курсовой проект механика

– максимальная

F2 = QZ2 3827,48104,2 36,73 мм;

– предельная

F3 = QZ3 1044000,2 38,39 мм.

Высоты пружины

H3 n1 1 1,5 d 6 0,5 9 49,5 мм; H0 H3 F3 49,5 38,39 87,89 мм;

H1 H0 F1 87,89 30,85 57,04 мм; HH2 2= HH0 0– F2F=2 87,8987 89– 36,7336 78= 51,165111мммм..

Шаг

t f3 d 9,599 9 18,599 мм.

149

14. КУЛАЧКОВАЯ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНАЯ МУФТА ПО ГОСТ 15620–77

Выбирая стандартную кулачковую предохранительную муфту (см. рис. 12.1), нужно предварительно определить, сможет ли муфта включаться и выключаться автоматически при угле наклона рабочих поверхностей кулачков α = 30°.

Для решения этого вопроса используем выражение

У стандартных муфт отношение Dc / d = 1,6–1,7. Если для муфт, работающих при смазке, принять f = 0,05, ρ = 2° и Dc / d ≈ 1,65, то

β ≥ 1,57.

При меньших значениях муфта не будет выключаться. Для сухих муфт (несмазываемых) f = 0,15, ρ = 8°30'.

β ≥ 7,12.

Таким образом, стандартную предохранительную муфту можно применить в случае работы со смазкой при коэффициенте перегрузки β ≥ 1,57, а при работе без смазки – при β ≥ 7,12.

150

15. ПРИМЕР ПОДБОРА И РАСЧЕТА КУЛАЧКОВОЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЙ МУФТЫ

Задание. Подобрать кулачковую предохранительную муфту по следующим данным: номинальный вращающий момент T = 140 Н м; диаметр вала dв = 28 мм; коэффициент перегрузки β = 1,8.

Порядок расчета

1. По номинальному моменту подбираем муфту с T = 160 Н м, диаметром вала d = 28 мм, исполнения 1 ([10, с. 231, табл. 23, с. 209 табл. 13 и с. 232, табл. 24] и в настоящем издании табл. 15.1), внутренний диаметр подвижной полумуфты d = 75 мм. У выбранной муфты наружный диаметр D = 125 мм; высота кулачков h = 8 мм, число кулачков Z = 3, угол α = 30°.

Диаметр окружности, проходящий через середину кулачков:

Dc D b 125 25 100 мм,

где b – ширина кулачков (размер в радиальном направлении):

b D d1 125 75 25 мм. 2 2

Рис. 15.1. Элементы кулачковых муфт

151

Таблица 15.1 Элементы кулачковых предохранительных муфт

(см. рис. 15.1), размеры в мм

Примечание.

1.Число кулачков z = 3. Т рассчитан для кулачков из стали 20Х с твердостью 58–62 НRС или из стали 45 с твердостью 48–52 НRС. Грань кулачка, расположенная под углом 30°, является рабочей.

2.Направление вращения валов – в одну сторону согласно расположению граней.

2. Определяем расчетный момент, при котором муфта будет выключаться (предельный момент срабатывания муфты):

Tp T 140 1,8 252 Н м.

3. Окружное усилие при передаче номинального момента

Ft 2T 2 140 103 2,8 103 Н.

Dс 100

152

4. Окружное усилие при перегрузке

Ftp 2Tp 2 252 103 5040 Н.

Dс 100

5. Усилие, необходимое для удержания муфты во включенном состоянии при передаче номинального момента:

Q1 Ft tg 2800 tg30 1616,58 Н.

6. Усилие, необходимое для выключения муфты при перегрузке:

Здесь принято, что трущиеся поверхности муфты будут смазываться, и поэтому ρ = 2°, f = 0,05.

7. Усилие, необходимое для включения муфты после снятия перегрузки, то есть при возвращении к номинальному моменту:

Неравенства Q2 > Q3 и Q2 > Q1 обеспечены, следовательно, муфта будет выключаться при перегрузках (Q2 > Q1) и включаться после снятия перегрузки (Q2 > Q1).

153

8. Подсчитываем напряжения смятия при действии Тр:

где Fn – сила нормального давления на кулачки:

b = 25 мм – ширина кулачка;

r = 2 мм – радиус закругления рабочих граней кулачков; Z = 3 – число кулачков;

Допускаемое [σсм] ≈ 30 МПа.

9. Контактные напряжения на кромке кулачков в момент выключения

Для стали Е = 2 · 105 МПа, поэтому и Eпр = 2 · 105 МПа;

ρ – приведенный радиус контактирующих в момент выключения кромок кулачков. Если у ведущей и ведомой полумуфт эти радиусы равны ρ1 = ρ2 = 2 мм, то

154

[σк] = 25 HRC; если принять 62 HRC, то

[σк] = 25 · 62 = 1550 МПa,

то есть перегрузка будет достигать

1646,7 1550 100 % 6,2 %.

1550

Допускается перенапряжение до 10 %.

155

16.СТАНДАРТНЫЕ КУЛАЧКОВЫЕ

ИФРИКЦИОННЫЕ МУФТЫ

Кулачковые и фрикционные муфты (рис. 16.1) предназначены для предохранения привода при передаче крутящего момента от 4 до 400 Н м в любом пространственном положении. Допускаемое отношение моментов срабатывания Тмах / Тном = 1,2.

Рис. 16.1. Фрикционная дисковая предохранительная муфта

Муфты изготовляют трех исполнений: 1 – с цилиндрическим посадочным отверстием и шпоночным пазом по ГОСТ 8788–79; 2 – со шлицевым посадочным отверстием, соответствующим соединению средней серии по ГОСТ 1139–80; 3 – с эвольвентным шлицевым отверстием по ГОСТ 6033–80.

Параметры кулачковых и фрикционных муфт представлены в табл. 16.1.

156

157

Окончание табл. 16.1

158