Сделай Сам Свою Работу на 5

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

 


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 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.

 

 



©2015- 2019 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.