ВОПРОС 60. МУФТЫ. НАЗНАЧЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ. МУФТЫ САМОУПРАВЛЯЕМЫЕ

Муфты автоматические или самоуправляемые

Эти муфты предназначаются для автоматического разъединения валов в тех случаях, когда параметры работы машины становятся недопустимыми по тем или иным показателям.

Муфты предохранительные

Здесь крутящий момент между полумуфтами 1 и 4 передается через штифт 3, который срезается при перегрузке. Для восстановления работы муфты штифт заменяют. Закаленные втулки 2 облегчают замену штифтов, предотвращают смятие более слабого материала полумуфт штифтом и тем самым приближают действительные условия среза штифта к расчетным:

где z ‑ число штифтов;

‑ коэффициент неравномерности распределения нагрузки по штифтам.

Жесткое соединение полумуфт штифтом не может компенсировать вредного влияния их несоосности на штифт, условия работы которого становятся неопределенными. Поэтому необходима строгая центровка полумуфт.

Допускаемое напряжение принимают равным пределу прочности материала на срез. Например, для закаленных штифтов из стали Ст5 допускают = 420 МПа.

Муфты центробежные.Эти муфты автоматически соединяют валы только тогда, когда угловая скорость превысит некоторую заданную величину. Таким образом, эти муфты являются самоуправляемыми по угловой скорости. Центробежные муфты используют для автоматического включения и выключения исполнительного механизма с помощью регулировки угловой скорости двигателя; разгона машин с большими маховыми массами при двигателе с малым пусковым моментом; повышения плавности пуска; выключения при перегрузках (бензопила), когда бензодвигатель сбавляет обороты и может заглохнуть, и т. п.

Центробежная сила F_ц прижимает колодку 3 к барабану полумуфты 2. Этому препятствует сила F, возникающая от прогиба пружины 4. Величину силы F регулируют винтом 5. Соприкасание между колодкой и барабаном возможно при условии

где ‑ масса колодки;

‑ расстояние центра тяжести колодки от оси вращения;

‑ угловая скорость полумуфты 1.

Необходимую силу пружины по заданной угловой скорости , до которой полумуфта 1 вращается свободно.

Для передачи крутящего момента необходима угловая скорость которую определяют по условию:

где z ‑ число колодок;

‑ коэффициент трения.

В диапазоне между и муфта пробуксовывает и постепенно разгоняет ведомый вал.

Работоспособность колодок рассчитывают по давлению [р]на поверхности трения так же, как и в других фрикционных муфтах.

Муфты свободного хода.Эти муфты передают крутящий момент только в одном заданном направлении. Их применяют в станках, автомобилях, мотоциклах, велосипедах и т. д. В велосипедах, например, они передают крутящий момент от педалей на колесо и в то же время позволяют колесу свободно катиться при неподвижных педалях.

Простейшим представителем муфт свободного хода является устройство с храповиком. Вследствие шума на холостом ходу и резкого ударного включения, муфты с храповиком применяют сравнительно мало и только при низких скоростях.

Бесшумную работу обеспечивают фрикционные роликовые или шариковые муфты. Схема одной из таких муфт, встроенных в соединение шестерни с валом. Если шестерня 1 вращается по часовой стрелке, то ролик 5 закатывается в узкую часть паза и здесь заклинивается. Образуется жесткое соединение шестерни с валом через ролик 5 и обойму 2. При вращении шестерни в противоположном направлении ролик выходит в широкую часть паза и шестерня оказывается разъединенной с валом. В этом направлении она может вращаться свободно. Толкатель 4, имеющий слабую пружину 3, выполняет вспомогательную роль. Он удерживает ролик в постоянном соприкасании с обоймой.