5 Проектирование муфты

5.1 Подбор аналогов

Так как по техническому заданию требуется муфта компенсирующая предохранительная, то была выбрана схема комбинированной муфты, которая состоит из дисковой фрикционной (предохранительной) муфты и зубчатой компенсирующей муфты.

Зубчатая компенсирующая выбрана из ряда стандартных муфт по ГОСТ Р 50895 – 96.

5.2 Расчет предохранительной полумуфты

Для расчета муфты вначале зададимся диаметрами дисков. Примем наружный диаметр кольца трения:

внутренний диаметр кольца трения:

Тогда, приведенный радиус кольца трения:

Определим предельный момент срабатывания муфты:

где =1,35 – коэффициент кратковременных пиковых перегрузок в приводе,

Т_н – номинальный момент на валу.

Рассчитаем средний диаметр кольца трения:

Рассчитаем допустимую осевую силу, от всех пружин:

где [р] = 0.3 (МПа) – допускаемое давление на трущихся поверхностях.

Рассчитаем требуемое количество пар трения:

где = 0.3 - коэффициент трения.

Примем число пар трения Z = 4.

Уточним допустимую осевую силу с учетом количества пар трения:

5.3 Расчет пружин предохранительной муфты

Определим параметры пружин из условия прочности:

где τ – расчетное напряжение в поперечном сечении витка,

F₁ – сила, сжимающая пружину;

k – коэффициент, учитывающий влияние кривизны витков и поперечной силы:

где с – индекс пружины:

D₀ – средний диаметр пружины,

d – диаметр проволоки:

Примем c = 4, тогда:

Выбираем для пружин стальную углеродистую проволоку проволоку II класса по ГОСТ 9389–75 (σ=1400 МПа)

[τ]=0,4σ =0,4∙1400=560 МПа.

Тогда, подставив все известные величины, в одну формулу получим:

Отсюда следует:

Рисунок 14– Пружина сжатия.

Тогда, напряжение в поперечном сечении витка будет равно

Условие прочности выполнилось, пружина работоспособна.

Рисунок 15 – Характеристика пружины сжатия.

Определим величину осадка пружины λ₂, учитывая, его увеличение на 3 мм при возрастании силы от F₁ до F₂.

где F₂ = 1.3∙F₁ = 1.3∙ = 1550.9 (Н),

тогда:

Найдем число рабочих витков пружины, выразив из выражения:

где z – число рабочих витков пружины;

G – модуль сдвига, G=8∙10⁴ МПа;

Тогда выразив z, имеем:

Округлив до наибольшего целого значения, получим z = 2.

Тогда полное число витков пружины:

Определим шаг пружины:

где s_p = 0.1d – зазор между витками пружины, тогда:

Определим высоту при полном сжатии витков:

Определим высоту свободной пружины:

Вычислим отношение:

Так как, данное условие выполнилось, то проверка пружины на устойчивость не нужна.

Список литературы

1. Е.П. Устиновский; Ю.А. Шевцов; Ю.К. Яшков; А.Г. Уланов.

Многовариантное проектирование зубчатых цилиндрических, конических и червячных передачь с применением ЭВМ. Учебное пособие к курсовому проектированию по деталям машин. Челябинск 1995г.–105c

2. В.А.Чурюкин; Ю.К.Яшков. Обозначение конструкторской документации. Учебное пособие. Челябинск 1996г.–61c.

3. П.П.Сохрин; Е.П.Устиновский; Ю.А.Шевцов. Техническая документация в курсовом проектировании по деталям машин и ПТМ. Учебное пособие. Челябинск 2001г.–67c.

4. Пелипенко И.А., Ю.А.Шевцов; Разработка компоновки редуктора. Учебное пособие. Челябинск 1991г.–41с

5. П.П.Сохрин; В.В.Кулешов. Проктирование валов. Учебное пособие. Челябинск 2000г.–94с.

6. П.П.Сохрин; Е.В.Вайчулис; Е.П.Устиновский и др. Разработка рабочих чертежей деталий передач. Учебное пособие. Челябинск 2000г.

7. О.А.Ряховский; С.С.Иванов. Справочник по муфтам. Ленинград «Политех» 1991г.–384с.

8. Д.Н.Решетов. Детали машин. Москва «Машиностроение» 1989г.–496с

9. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т. Т.1, 2, 3. – 8-е изд., перераб. и доп. / Под ред. И.Н. Жестковой – М.: Машиностроение, 2001.–920,901,859с.

10. П.Ф.Дунаев; О.П. Леликов. Конструирование узлов и деталей машин. Учебное пособие для машиностроительных специальностей вузов 7-е изд., перераб. и доп. Москва Высшая школа 2001г.–447с.

11. М.Н. Иванов Детали машин: Учебник для машиностроительных специальностей вузов. / М.Н. Иванов, В.А. Финогенов – 7-е изд., перераб. И доп. М.: Высш.шк., 2002.–408с.

12. Е.П. Устиновский. Проектирование передач зацеплением с применением ЭВМ: Компьютеризованное учебное пособие с программами расчета передач. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2005.–192с.