|
Подготовка расчетных зависимостей
При достижении моментом расчетного значения Tр муфта разъединяет валы за счет проскальзывания между коническими поверхностями, когда преодолевается момент трения Tf , то есть
.
Момент трения равен произведению силы трения Ff1на средний радиус поверхности трения Dср/2 и на число пар поверхностей трения i
Сила трения определяется по нормальной составляющей FN (рис.11.2), которая, в свою очередь, ограничивается условием износостойкости
где pDсрb – площадь рабочей поверхности;
b – длина образующей конуса;
[p] – допускаемое удельное давление, которое выбирается из условия ограничения изнашивания (табл.3).
Сила Ff1 направлена по касательной к окружности среднего диаметра.
Для проведения проектного расчета длину b выразим через средний диаметр
,
где y = 0,15…0,25 – коэффициент ширины конической поверхности.
Объединим все полученные уравнения и решим относительно среднего диаметра, тогда
.
Полученное уравнение положено в основу проектного расчета. Этим расчетом обеспечивается передача
Для определения усилия пружины рассмотрим равновесие внутреннего конуса (рис.11.2). На него действует усилие пружины Fпр, нормальное усилие FN и усилие трения Ff2. Усилие трения возникает при попытке движения внутреннего конуса под действием усилия пружины. Спроецируем все усилия на горизонтальную ось
.
Преобразуем уравнение
.
Выразив нормальное усилие через расчетный момент, получим
.
Из формулы видно, что с уменьшением угла конуса a уменьшается требуемое усилие пружины. Однако уменьшать угол можно только до некоторого предела, иначе муфта не разъединит валы. Определим этот предел.
При выключении муфты будет попытка внутреннего конуса перемещаться в сторону от наружного конуса, следовательно, сила трения будет направлена противоположно предыдущему и усилие выключения будет равно
.
Это усилие будет равно или меньше нуля при условии
,
или
,
где j - угол трения.
Соотношение
называется условием самоторможения.
Таким образом, муфта будет работать нормально, если принять
.
Расчет
1. Определение номинального момента
2. Определение расчетного момента
где Kр – коэффициент режима (табл.1);
Tпус/Tн – пусковой коэффициент электродвигателя (из каталога для выбранного двигателя).
3. Выбор материала деталей трения
Примем наружный конус из чугуна, внутренние конусы – из закаленной стали, без смазки. Примем для выбранного сочетания (табл.3) допускаемое удельное давление [p] = 0,3 МПа, коэффициент трения f = 0,2.
4. Определение среднего диаметра
В принятой конструкции число пар трения i = 2, коэффициент ширины конической поверхности примем y = 0,2. Тогда
5. Определение угла конуса
Угол трения
Примем с некоторым запасом
.
6. Определение усилия пружины
В качестве нажимного устройства примем Z=3 пакета тарельчатых пружин, равномерно расположенных по окружности, тогда усилие одного пакета
Из таблицы 5 выберем тарельчатую пружину с ближайшей большей нагрузкой с учетом возможности ее размещения в диаметральном направлении. Выберем пружину №42, у которой наружный диаметр d1=20,0, внутренний диаметр d2=10,0, при максимальной деформации S3=0,65 мм и силе F =322 Н при деформации D=0,2S3 =0,2×0,65=0,13.
Для удобства регулировки примем 5 последовательно установленных пружин (как показано на рис.11.1), тогда суммарная деформация пакета
DS = 5D=5×0,13=0,65 мм.
Такая осадка пружины устанавливается с помощью индикаторного приспособления.
7. Уточнение угла конуса
Поскольку усилие пружины F при заданной деформации больше расчетного значения Fпр1, уточним величину угла конуса.
5. Определение геометрии конусов
Длина образующей конуса
примем b = 20.
Наружный диаметр
Внутренний диаметр
6. Проверка удельного давления
МПа.
Результат проверки положительный, удельное давление лежит в допускаемых значений 0,3…0,4 (табл.3).
Приложение.
Справочные таблицы
Таблица 1. Значение коэффициента динамической нагрузки и режима работы КР (для двигателей с приводом от электродвигателей).
№ п/п
| Тип машин
| КР
| 1.
| Транспортеры ленточные
| 1,25…1,5
| 2.
| Транспортеры цепные, винтовые, скребковые
| 1,5…2,0
| 3.
| Воздуходувки и вентиляторы
| 1,25…1,5
| 4.
| Насосы центробежные
| 1,5…2,0
| 5.
| Насосы и компрессора поршневые
| 2,0…3,0
| 6.
| Станки металлорежущие с непрерывным движением
| 1,25…1,5
| 7.
| Станки металлорежущие с возвратно – поступательным движением
| 1,5…2,5
| 8.
| Мельница шаровая, дробилки, молота, ножницы
| 2,0…3,0
| 9.
| Краны подвижные, элеваторы
| 3,0…4,0
|
Таблица 2. Материалы стальных упругих элементов и допускаемые напряжения
№ п/п
| Вид упругого элемента
| Марка материа-
ла
| Диаметр прово-
локи
| Допускаемые напряжения
| При кручении
| При изгибе
|
| Пружина растяже-
ния - сжатия
| Стальная пружинная проволока по ГОСТ 9389-75
|
| Класс проволоки
|
|
| I
| II
|
-
-
-
-
| 3,2…3,6
4,5…5,0
5,6…6,0
|
|
| 60С2ХВА,
60С2НА
| 5…42
| -
|
| -
| 4Х13
| 1…42
| -
|
| -
|
| Стержень круглого значения
| 60С2А
| -
|
|
| 60С2ХА
| -
|
|
| 60С2ВА
| -
|
|
|
| Пластина
| Стальная пружина холоднокатаная лента по ГОСТ 21996-76
| -
| Группа ленты по прочности
| 1П
| 2П
| 3П
|
|
|
|
Таблица 3. Коэффициенты трения f и допускаемые давления [Р] на поверхности трения фрикционных муфт
№ п/п
| Материал поверхности трения
| Конусные муфты
| Дисковые муфты
| [P] МПа
| f
| [P] МПа
| f
| Со смазкой
| 1.
| Закаленная сталь по закаленной стали
| -
| -
| 0,3…0,6
| 0,08…0,1
| 2.
| Чугун по закаленной стали
| 0,6…0,8
| 0,08…0,1
| 0,3…0,6
| 0,15
| 3.
| Бронза по чугуну или стали
| 0,6…0,8
| 0,05…0,1
| -
| -
| 4.
| Сталь по текстолиту
| -
| -
| 0,2…0,5
| 0,15
| 5.
| Фрикционная металлокерамика по стали
| -
| -
| 0,8…1,0
| 0,15
| 6.
| Ретинакс ФК – 24А. ФК – 16 Л
| -
| -
| 0,5…1,0
| 0,1…0,15
| Без смазки
| 1.
| Чугун по закаленной стали
| 0,3…0,4
| 0,2
| -
| -
| 2.
| Прессованный асбест, ферадо по стали
| 0,2…0,3
| 0,3
| 0,2…0,4
| 0,3
| 3.
| Фрикционная металлокерамика по стали
| -
| -
| 0,3…0,5
| 0,3…0,4
| 4.
| Ретинакс ФК – 24А и ФК – 16Л по стали
| -
| -
| 0,7…1,2
| 0,3…0,35
|
Таблица 4. Компенсирующие свойства некоторых типов муфт
№ п/п
|
Типы муфт
| Вращающий момент Т Нм
| Допускаемые смещения осей валов
| Радиальные не более
| Угловые не более мм
| Муфты жесткие компенсирующие
| 1.
| Зубчатые муфты (ГОСТ 5006-83)
| <1600
1600…6300
6300…16000
16000…40000
| 1,5
2…3,5
3,5…4,5
4,5…5,5
|
1030’
| 2.
| Цепные муфты (ГОСТ 20742-81)
|
125…250
500…1000
2000…4000
| 0,15
0,20
0,40
0,60
| 10
| 3.
| Дисковые полужесткие
(ГОСТ 26455-85)
| 40…100
160…200
250…1000
| 0,50
1,00
1,00
| 0045’
0045’
10
| Муфты упругие с неметаллическим упругим элементом
| 4.
| Муфта упругая втулочно – пальцевая (ГОСТ 21424-75)
|
6,3…63
125…500
1000…16000
|
0,2
0,3
0,4
|
1030’
10
10
| 5.
| Муфта пальцевая с промежуточным диском (ГОСТ 25021-87)
| ≤8
31,5…63
80…150
≤200
| 0,5
0,7
1,0
1,25
1,50
| 10
10
0045’
0045’
0045’
| 6.
| Муфта с торообразной оболочкой (ГОСТ 20884-82)
| 20…40
80…125
200…400
500…800
1250…2500
4000…6300
10010…40000
| 1,0
1,6
2,5
3,0
4,0
4,5
5,0
| 20
2030’
3030’
40
50
5030’
60
|
Продолжение таблицы 4
Муфта упругая с металлическим упругим элементом.
| 7.
| Муфта со змеевидными пружинами
|
|
0,5…3,0
|
1015’
| 8.
| Муфта с пакетом плоских пружин
|
| 0,7
0,9
1,1
1,3
| 10
| 9.
| Муфта со стальными стержнями
|
| 0,6
0,7
0,8
0,9
| 10
|
Таблица 5. Параметры тарельчатых пружин
Номер пружины
| Сила
F3,Н
| Наруж-ный
диаметр D1
| Внутрен-ний
диаметр
D2
| Толщина
пружины
t
| Максималь-ная
деформация
S3
| Высота
пружины
l0
| Сила F, Н при деформации
| 0,2S3
| 0,4 S3
| 0,6 S3
| 0,8 S3
|
|
| 22,4
| 9,00
| 0,80
| 0,65
| 1,45
|
|
|
|
|
|
| 12,5
| 6,30
| 0,70
| 0,30
| 1,00
|
|
|
|
|
| 22,4
| 12,5
| 0,80
| 0,60
| 1,40
|
|
|
|
|
| 35,5
| 18,30
| 0,90
| 1,15
| 2,05
|
|
|
|
|
|
| 16,0
| 9,00
| 0,80
| 0,35
| 1,15
|
|
|
|
|
| 20,0
| 10,00
| 0,80
| 0,65
| 1,45
|
|
|
|
|
| 25,0
| 10,50
| 0,90
| 0,70
| 1,60
|
|
|
|
|
|
| 25,0
| 14,00
| 0,90
| 0,70
| 1,60
|
|
|
|
|
| 40,0
| 20,40
| 1,00
| 1,30
| 2,30
|
|
|
|
|
|
| 28,0
| 12,00
| 1,00
| 0,80
| 1,80
|
|
|
|
| …
| …
| …
| …
| …
| …
| …
| …
| …
| …
| …
|
|
| 25,0
| 14,0
| 1,40
| 0,55
| 1,95
|
|
|
|
|
| 28,0
| 12,0
| 1,50
| 0,70
| 2,20
|
|
|
|
|
| 35,5
| 16,0
| 1,80
| 0,65
| 2,45
|
|
|
|
|
| 45,0
| 18,0
| 1,70
| 1,20
| 2,90
|
|
|
|
|
| 45,0
| 25,0
| 1,50
| 1,50
| 3,00
|
|
|
|
|
|
Список литературы
1. Ряховский О.А., Иванов С.С. Справочник по муфтам. Политехника, 1991г.
2. Решетов Д.Н. Детали машин. М.: Машиностроение, 1989г.
3. Чернавский С.А., Снесарев Г.А. и др. Проектирование механических передач. М.: Высшая школа, 1984г.
4. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. М.: Академия, 2003г.
5. Анурьев В. И. Справочник конструктор – машиностроителя, 1973, том 3.М.: Высшая школа, 1985г.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|