Тема: Подбор и проверка работоспособности муфты для соединения валов [1]

Дата: 2025-06-02; Просмотры: 15

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Литература: .

1.Дунаев, П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин [Текст]: учеб. пособие для вузов / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов. - 8-е изд., перераб. и доп. - М.: Академия, 2003. - 496 с.

2. Иванов, М. Н. Детали машин [Текст] : учеб. для вузов / М. Н. Иванов, В. А. Финогенов. - 15-е изд., испр. и доп. - Москва : Юрайт, 2014. - 408 с

3. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т. – 9-е изд., перераб. и доп./ под ред. И.Н. Жестковой. – М.: Машиностроение, 2006.

1. Условие подбора муфты

Для соединения вала ведущей звёздочки конвейера с валом редуктора применяем муфту упругую.

1 – электродвигатель; 2 – клиноременная передача; 3 –редуктор цилиндрический; 4- муфта упругая; 5 –ведущая звездочка конвейера

Подбор осуществляем по условию [1]:

где К – коэффициент режима работы (для приводов конвейеров рекомендуют К=1,1…1,4. Принимаем К=1,2.

Т₂ =141,17 Н*м – вращающий момент на втором валу редуктора.

Т_таб – табличное значение момента, передаваемого муфтой.

Характеристики упругих муфт, удовлетворяющих условию подбора T_к=145 < T_таб =250, приведены в таблице 1[3] (в скобках указаны диаметры отверстий из второго ряда).

Таблица 1 – Характеристики упругих муфт

По условию минимальных габаритов предварительно выбираем муфту с резиновой звездочкой (ГОСТ 14064 – 93) с номинальным крутящим моментом Т_таб = 250 Н*м.

2. Проверка работоспособности муфт

2.1. Муфта упругая втулочно-пальцевая (МУВП)

Муфта упругая втулочно-пальцевая (МУВП) состоит из двух полумуфт 1 и 2 (см. рисунок 1), насаженных на концы валов с натягом на призматических шпонках. В одной полумуфте на конических хвостовиках закрепляют пальцы 3 с надетыми на них резиновыми гофрированными втулками 4. Эти резиновые втулки входят в цилиндрические отверстия полумуфты 1.

Рисунок 1 – Муфта упругая втулочно-пальцевая

Благодаря легкости изготовления и замены резиновых элементов эта муфта получила широкое распространение в приводах от электродвигателей с малыми и средними крутящими моментами. Муфты стандартизованы для диаметров валов до 150 мм и соответственно крутящих моментов до 15000 Нм.

Упругими элементами здесь являются гофрированные резиновые втулки (I вариант) или резиновые кольца трапецеидального сечения (II вариант). Из-за сравнительно небольшой толщины резиновых втулок муфты обладают малой податливостью и применяются в основном для компенсации несоосности валов в небольших пределах

Муфта компенсирует неточности установки валов: в осевом направлении смещение допускается в пределах ω = (1 – 5) мм; радиальные смещения валов допускаются в пределах ∆ = (0,10 – 0,15) мм в зависимости от размеров муфты; угловое смещение γ = 0,6 / 100 мм/мм.

Полумуфту изготавливают из чугуна марки СЧ 21-40, сталь 30, 35Л, пальцы – сталь 45, втулка – резина с пределом прочности при растяжении не ниже 8,0 МПа.

Для проверки прочности рассчитывают пальцы на изгиб, а резину по напряжениям смятия на поверхности контакта втулок с пальцами.

Считается, что все пальцы нагружены одинаково, а напряжение смятия распределено равномерно по длине втулки

Проверка прочности пальцев на изгиб выполняется по выражению

а прочность резиновых втулок по следующему выражению

где Т - вращающий момент, передаваемый муфтой, Н∙мм; k – коэффициент динамичности, принимается k=1,25 – 4,0 в зависимости от характера нагрузки; d₁ - диаметр пальца муфты под резиновой втулкой или резиновыми кольцами, мм; l – длина резиновой втулки, мм; z – число пальцев; D₁ – диаметр окружности расположения центров пальцев, муфты, мм; – допускаемое напряжение изгиба для материала пальцев; =60 – 80 МПа; - допускаемое напряжение смятия материала втулок; =1,8 – 2,0 МПа.

2.2. Муфта с торообразной оболочкой

Конструкция этой муфты показана на рисунке 2. Она состоит из двух полумуфт и упругого элемента (оболочки), по форме напоминающей автомобильную шину и двух колец, которые при помощи винтов закрепляют оболочку на полумуфтах. Упругий элемент работает на кручение. Оболочка придает муфте большую энергоемкость, высокие упругие и компенсирующие свойства. Муфта стандартизована и имеет широкое применен

Рисунок 2 – Муфта с упругой торообразной оболочкой

Муфта упругая с торообразной оболочкой характерна тем, что в качестве упругого элемента используется резиновая оболочка, напоминающая автомобильную шину. Для облегчения сборки иногда применяют разъемную, состоящую из двух половин, оболочку или заменяют последнюю несколькими упруги­ми хомутами, имеющими такую же форму сечения. Резиновая оболочка обладает большой упругостью, что придает муфте высокие компенсирующие свойства: осевое смещение ω = 1...4,5 мм, радиальное Δ = 1...4 мм и угловое γ = 1°...1°30'. Кроме того, одна полумуфта может повернуться относительно другой на угол до 5°30'.

Условие прочности оболочки на сдвиг в сечении около зажима:

где T – вращающий момент, передаваемый муфтой, Н∙мм; D₁ — диаметр окружности в сечении около зажима, мм; δ – толщина оболочки, мм; К– коэффициент динамичности, принимается К=(1,25 – 4,0) в зависимости от характера нагрузки; [τ] – допускаемое напряжение на сдвиг для материала оболочки:

[τ] ≈ 0,4 МПа.

· 2.3. Муфта с резиновой звездочкой

Состоит из двух полумуфт1,2 с торцовыми выступами и резиновой звездочки 3, зубья которой расположены между выступами (рисунок 3). Зубья звездочки работают на сжатие. При передаче момента в каждую сторону работает половина зубьев. Муфта стандартизирована и широко применяется для соединения быстроходных валов. Муфта компактна и надежна в эксплуатации. Компенсирующие способности: в осевом направлении смещение допускается в пределах ω = 0,1 мм; радиальные смещения валов допускаются в пределах ∆ = (0,10 – 0,15) мм в зависимости от размеров муфты; угловое смещение γ = 0,6 / 100 мм/мм.

Недостатки – при разработке и сборке необходимо смещение валов в осевом направлении.

Рисунок 3 – •Муфта с резиновой звездочкой

Звездочки рассчитывают на смятие рабочих поверхностей зубьев по выражению

где Т - вращающий момент, передаваемый муфтой, Нмм; k – коэффициент динамичности, принимается k=1,25 – 4,0 в зависимости от характера нагрузки; D – наружный диаметр муфты, мм; z - число зубьев звездочки; h - высота зуба звездочки, муфты, мм; d - диаметр отверстия муфты, мм; - допускаемое напряжение смятия материала звездочки, МПа, = 2,0 – 2,5 МПа.

Практическое занятие №8