Муфты: назначение, классификация, виды

Реферат

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДРАСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ, Кафедра инженерной графики

РЕФЕРАТ

На тему:

» Муфты: назначение, классификация, виды»

МИНСК, 2008

Назначение и классификация

Муфты служат для соединения валов или валов с деталями, свободно вращающимися на них (зубчатыми колесами, шкивами и т. п. ), с целью передачи вращения без изменения скорости. Известно, что большинство устройств, систем компонуют из отдельных узлов с входными и выходными валами. Такими узлами являются, например, привод в виде двигателя, передаточный и исполнительный механизмы. Кинематическая и силовая связь между этими узлами устройства осуществляется с помощью муфт (рис.1).

Рис. 1

Соединение валов является основным, но не единственным назначением муфт. Муфты применяют для включения и выключения исполнительного органа при непрерывно работающем двигателе, для предохранения рабочих органов от перегрузок и чрезмерно больших скоростей, для передачи движения между валами только в одном направлении, для остановки в качестве тормоза и других функций.

Глухие жесткие муфты

Муфты по управляемости передачей вращения между соединяемыми валами делят на три группы:

муфты постоянные , осуществляющие постоянное соединение валов, — глухие, компенсирующие, упругие;

муфты управляемые , обеспечивающие режим «включено-выключено» с помощью: дистанционного (электрического) управления — электромагнитные, магнитопорошковые (магнитожидкостные), пьезокристаллические; ручного (механического) управления — зубчатые, кулачковые, фрикционные;

муфты самоуправляемые , осуществляющие автоматическое разъединение или соединение валов: по величине передаваемого момента — предохранительные; по скорости вращения — центробежные; по направлению вращения — обгонные.

Стандартами предусмотрены размеры на некоторые типы муфт. Муфты подбирают по большему диаметру соединяемых валов и расчетному значению передаваемого момента Т р = kT, где Т — номинальный момент на валу; k — коэффициент режима работы муфты. В приводах от электродвигателя принимают: при спокойной нагрузке k = 1,15 … 1,4; при переменной нагрузке k = 1,5 … 2; при ударной нагрузке k = 2,5 … 4.

6 стр., 2920 слов

Разъемные соединения деталей

... вала. Нагрузку у шпонок воспринимают боковые поверхности, которые сопрягаются с пазами по соответствующим посадкам. Призматическую шпонку с валом обычно соединяют по ... одной детали относительно другой. Достоинствами резьбовых соединений являются простота, удобство сборки и разборки, ... вала (см. рисунок 1). К конструктивным элементам относятся: лыска - плоский срез на поверхности вращения; ...

Часто муфты изготавливают индивидуально. При выборе конструкции муфты учитывают ее назначение, особенности конструкции механизма, условия эксплуатации, характер нагрузки. Выбранные муфты проверяют в кинематических передачах на точность, в силовых — на прочность.

Постоянные муфты

Эти муфты делятся на глухие и подвижные, или компенсирующие, которые допускают небольшие неточности сборки.

Глухая втулочная муфта

а б

Рис. 2

Втулки изготавливают из различных материалов, но чаще из тех же марок сталей, что и валы. Рекомендуют следующие соотношения между наружным D и внутренним d диаметрами D = 1,5d. Длина посадочной части втулки на каждом валу ?1 = (1 … 1,5)d; общая длина муфты? = (2,25 … 3) d, диаметр штифта dш = (0,2 … 0,25)d.

Для соединения втулки с валом рекомендуют посадки с нулевым зазором типа H/h или переходные типа H/k.

Расчет таких муфт сводится к расчету штифтов (шпонок) на сдвиг.

Размеры втулочных муфт стандартизированы.

Поводковые муфты

В точных передачах применяют поводковые муфты (рис. 4), мертвый ход в которых выбирают плоской 4 или винтовой пружиной.

Рис. 3 Рис. 4

Упругие муфты, Упругая поводковая муфта

Упругая мембранная муфта (рис. 6) позволяет передавать вращение между валами, имеющими радиальное смещение и перекос осей соответственно до 0,7 мм и 230. Вращающийся момент передается с полумуфты 1 на полумуфту 2 с помощью тонкого упругого кольца и мембраны 3. Изготавливают мембраны из стали 65 Г, фосфористой бронзы, текстолита и других материалов. Мертвый ход муфты не превышает 6 … 12.

Размеры упругих поводковых и мембранных муфт для валов с диаметром 4 … 5 мм нормализованы.

Рис. 5 Рис. 6

Управляемые муфты

С помощью управляемых, называемых также сцепными, муфт можно в процессе работы соединять и разъединять валы.

Муфты с ручным управлением в дистанционно управляемых системах, системах автоматики, различных приводах периферийных устройств ЭВМ практически не применяются. При этом используют муфты управляемые дистанционно с помощью электрических сигналов малой мощности.

Из управляемых сцепных муфт наиболее применимы электромагнитные фрикционные и порошковые, обладающие высоким быстродействием и возможностью регулирования передаваемого момента. Эти муфты используются дополнительно в качестве предохранительных и тормозных устройств.

фрикционные электромагнитные муфты

Многодисковые муфты получили наибольшее распространение благодаря плавности включения, небольшим габаритам при передаче больших моментов. Оптимальное число дисков 6 … 10 («https:// «, 25).

В конусных муфтах (см. рис. 7 в) угол не должен быть меньше угла трения для предотвращения заклинивания и облегчения расцепления, для металлических поверхностей 8 … 15.

Рис. 7

Необходимая сила прижатия дисков

Q = (T / R cp )•f•n, (1)

где Т — передаваемый муфтой момент; R cp — средний радиус поверхностей трения; n — число поверхностей трения; f — коэффициент трения, принимаемый для стали по металлокерамике f = 0,1 … 0,4, для стали по стали при наличии смазки f = 0,08.

18 стр., 8999 слов

Сепараторы, классификация конструкция, принцип работы

... конструкцию и обеспечивающие заданную частоту вращения барабана сепаратора. Передача движения от электродвигателя к барабану следующая. Вращение от вала электродвигателя передается ведущей центробежной полумуфте, ... из станины, электродвигателя с фрикционно-центробежной муфтой, горизонтального и вертикального валов, пульсатора. Фрикционно-центробежная муфта предназначена для постепенной и плавной ...

Осевая сила включения конусной муфты

Q = (T•sin/R cp )•f. (2)

Для повышения коэффициента трения рабочие диски изготавливают из фрикционных материалов на основе металлических порошков.

Сила прижатия дисков или конусов создается электромагнитом, встроенным в левую полумуфту, на обмотку которого подается напряжение через скользящие контакты — кольца и счетки.

Конструкции многодисковых фрикционных муфт нормализованы. Их используют при мощностях до 250 Вт и частотах вращения до 4000 об/мин, время срабатывания 28 … 200 мс. Однодисковые муфты проще по конструкции, но габариты их сравнительно велики.

Порошковые муфты

Муфта состоит (рис. 8) из трех основных частей: неподвижного корпуса 1 и двух полумуфт 2, 3. Полумуфты свободно вращаются внутри корпуса. Пространство между полумуфтами заполнено ферромагнитной массой 4 в жидком или порошкообразном виде (смесь из мелкодисперсных частиц карбонильного железа и наполнителя в виде талька или графита).

Катушка 5 электромагнита располагается в одной из полумуфт или в корпусе.

Рис. 8 Рис. 9

Если электромагнит не включен (при нулевой напряженности магнитного поля), то вязкость ферромагнитной массы 4 небольшая и полумуфты механически не связаны. При подаче сигнала управления на катушку электромагнита и прохождении магнитного потока через рабочие зазоры ферромагнитные частицы намагничиваются и располагаются вдоль силовых линий. Вязкость ферромагнитной массы увеличивается, механически связывая полумуфты. При увеличении интенсивности магнитного поля растут вязкость массы 4 и величина передаваемого момента. Жидкостные муфты работают плавнее, чем порошковые, но требуют более совершенных уплотнений.

Конструкции порошковых муфт нормализованы (серия БПМ) и подбираются по передаваемому моменту и частоте вращения вала.

пьезокристаллических муфт

Зазор между полумуфтами ограничивается микронными изменениями размера кристаллов. Отсюда высокие требования к точности взаимного расположения осей соединяемых валов, к точности изготовления элементов муфты и наличие вследствие малых зазоров между полумуфтами тормозного момента при нулевом сигнале управления.

Самоуправляемые муфты

Самоуправляемые муфты служат для автоматического разъединения (соединения) валов в тех случаях, когда передаваемый валом момент или скорость превышает заданную условиями эксплуатации величину. Рассмотренные фрикционные сцепные муфты (см. рис. 7) могут быть использованы в качестве самоуправляемых по величине передаваемого момента. В этих муфтах при перегрузках будет происходить проскальзывание полумуфт с автоматическим разъединением валов.

Центробежная муфта прямого действия

Рис. 0

В муфтах прямого действия колодки удерживаются силами упругости F пр пружин растяжения в полумуфте 1. При вращении вала с полумуфтой 1 со скоростью на колодки действуют центробежные силы инерции Fn = mr2 , где m — масса колодки, r — расстояние от центра масс колодки до оси вращения полумуфты 1. При увеличении скорости вращения сила инерции преодолевает силу упругости пружины и прижимает колодку к полумуфте 2 с силой N = Fn — Fпр, создающей трение между полумуфтами. При моменте трения Мтр = Fтр ? r = (Fn — Fпр )r, превышающем момент сопротивления, происходят передача вращательного движения от полумуфты 1 к полумуфте 2 и соединение валов.

38 стр., 18917 слов

Вал отбора КОМ (коробки отбора мощности)

... Вал отбора мощности является одним из основных узлов привода отбора мощности. Привод отбора мощности передний (рисунок 1) осуществляется с носка коленчатого вала через полумуфту отбора мощности 2, прикрепленную к носку коленчатого вала ... Рисунок 1. Установка привода отбора мощности переднего и шкива: 1 -- вал привода агрегатов; 2 -- полумуфта отбора мощности; 3 -- вал отбора мощности; 4 -- шкив; 5 ...

В муфтах обратного действия (см. рис. 10, б) расцепление валов происходит при скорости, когда сила инерции (F n ) колодки ставится равной силе упругости пружины (Fпр ) и отжимает колодку от полумуфты 2.

Обгонная муфта

Принцип работы обгонных муфт состоит в следующем. Полумуфта 1 жестко закреплена на ведущем валу. При его вращении по часовой стрелке шарики 4 под действием сил пружин 3 и сил трения вкатываются в узкую часть клинового зазора полумуфт и, заклиниваясь, передают вращательный момент от полумуфты 1 к полумуфте 2, свободно сидящей на валу и являющейся зубчатым колесом.

Рис. 11

При вращении полумуфты 1 против часовой стрелки шарики выходят в широкую часть клиновых зазоров и полумуфты разъединяются, т. е. вращение от вала к зубчатому колесу не передается.

Такие муфты нормализованы. Они обеспечивают бесшумную работу и обладают высокой нагрузочной способностью.

Дружинин Ю. А., В. М. Техническая, В. Д. Механизмы