
82 |
87 |
59 |
|
|
|
|
|
|
|
|
131
Допускается сочетание полумуфт исполнений 1 и 2 с различными диаметрами d в пределах одного номинального момента.
При соединении муфтами валов, не имеющих заплечиков, необходимо стопорить полумуфты с помощью винтов по ГОСТ 1476–93 и кольца по ГОСТ 2833–77.
Звездочки должны изготовляться из резин, соответствующих условиям работы муфты и имеющих следующие физикомеханические свойства:
–предел прочности при разрыве – не ниже 10 МПа;
–относительное удлинение при разрыве по ГОСТ 270–75 – не менее 300 %.
Пример обозначения упругой муфты со звездочкой с номиналь-
ным вращающим моментом Т = 125 Н м, диаметром посадочных отверстий в полумуфтах под валы d = 32 мм, с полумуфтами исполнения 1: климатического исполнения УЗ:
Муфта упругая со звездочкой 125-32-1 ГОСТ 14084–93.
То же с полумуфтами исполнения 2:
Муфта упругая со звездочкой 125-32-2 ГОСТ 14084–93.
132
12. КУЛАЧКОВАЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ МУФТА
Кулачковые предохранительные муфты (рис. 12.1) используют при небольших скоростях, малых вращающих моментах и маховых массах соединяемых частей. Действие муфт этого типа основано на замыкании с помощью пружин, поставленных с предварительным натяжением, полумуфт, снабженных на торцах кулачками. При перегрузках происходит срабатывание муфты, которое сопровождается значительными нагрузками и характерным звуком, поэтому кулачковые муфты называют сигнальными.
Рис. 12.1. Кулачковая предохранительная муфта
В конструкциях с малым трением пружинно-кулачковые муфты обеспечивают высокую точность срабатывания, так как упругие свойства пружин достаточно стабильны. Существенное влияние на точность срабатывания оказывает состояние рабочих поверхностей кулачков: твердость, шероховатость и точность изготовления.
Рабочие поверхности кулачков должны обладать достаточной твердостью, износостойкостью и способностью сопротивляться ударным нагрузкам. Кулачки изготавливают из стали 20Х с после-
133
дующей цементацией и закалкой до твердости 56–57 HRCэ или из стали 40Х с закалкой до той же твердости. Число кулачков рекомендуется делать нечетным. Это позволяет упростить процесс изготовления и повысить точность расположения кулачков. Число кулачков принимают равным 3–15.
134
13. РАСЧЕТ КУЛАЧКОВОЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЙ МУФТЫ
Задание. Рассчитать муфту (рис. 13.1) при следующих данных:
1.Номинальный вращающий момент Т = 100 Н м.
2.Диаметр вала d = 28 мм.
3.Коэффициент запаса (перегрузки) β = 1,45.
Рис. 13.1. К расчету предохранительной кулачковой муфты
Расчет
1. Определяем расчетный момент, при котором муфта будет выключаться (предельный момент срабатывания):
Tp T 1,45 100 145Н м.
135
2. Определяем диаметр окружности, проходящей через середины кулачков:
Dc = 2d = 2 · 28 = 56 мм.
3. Окружное усилие при передаче номинального момента
2T 2 100 103
F 3571, 43 Н .
t |
56 |
|
|
|
D c |
4. Окружное усилие при передаче максимального момента (при перегрузке)
Ftp 2Tр 2 145 103 5178,57 Н. Dс 56
5. Усилие, необходимое для удержания муфты во включенном состоянии при передаче номинального момента:
Q1 Ft tg ,
где – угол наклона боковой поверхности кулачков; определение этого угла путем расчета приведено ниже.
6. Усилие, необходимое для выключения муфты при перегрузке, то есть при передаче расчетного момента:
|
|
D |
|
|
Q3 |
Ft tg( ) f |
с |
. |
|
d |
||||
|
|
|
7.Усилие, необходимое для включения муфты при возвращении
кноминальному режиму работы, то есть после снятия перегрузки:
|
|
D |
|
|
Q3 |
Ft tg( ) f |
с |
. |
|
d |
||||
|
|
|
136
8. Принимая условие Q2 ≥ Q3, получаем
tg f |
Dc |
|
|
tg f |
Dc |
. |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
d |
9. При ρ = 2 ; f = 0,05; Dс = 56 мм; d = 28 мм; β = 1,45 получаем
–0,0803tg2α + 0,4505tgα – 0,3305 = 0
иα = 40°57'30''.
10.Принимаем α = 42°, тогда
Q1 = Ft tg = 3571,3·0,9 = 3214,17 H;
Q2 = 5178,57 [tg(42º – 2º) – 0,05 56 ] = 3827,48 H;
28
Q3 = 3571,3 [tg(42º + 2º) + 0,05 56 ] = 3805,9 H.
28
Таким образом, получено |
|
Q2 Q3; |
Q2 Q1 , |
что и необходимо для работы муфты.
11. Предварительно определим размеры элементов муфты. Ширина кулачков (размер в радиальном направлении)
b ≈ (0,13–0,16) Dc = (0,13–0,16) · 56 = 7,3–9 мм.
Принимаем b = 10 мм. Наружный диаметр кулачков
Dн Dc b 56 10 66 мм .
Высота кулачков h ≈ (0,5–0,6) b = (0,5–0,6) · 10; принимаем h = = 6 мм.
Наружный диаметр подвижной втулки
137
Dвт = (1,5–1,8) · d = (1,5–1,8) · 28 = 42–50 мм.
Принимаем Dвт = 42 мм. Длина подвижной втулки
L(0,8–1,8) · d = (0,8–1,8) · 28 = 22–50 мм.
Принимаем L = 35мм.
Число кулачков Z, радиус фаски r установим при расчете кулачков по контактным напряжения σк.
12. Сила нормального давления на кулачки
F |
Ftp |
|
5178,57 |
6968, 45 Н. |
cos |
|
|||
n |
|
cos 42 |
||
|
|
13. Необходимый по условиям контактной прочности радиус r передней кромки кулачков и их число Z могут быть подсчитаны из выражения
0,418 |
Fn Eпp |
|
|
|
||||
|
к |
|||||||
|
|
b Z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,4182 F E |
пp |
|
|
||||
Z |
|
n |
|
|
|
|||
b к |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
2 . |
|
|
В этой формуле ρ – приведенный радиус контактирующих в момент включения (выключения) передних кромок кулачков.
Если у ведущей и ведомой полумуфт эти радиусы равны, то
r1 = r2 = 2ρ, а |
r1r2 |
|
, |
|
|
||
|
r r |
||
|
1 |
2 |
|
где r1, r2 – радиусы кромок кулачков ведущей и ведомой полумуфт соответственно;
Z – число кулачков, которое определяют расчетом;
138