Практическая работа № 12
ТЕМА: Подбор стандартных муфт.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: научиться подбирать по заданным условиям работы фрикционные муфты по таблицам ГОСТ и выполнять проверочные расчеты на их пригодность.
Задание: Подобрать стандартную многодисковую фрикционную муфту и проверить на износостойкость поверхности трения дисков.
Данные для расчета:
Диаметры соединяемых валов , мм
Передаваемый
момент
,
Нм
Угловая скорость вала , рад/с
Режим работы
Материал поверхности трения
Задания по вариантам приведены в таблице 5.
Общие сведения
Муфтами называются устройства, служащие для соединения валов, расположенных на одной геометрической оси.
Назначение муфт – передача вращающего момента без изменения его значения и направления.
Фрикционные муфты служат для плавного сцепления валов под нагрузкой на ходу при любых скоростях. Передача вращающего момента осуществляется силами трения между трущимися поверхностями деталей муфты (рис. 1).
Рисунок 1 − Муфты фрикционные:
а - дисковая; б - коническая; в - цилиндрическая
Порядок выполнение работы
1 Определяем коэффициент режима работы (таблица 2):
.
2 Расчетный вращающий момент:
,
Нм.
3 По ГОСТ 15622-77 (таблица 1) подбираем многодисковую муфту по величине расчетного вращающего момента и диаметра валов :
Муфта предохранительная фрикционная.
Пример: 400-45-1 ГОСТ 15622-77.
4 Диаметры кольца трения (рис. 1 а):
а) наружный;
,
мм.
б) внутренний;
,
мм.
5 Приведенный радиус кольца трения:
,
мм,
Результат радиуса кольца трения перевести в м.
6 Окружная скорость на приведенном радиусе поверхности трения дисков.
,
м/с,
где , рад/с;
R, м.
7 Расчетное допускаемое давление на поверхностях трения.
,
Н/мм2,
где
–
допускаемое давление материала
поверхности трения, Н/мм2
( таблица 3).
При больших окружных
скоростях
,
Н/с допускаемое давление
следует уменьшить:
при
,
м/с на 15%
при
,
м/с на 20%
при
,
м/с на 35%
Величина снижения
давления
,
Н/мм2,
Тогда: = … Н/мм2
– коэффициент,
учитывающий окружную скорость (таблица
4);
= …;
– коэффициент,
учитывающий число дисков;
= 1 – для муфт, работающих всухую;
= 0,76 – принимает ориентировочно для муфт, работающих при
смазке.
8 Допускаемая сила прижатия дисков:
,
Н,
где
,
Н/мм2 ;
,
мм.
9 Число пар трения:
,
Результат округлить до целого четного числа.
=
где – коэффициент трения (таблица 3);
,
Нм (пункт 2);
R, м (пункт 5);
,
Н.
Примечание − При
< 11 необходимо для муфт, работающих
при смазке принять
= … по таблице 4 и уточнить расчеты –
пункт 7 и
– пункт 8.
10 Уточняем силу притяжения дисков:
,
Н
,
где
,
Нм;
, м.
Дать заключение:
условие
выполнено или нет.
11 Расчетное давление на поверхности трения:
,
Н/мм2
,
Дать заключение:
условие
выполнено или нет.
Примечание − При
и
необходимо по таблице 3 принять другой
материал поверхности трения с большим
допускаемым давлением
и повторить расчеты, начиная с пункта
7.
12 Вывод: Подобранная стандартная многодисковая фрикционная муфта (записать условное обозначение) … удовлетворяет заданным условиям работы (или нет).
13 Изучить устройство фрикционной многодисковой муфты (рис. 2).
Начертить элементы муфты (рис. 1, а) в масштабе по расчетным параметрам.
Рисунок 2 − Муфта фрикционная многодисковая
Таблица 4 – Муфта предохранительная фрикционная (по ГОСТ 15622 – 77, с сокращением). Размеры, мм
|
||||||||||
Н м |
d |
d1 |
D |
L |
|
|
Угловая скорость, рад/с |
|||
Исполнение |
Исполнение |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
1 |
2 и 3 |
||||||
16 |
16 |
16 |
15 |
38 |
50 |
83 |
40 |
28 |
18 |
250 |
25 |
16;18 |
18 |
15;17 |
45 |
95 |
90 |
40 |
28 |
21 |
150 |
40 |
18 |
– |
17 |
45 |
130 |
95 |
40 |
28 |
24 |
150 |
20; 22 |
50 |
36 |
24 |
100 |
||||||
63 |
20; 22 |
55 |
150 |
120 |
50 |
36 |
28 |
100 |
||
25 |
60 |
42 |
||||||||
100 |
25; 28 |
65 |
165 |
125 |
60 |
42 |
32 |
|||
30 |
– |
30 |
80 |
58 |
||||||
160 |
28 |
70 |
180 |
150 |
60 |
42 |
36 |
80 |
||
32 |
80 |
58 |
||||||||
250 |
36 |
38 |
38 |
70 |
185 |
160 |
80 |
58 |
42 |
60 |
40 |
– |
40 |
110 |
82 |
||||||
400 |
38 |
90 |
205 |
180 |
80 |
58 |
48 |
40 |
||
42;45;48 |
42; 48 |
42; 45 |
110 |
82 |
||||||
630 |
45;50;55 |
48; 54 |
45;50;55 |
95 |
220 |
240 |
110 |
82 |
56 |
40 |
1000 |
50;55 |
54 |
50;55 |
120 |
260 |
270 |
110 |
82 |
67 |
35 |
60; 63 |
60 |
60 |
140 |
105 |
||||||
1600 |
63; 65 70; 75 |
65; 72
|
60; 65 70; 75 |
140 |
290 |
285 |
140 |
105 |
75 |
35 |
2500 |
70; 75 |
|
|
|
|
|
140 |
105 |
90 |
|
80;85;90 |
82;92 |
80;85;90 |
150 |
315 |
330 |
170 |
130 |
|||
4000 |
80;85;90 |
82;92 |
80;85;90 |
160 |
370 |
355 |
170 |
130 |
120 |
35 |
100 |
102 |
100 |
210 |
165 |
||||||
Примечания 1 Стандартом установлено три исполнения: 1 – с гладким отверстием и шпоночным пазом; 2 – с прямобочными шлицами; 3 – с эвольвентными шлицами. 2
Условное обозначение муфты с
Муфта предохранительная фрикционная 400-45-1 ГОСТ 15622 - 77 |
||||||||||
,
= 400Нм,
= 45мм, исполнение 1:
Таблица 2 – Коэффициент режима работы :
Режим работы |
|
Спокойный |
1,25 … 1,50 |
С умеренными колебаниями |
1,5 … 1,8 |
Со значительными колебаниями |
2,0 … 2,5 |
С ударами |
2, 5 … 3,0 |
Таблица 3 – Значения и для фрикционных муфт
Материал поверхности трения |
При смазке |
Всухую |
||
Н/мм2 |
|
, Н/мм2 |
|
|
Сталь по стали |
0,4 |
0,12 |
– |
– |
Чугун по чугуну |
0,6…0,8 |
0,08 |
0,2…0,3 |
0,15 |
Текстолит – сталь |
0,4…0,6 |
0,12 |
– |
– |
Металлокерамика – сталь |
0,8…1,0 |
0,1 |
0,3…0,4 |
0,15 |
Асбест – сталь |
– |
– |
0,2…0,3 |
0,35…0,35 |
,
Таблица 4 – Значения
коэффициентов
и
Окружная скорость , м/с |
до 2,5 |
3 |
4 |
6 |
8 |
10 |
|||
Коэффицент |
1 |
0,94 |
0,86 |
0,75 |
0,68 |
0,63 |
|||
Число дисков |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 и более |
Коэффицент |
1 |
0,97 |
0,94 |
0,91 |
0,88 |
0,85 |
0,82 |
0,79 |
0,76 |
Таблица 5 – Задания по вариантам
Вариант № |
d, мм |
Т, Нм |
, рад/с |
Режим работы |
Матерная поверхность трения |
1 |
20 |
22 |
100 |
С умеренными колебаниями |
Асбест-сталь всухую |
2 |
38 |
138 |
60 |
||
3 |
82 |
1380 |
35 |
||
4 |
42 |
220 |
40 |
||
5 |
54 |
420 |
40 |
Спокойный |
Металлокирамика-сталь при смазке |
6 |
85 |
1665 |
35 |
||
7 |
40 |
165 |
60 |
||
8 |
70 |
1065 |
35 |
||
9 |
60 |
665 |
35 |
||
10 |
45 |
250 |
40 |
Со значительными колебаниями |
Текстолит – сталь всухую |
11 |
30 |
40 |
100 |
||
12 |
65 |
640 |
35 |
||
13 |
22 |
25 |
100 |
||
14 |
63 |
550 |
35 |
С умеренными колебаниями |
Металлокирамика-сталь всухую |
15 |
50 |
350 |
40 |
||
16 |
36 |
138 |
60 |
||
17 |
72 |
1385 |
35 |
||
18 |
90 |
2220 |
35 |
||
19 |
75 |
530 |
35 |
С ударами |
Чугун по чугуну при смазке |
20 |
25 |
33 |
100 |
||
21 |
80 |
830 |
35 |
||
22 |
55 |
330 |
35 |
||
23 |
90 |
1665 |
35 |
Спокойный |
Сталь по стали при смазке |
24 |
28 |
105 |
80 |
||
25 |
60 |
1060 |
35 |
||
26 |
30 |
66,5 |
100 |
||
27 |
50 |
400 |
35 |
Со значительными колебаниями |
Чугун по чугуну всухую |
28 |
92 |
1000 |
35 |
||
29 |
48 |
160 |
40 |
||
30 |
32 |
64 |
80 |