Задачи
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 Голосов)

Расчет и подбор муфт

Обозначение основных величин, входящих в расчетные формулы:

- наружный диаметр диска;

- внутренний диаметр диска;

- средний диаметр диска;

Dl

- диаметр окружности расположения болтов;

d

- диаметр вала;

d0

- диаметр стержня болта;

d1

- внутренний диаметр резьбы;

Dпр

- средний диаметр пружины;

dпр

- диаметр проволоки;

dп

- диаметр пальца;

f

- коэффициент трения скольжения;

G

- вес колодки центробежной муфты;

k

- коэффициент режима работы;

Mk

- номинальный момент;

Mp

- расчётный момент;

Mmax

- наибольший момент;

Mmp

- момент, передаваемый за счёт сил трения;

N

- номинальная мощность в. л. с.;

n

- число оборотов в минуту;

P

- окружное усилие;

Q

- осевая сила;

Qвкл

- усилие для включения муфты;

Qвыкл

- усилие для выключения муфты;

Qзат

- усилие затяжки одного болта;

q

- удельное давление

Таблица №20.1 Значение коэффициента режима работы «k» (при передаче от электродвигателя)

Наименование машины

k

Транспортёры ленточные

1,25-1,50

цепные, скребковые и винтовые

1,50-2,0

Воздуходувки и вентиляторы

1,25-1,50

Насосы центробежные

1,50-2,0

и компрессоры поршневые

2,0-3,0

Станки металлообрабатывающие с непрерывным движением

1,25-1,50

Станки металлообрабатывающие с возвратно - поступательным движением

1,50-2,50

Станки деревообделочные

1,50-2,0

Мельницы шаровые, дробилки, молоты, ножницы

2,0-3,0

Краны, подъёмники, элеваторы

3,0-4,0

Расчетные формы.

Глухие муфты.

а) поперечно - смертные (дисковые) муфты с чёрными или получистыми болтами:

image001_0_0ba7e1d9a0cc438fc05f5c7979fbba86 Расчет и подбор муфтimage002_2_594276a413f6b6a994597ce0ea19af76 Расчет и подбор муфт

image003_2_d99ff4cdcdc445c4f2e0b9745a37edec Расчет и подбор муфт

то же с чистыми болтами

image004_0_506c8bd044b1ddc4b9680769fceb2f03 Расчет и подбор муфт;

б) продольно - свертные муфты:

image005_1_9ced76a41b4ec7b17930a966841dcbd8 Расчет и подбор муфт

image006_2_ab4b54af05b6310f0546bbe762ee5417 Расчет и подбор муфт

Упругие муфты. Муфты типа МУВП (муфты упругие втулочно-пальцевые).

Окружное усилие на окружности диаметра D1:

image007_2_7850ec7b969ac4860e80cb207c94273a Расчет и подбор муфт

Проверка пальцев на изгиб:

image008_2_8f22b6006cc707e1277180cf8d5fec5d Расчет и подбор муфт

Для стали 45 нормализованнойimage009_1_34f8ba224d4a29c5169e7671c21906b4 Расчет и подбор муфт; проверка колец на смятие:

image010_2_bc5de3f3e1820bac1b59baf77df78abc Расчет и подбор муфтimage011_1_ea8d1ca946b464c712bedb864ced43dc Расчет и подбор муфт;

здесь image012_1_c571bd59ccf289dcded3f1c8a606388a Расчет и подбор муфт– расчетная толщина всех колец; для нормальной резины image013_2_329bc3ad9c5e137b2f825ed510a46936 Расчет и подбор муфт; для специальной резины image014_2_18226dfe370db49ba1debd4c27103c57 Расчет и подбор муфт

Подвижные компенсирующие муфты:

а) с промежуточным диском типа Ольдгема (при image015_2_2008ca60b53d14e86d22d5195e7429fe Расчет и подбор муфт)

image016_2_894124fce77f044a0287b222b1f3803f Расчет и подбор муфт

здесь image017_3_ecac13cb782d6eb05bfcce4aabd00bdd Расчет и подбор муфт- высота гребня промежуточного диска; image018_3_1a010599604ea5af0c526b2019471c2c Расчет и подбор муфт- зазор;

б) кулачковые расширительные, проверка кулачков на изгиб (при image019_2_091b33ce5b9e29c25d11f706d6640d65 Расчет и подбор муфт):

image010_2_bc5de3f3e1820bac1b59baf77df78abc Расчет и подбор муфтimage020_3_a8fa44e11861f2de22d704cbd9113471 Расчет и подбор муфт

проверка поверхности кулачков на удельное давление:

где b- длинна кулачка по окружности dср; a- толщина кулачка; z - число кулачков; h- длина кулачка; image018_3_1a010599604ea5af0c526b2019471c2c Расчет и подбор муфт- зазор.

Таблица №20.2 Значения допускаемых напряжений для подвижных компенсирующих муфт

Материал

[q] в 104Па

и в 104Па

Для стальных дисков и кулачков

1500-3000

7000-8000

текстолитовых

800-1000

-

чугунных

750-1000

1500-2500

бронзовых

750-1500

-

Кулачковые сцепные и предохранительные муфты.

Проверка кулачков на удельное давление.

image022_2_c40ebb06a73caf5026d56028d71ed337 Расчет и подбор муфт.

Проверка кулачков на изгиб:

image023_3_663a81a57f38e8551d8188801343a6d8 Расчет и подбор муфт

где F- площадь проекции рабочей грани кулачка на диаметральную плоскость; W-момент сопротивления площади поперечного сечения кулачка у основания.

Усилие для включения муфты:

image024_2_e45523bf3009da63d1fd3511e38d441c Расчет и подбор муфт

Усилие для выключения муфты:

image025_3_9db5397ae853460e9241efcc5fccd2d9 Расчет и подбор муфт,

где image026_2_54d94845e102a0a5f0af190311d229a5 Расчет и подбор муфт - коэффициент трения муфты по валу; image027_3_2df9a1c4a91e6b3fc723d0ec66938511 Расчет и подбор муфт коэффициент трения кулачков, обычно принимают; image028_2_b6a1dccd2e8a1d29e8e0e5e5d89808d0 Расчет и подбор муфт; при наличии смазки image029_3_78519c33694fc819aeba4c8fb18d3106 Расчет и подбор муфт в два раза меньше.

Допускаемое удельное давление для цементованных и закаленных до image030_3_5a7ec045134f31e7e5fd5964f98b1df0 Расчет и подбор муфт поверхностей: при включении на быстром ходу image031_1_f45ef6a10a6a73f22ea7d8b64620cbc3 Расчет и подбор муфт; на тихом ходуimage032_3_73449139effbab25cbe3942fb3cc8dfa Расчет и подбор муфт; при включении неподвижных валов image033_3_1019519cdaf0ed3cea8f419422d2dd7f Расчет и подбор муфт.

Допускаемые напряжения изгиба image034_3_acd573644b48844da45318a6476448e3 Расчет и подбор муфт

Фрикционные сцепные и предохранительные муфты

Конусные муфты: наибольшее усилие для включения муфты

image035_2_68ad134ce2077b58551c7d17e9a42afd Расчет и подбор муфт

где image036_3_ba7927495627c7781160beebc2880b51 Расчет и подбор муфт - коэффициент запаса сцепления;

Осевое усилие для работающей муфты

image037_2_cf5df7f03bb3c9e152a8330e3c2cec70 Расчет и подбор муфт

Удельное давление на конических поверхностях муфты

image038_3_c9925bf6366cef189d5ffc9f482b8e96 Расчет и подбор муфт

проверка на нагревание:

image039_2_88da1e3974822e685ad43a59f332dc11 Расчет и подбор муфт

Дисковые фрикционные муфты:

image040_3_436d37826b9f7fe491f97e4933248c0a Расчет и подбор муфт

image041_3_4b0e132d1819420a037e8e10388b9d3a Расчет и подбор муфт

Число пар трущихся поверхностей:

image042_2_ef39b27876d21af77b9fdddf512e4948 Расчет и подбор муфт

(доводится до четного числа).

Число ведущих дисков: image043_3_35cb4b75fa512caa7e305b3b1def2f01 Расчет и подбор муфт

Число ведомых дисков: image044_3_5269a6aedd3aa16e4aa50420e3a70af2 Расчет и подбор муфт

Таблица №20.3 Фрикционные сцепные муфты; коэффициент запаса сцепления β.

Наименование машин

β

Металлорежущие станки

1,3-1,5

Автомобили

1,2-1,5 (до 2)

Сельскохозяйственные тракторы

2,0-3,5

Транспортные тракторы

1,5-2,0

Поршневые насосы (многоцилиндровые), вентиляторы (средние), прессы

1,3

Компрессоры, большие вентиляторы, поршневые насосы (одноцилиндровые), деревообделочные станки

1,7

Механизмы подъёмно-транспортных машин:

 

- муфты, включаемые без нагрузки

1,25-1,35

- муфты, включаемые под максимальной нагрузкой

1,35-1,50

Таблица №20.4 Коэффициент трения f и допускаемое удельное давление

Материал и условия работы

f

image045_3_47756b3591e03d2d1bbd2afe623c95ee Расчет и подбор муфтв 103Па

для дисковых муфт

для конусных муфт

Работа со смазкой:

Закаленная сталь по закаленной стали

0,08

58,8 - 78,5

-

Чугун по чугуну или по закленной стали со слабой смазкой

0,08

58,8 - 78,5

98,1

Бронза по закаленной стали

0,08

39,2 - 49,1

58,8

Сталь по текстолиту

0,1-0,15

39,2 - 58,8

-

Работа без смазки:

Асбестовая обкладка по стали или чугуну

0,3

19,6 – 24,5

29,4

Чугун по чугуну или закаленной стали

0,15

24,5 – 29,4

29,4

Расчётное допускаемое удельное давление определяется по формуле:

image046_2_067fac54cc1ccdf6750ded556d90c7b2 Расчет и подбор муфт

здесь k1 — коэффициент, учитывающий влияние средней скорости; k2 — коэффициент, учитывающий снижение [q] для часто включаемых многодисковых муфт (число включений 50 — 100 в час).

Таблица №20.5 Значения коэффициента k1, в зависимости от окружной скорости

Средняя окружная скорость в м/сек k1

1

1.5

2

2.5

3

4

6

8

10

1.35

1.19

1.08

1.00

0.94

0.86

0.75

0.68

0.63

Таблица №20.6 Значения коэффициента k2 для часто включаемых масляных муфт (50 – 100 включений в час) в зависимости от числа дисков

Число наружных дисков k2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1

0,97

0,94

0,91

0,88

0,85

0,82

0,79

0,76

Таблица №20.7 Механические свойства термически обработанной качественной рессорно – пружинной горячекатаной стали при испытаниях на растяжение (по ГОСТ 2052-53)

Марка стали

Термообработка (ориентировочно)

Показатели механических свойств

Температура закалки 0С

Среда

Температура отпуска 0С

 zWgD6dGJCSVZ+rYAAAAASUVORK5CYII= Расчет и подбор муфт

в Н/мм2 не менее

 v4AUwjHH04+FE85OsP8g96n9HsZXQGOw7jPOPNRrAAAAABJRU5ErkJggg== Расчет и подбор муфт

в Н/мм2 не менее

65

830

Масло

380

800

1000

70

820

-

380

850

1050

75

810

-

380

900

1100

85

810

-

380

1000

1150

65Г

820

Воздух

-

380

700

55ГС

830

 

-

350

650

55С2

880

Масло

400-510

1200

1300

60С2А

860

-

400—510

1400

1600

70СЗА

850

-

400—510

1600

1800

50ХГ

850

-

490

1100

1300

50ХГА

850

-

490

1200

1300

50ХФА

860

-

400-450

1100

1300

60С2ХА

860

-

420

1600

1800

60С2ХФА

840

-

450

1700

1900

65С2ВА

840

-

450

1700

1900

60С2Н2А

840

-

400

1600

1750

Задача 20.1. На рис. 102 представлена продольно-свертная муфта, применяемая для соединения трансмиссионных валов при п 200об/мин. В таблице приведены основные размеры этих муфт по нормалям.

продольно-свертная муфта1 продольно-свертная муфта2

рис 102.

Определить, какая часть момента, указанного в таблице, передается муфтой за счет сил трения, возникающих при затяжке болтов, и какая приходится на долю шпонки.

Допускаемое усилие затяжки болта определить из условия, что напряжение в стержне болта достигает величины..image052_3_729e791c3df1b9eea8e668319a895905 Расчет и подбор муфт.

Таблица №20.8

№ п/п

в мм

Максимальный крутящий момент в Нмм

D

L

a

b

c

Болт

d0

кол-во

1

30

1 25000

130

160

49

85

19

12

6

2

35

2 00000

130

160

49

85

19

12

6

3

40

2 80000

130

160

49

85

19

12

6

4

50

5 00000

145

190

58

95

19

12

6

5

60

8 00000

170

220

68

110

23

16

6

6

70

16 00000

185

250

77

125

23

16

6

7

80

25 00000

205

360

85

140

28

20

8

8

100

50 00000

260

440

104

185

35

24

8

Муфты чугунные, болты из стали Ст. 3, коэффициент трения принять f = 0,2; коэффициент режима работы k = 1.

Решение. Затяжка болта для муфты № 1

image053_3_5bebaabfc0d3c494c3851f37892a6fb4 Расчет и подбор муфт

Момент, передаваемый за счет сил трения,

image054_2_812a32c30ba5bd4960f1fb09df14b999 Расчет и подбор муфт>М maх

Решение для муфты № 4.

Затяжка болта

image055_2_c57e36a5be2bfefffd61fea0995166e0 Расчет и подбор муфт

Момент, передаваемый за счет сил трения,

image056_2_da95d7e650fafbe5186cc4240eff33e0 Расчет и подбор муфт<М maх

image057_2_ca0f2aa5f0e55d3ea8c7524f818b465e Расчет и подбор муфт

следовательно, в этой муфте 50,5% M mах передается шпонкой. Аналогично решается задача и в отношении остальных муфт.

Задача 20.2. В приводе станка установлена масляная многодисковая фрикционная муфта для передачи мощности Р= 3,1кВт при угловой скорости image058_1_513c94d71c82601681c54d5a0ad1739e Расчет и подбор муфт. Муфта работает при переменной нагрузке.

Материал дисков – сталь 65Г с закалкой до твердостиimage059_1_801372f123ce33f556f3aa183b1699a8 Расчет и подбор муфт Число ведущих дисков image060_1_ab5b2bc1b8d8d2dca3b8b2baee7138d3 Расчет и подбор муфт, ведомых image061_1_d701fd59f72d4d4e2ad21f5768398cba Расчет и подбор муфт. Диаметры дисков image062_0_3f0cd3113dc3e6f4a12cec176247f05b Расчет и подбор муфтмм и image063_1_eac075edb720ea17e7e0cc61b63546b5 Расчет и подбор муфтмм. Определить необходимую силу сжатия дисков для включения муфты и проверить диски на износостойкость.

Решение. Коэффициент режима работы муфты при переменной нагрузке принимаем К=1,7.

Расчетный вращающий момент, передаваемый муфтой:

image064_1_07c1e11e9ac9bdecbae1d5594c2586fb Расчет и подбор муфт

Расчетные коэффициенты: image065_1_556e6d97130028ee9eaa7bb1b7ac9c50 Расчет и подбор муфт image066_1_28461c10f672ba2664281677f2c45906 Расчет и подбор муфт

Средний радиус поверхности трения дисков

image067_1_f939b2e964fdc895f5aefc6cce686cc6 Расчет и подбор муфт

Число пар трущихся поверхностей дисков

image068_1_3e65d3398375f80cb22cea7f5f9a91f0 Расчет и подбор муфт

Сила сжатия дисков при включении муфты

image069_1_d7b85713a600ba2bdb5015806cf276e4 Расчет и подбор муфт

Окружная скорость на среднем радиусе поверхности трения дисков

image070_1_c0e10284d563ccbba61e077bd763a2ad Расчет и подбор муфт

Допускаемое давление image071_1_cad9f900c4a7f608f5058036bbceab3c Расчет и подбор муфт

Расчетное давление на трущихся поверхностях дисков

image072_1_01bbc2aa41af517dfe4c3d8dd09d668b Расчет и подбор муфт

image073_1_5a101dde6824d6a7cfe0e23e07ae1407 Расчет и подбор муфт

Что удовлетворяет условию износостойкости.

Задача 20.3. Для соединения вала редуктора с валом дробилки диаметром 75мм подобрать стандартную упругую втулочно-пальцевую муфту по ГОСТ 2229-85 (рис. 103).

соединениt вала редуктора с валом дробилки диаметром 75мм

image074_1_7302fe1b56ef53c701c80f5ccdaac022 Расчет и подбор муфт

Передаваемая номинальная мощность N = 30кВт при числе оборотов п = 140 в минуту. Материал полумуфт - чугун СЧ 18-36, пальцы из стали 45. Произвести проверочный расчет пальцев и резиновых колец.

Решение. Определяем

Мк=71620image076_1_bb9cac4ddd34a22a4344013d244bced0 Расчет и подбор муфт=71620image077_1_ccbb74cebd7de4b0a94171937bc21479 Расчет и подбор муфтimage078_1_82c5ebca68da6df3eba909e2cea906bd Расчет и подбор муфт153471·102Нм.

Подбираем по ГОСТ 2229-85 муфту МН6, Мк=202086·102Н/м.

Проверка пальцев: примем для передачи к дробилке image079_1_221b3a42f0e62a1a8214e1e8cd210810 Расчет и подбор муфтk = 3; по ГОСТ 2229-85 имеем: Dt=195мм, пальцы № 4, image080_1_0ad5d0d4cbbf74864371cd85a734a6fa Расчет и подбор муфт52мм,. dn=24мм, число пальцев z =10;

 

что превышает image082_1_9f9926e3d9dc97473605cebffd9307a1 Расчет и подбор муфтдля пальцев из стали 45.

Проверка колец:

proverka-kolec Расчет и подбор муфт

что значительно больше image084_1_7a4533069f1e847040718220b077671f Расчет и подбор муфт.

Заключение: Муфта МН6 для указанных условий работы; непригодна.

уравнительная муфта типа Ольдгема

 

 

 

 

 

Рис. 104

Задача 20.4. Для соединения редуктора с ленточным транспортером была установлена уравнительная муфта типа Ольдгема со следующими данными (рис. 104): D= 140мм;

диаметр вала редуктора image086_1_f573c7cda4fb57cf441572be2b2053bc Расчет и подбор муфт50мм; диаметр вала транспортера dmp= 60мм; высота кулачка (гребня) h = 20мм; зазор image087_1_5338fbfc888cb08cc6869743f342c864 Расчет и подбор муфт1мм; передаваемая мощность N = 3,3кВт при числе оборотов барабана транспортера п = 60 в минуту.

Определить наибольшее давление на рабочие поверхности кулачков и проверить, допустимо ли оно, если материал полумуфт - сталь Ст. 5, подвижного диска - чугун марки СЧ 21-40.

Решение. Наибольшее давление на рабочие поверхности кулачков q определяется по приближенной формуле

image089_1_dfe440be4028c63661b63884ee41d0a5 Расчет и подбор муфт

здесь

 proverka Расчет и подбор муфт

коэффициент режима принимаем k = 1,25;

image091_1_0177052a062deb893b8a1416b5d50f44 Расчет и подбор муфт

при image092_1_6c348db01b54a65a79e8c54f150d7107 Расчет и подбор муфтдля муфт с чугунным подвижным диском.