Предохранительные муфты
Эти муфты служат для ограничения передаваемого момента и предохранения частей механизмов от поломок при перегрузках, превышающих расчетные.
Втулочные муфты со срезным штифтом
Размеры муфты (рис. 7) принимают
L = (3 - 5)dв, D= (1,5 - 1,8)dв, или берут из табл. 1.
Исходными данными
являются:
1. Наибольший номинальный вращающий
момент Тном, передаваемый
муфтой, Н-мм.
2. Расчетный вращающий момент Т срабатывания муфты Н-мм,
во избежание случайных включений муфты
берут Т = 1,25 Тном
3. Радиус расположения
поверхности среза r, мм.
4. Материал предохранительного штифта:
среднеуглеродистые стали.
5. Временное сопротивление разрыву (в
зависимости от марки стали штифта) sв,
МПа.
Для расчета из табл. 22
берут коэффициент пропорциональности К
между пределами
прочности на срез и на разрыв.
При проектированном
расчете для выбора К предварительно
задается d.
Расчетный предел
прочности на срез штифта, МПа
tср = Ksв
Диаметр предохранительного штифта (проектировочный расчет), мм
Предельный вращающий момент, Н-мм, при котором происходит срез штифта (проверочный расчет),
Рис. 7. Предохранительная втулочная муфта со срезным штифтом
22. Коэффициент пропорциональности К
Диаметр штифта |
Материал штифта |
Штифт с V-образной канавкой |
|
средней вязкости |
вязкий |
||
2-3 |
0,8-0,78 |
0,81—0,80 |
0,8-0,9 |
4-5 |
0,72-0,68 |
0,76-0,75 |
0,8-0,9 |
Значения K приведены
для муфт с осевым расположением штифтов.
В муфтах с радиальным расположением
штифта коэффициент K следует увеличивать
на 5—10% .
23. Кулачковые, шариковые и фрикционные предохранительные муфты
Муфты общего
назначения климатических исполнений У и
Т категорий 1—3, климатических исполнений
УХЛ и О категорий 4, по ГОСТ 15150—69
предназначены для предохранения привода
при передаче вращающего момента от 4 до 400
Н-м в любом пространственном положении.
Допускаемое отношение
моментов срабатывания Tмакс/
Тном= 1,2.
Полумуфты изготавливают трех исполнений:
1- с цилиндрическим посадочным отверстием
и шпоночным пазом по ГОСТ 23360-78;
2 - со шлицевым
посадочным отверстием, соответствующим
соединению средней серии по ГОСТ 1139—80;
3 — с эвольвентным
шлицевым отверстием по ГОСТ 6033—80.
Размеры, мм
Предохранительная
кулачковая муфта по ГОСТ 15620-93 |
Предохранительная
шариковая муфта по ГОСТ 15621-77 |
Предохранительная фрикционная |
Общие размеры |
Кулачковая
и шариковая муфта |
Кулачковая муфта |
Шариковая муфта |
Фрикционная |
||||||||||||||||||||
Номинальный врашаюищй момент Т, Н-м |
d* H7 |
l h14 |
l1 | b | h h11 |
t H12 |
n, c-1 |
Масса, кг, не более |
d1 К6 |
D | L | d1 K6 |
D | L | d1 K6 |
D | L | t H12 |
n, c-1 |
Масса, кг, не более |
||||
Исполнение | Исполнение | кулачковой | шариковой | |||||||||||||||||||||
1 | 2 | 3 | 1 | 2 и 3 |
не более |
не более |
не более |
|||||||||||||||||
4 | 8 9 10 |
- | - | 20 20 23 |
- | 12 | 3 | 3 | 1,8 | 27 | 0,31 | 0,48 | 32 | 36 | 63 | 36 | 45 | 67 | - | - | - | - | - | - |
6,3 | 9 10 11 |
- | - | 20 23 23 |
- | 14 | 4 | 4 | 2,5 | 21 | 0,48 | 0,60 | 38 | 48 | 42 | 48 | 75 | 32 | 50 | 75 | 2,5 | 90 | 0,64 | |
10 | 11 12 14 |
- - 14 |
- 12 14 |
23 30 30 |
- 25 25 |
16 | 5 | 5 | 3,0 | 17 | 0,83 | 0,91 | 48 | 56 | 75 | 50 | 56 | 80 | 38 | 80 | 3,0 | 42 | 0,68 | |
16 | 12 14 16 |
- 14 16 |
12 14 15 |
30 30 40 |
25 25 28 |
18 | 0,87 | 1,05 | 80 | 90 | 83 | 0,75 | ||||||||||||
25 |
14 |
14 |
14 |
30 |
25 |
21 |
6 | 6,0 | 3,5 | 13 | 1,55 | 1,80 | 56 | 71 | 85 | 65 | 71 | 100 | 45 | 65 | 90 | 3,5 | 25 | 1,10 |
40 |
18 |
- |
17 |
40 |
28 |
24 |
1,74 | 2,00 | 105 | 120 | 70 | 95 | 1,20 | |||||||||||
63 |
20 |
20 |
20 |
50 |
36 |
28 |
8 | 7,0 | 4,0 | 10 | 2,42 | 2,50 | 65 | 85 | 110 | 70 | 80 | 55 | 85 | 120 | 4,0 | 17 | 2,00 | |
100 |
25 |
25 |
25 |
60 |
42 |
32 |
10 | 8,0 | 5,0 | 8,0 | 4,85 | 4,80 | 80 | 100 | 140 | 85 | 95 | 150 | 65 | 95 | 125 | 5,0 | 17 | 3,60 |
160 |
28 |
28 |
28 |
60 |
42 |
36 |
7,25 | 6,80 | 125 | 160 | 100 | 190 | 70 | 100 | 150 | 13,0 | 3,80 | |||||||
250 | 32 36 - 40 |
32 - 38 - |
32 35 38 40 |
80 80 80 100 |
58 58 58 82 |
42 | 12 | 7 | 9,70 | 11,5 | 90 | 140 | 180 | 100 | 125 | 220 | 120 | 160 | 10 | 5,00 | ||||
400 | - 40 - 45 |
38 - 42 - |
38 40 42 45 |
80 110 110 110 |
58 82 82 82 |
48 | 14 | 9 | 5,5 | 5 | 15,5 | 19,6 | 105 | 180 | 190 | 100 | 155 | 260 | 90 | 145 | 180 | 5,5 | 7 | 7,60 |
*ГОСТы предусматривают 2-й
ряд для исполнения 1 как менее
предпочтительный.
ГОСТ 15622—77 предусматривает
муфты с моментом Т до 16 000 Н-м. Для размера b
предельные отклонения
по ГОСТ23360-78.
n - допускаемая
частота вращения.
По ГОСТ 15622-77 материал
фрикционной пары при относительной
скорости скольжения: до 3 м/с - сталь по
стали; свыше 3 м/с - бронза по стали.
Допускаемое давление на
фрикционных поверхностях - не более 0,6 МПа.
Пружины - по ГОСТ 13766-86.
Пример условного
обозначения предохранительной
кулачковой муфты с номинальным вращающим
моментом 63 Н-м, диаметром посадочного
отверстия 25 мм, исполнения 1,
климатического исполнения У и категории
3:
Муфта 63—25-УЗ ГОСТ 15620—93
То же, исполнения 2 с наружным диаметром шлицев d = 25 мм:
Муфта 63—6x21x25x5—УЗ ГОСТ 15620-93
То же, исполнения 3 с номинальным диаметром зубьев шлицев, d = 25 мм, модулем m = 1,5 мм:
Муфта 63—25x1,5—УЗ ГОСТ 15620-93
23.a Обозначение посадочных отверстий муфт с прямобочными шлицами по ГОСТ 1139-80
Размеры, мм
D |
Обозначение |
D |
Обозначение |
||
zxdxD |
b |
zxdxD |
b | ||
14 |
6x11x14 |
3,0 |
28 |
6x23x28 |
6,0 |
16 |
6x13x16 |
3,5 |
32 |
6x26x32 |
6,0 |
20 |
6x16x20 |
4,0 |
38 |
6x32x38 |
6,0 |
22 |
6x18x22 |
5,0 |
42 |
6x36x42 |
7,0 |
25 |
6x21x25 |
5,0 |
48 |
6x42x48 |
8,0 |
24. Элементы кулачковых предохранительных муфт
Основные размеры
кулачковых предохранительных муфт те же,
что и основные размеры кулачковых муфт (см.
табл. 14).
Грань кулачка,
расположенная под углом 30°, является
рабочей.
Направление вращения валов
— в одну сторону, согласно расположению
граней.
Сила на кулачках:
Размеры, мм
D | h | C | C1 | K | f | |
40 | 4 | 10,35 | 6,55 | 14,73 | 0,5 | |
45 | 4 | 11,22 | 7,44 | 16,03 | 0,5 | |
50 | 4 | 12,09 | 8,33 | 17,33 | 0,5 | |
55 | 4 | 13,39 | 9,66 | 18,63 | 0,5 | |
60 | 6 | 14,66 | 8,93 | 22,09 | 0,8 | |
70 | 6 | 16,83 | 11,17 | 24,70 | 0,8 | |
80 | 6 | 19,00 | 13,38 | 27,30 | 0,8 | |
90 | 6 | 21,17 | 15,59 | 29,90 | 0,8 | |
100 | 8 | 22,44 | 14,89 | 34,67 | 1,2 | |
110 | 8 | 24,61 | 17,11 | 37,36 | 1,2 | |
125 | 8 | 28,92 | 21,52 | 41,16 | 1,2 | |
140 | 10 | 32,38 | 23,05 | 47,23 | 1,5 | |
160 | 10 | 36,73 | 27,46 | 52,43 | 1,5 |
Сила, Н ............. |
3600 |
4350 |
5770 |
7350 |
9800 |
11 300 |
14 870 |
|||
Диаметр муфты D, мм |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
70 |
80 |
|||
Сила, Н ............. |
18940 |
23500 |
28560 |
32840 |
45940 |
60350 |
||||
Диаметр муфты D, мм |
90 |
100 |
110 |
125 |
140 |
160 |
||||
Степень вероятности включения без холостого хода: |
||||||||||
Вероятность включения, % | 70 | 67 | 64 | |||||||
Диаметр муфты D, мм | 40-60 | 70-100 | 110-160 |
25. Дисковые муфты со срезным штифтом
Размеры, мм
Наименьшая |
d |
d0 | d1 |
D |
А |
В |
С |
f | m | l-0,1 | l1 | l2 | D1 | d2 | f0 |
f1 |
r | t=h | n |
700 1300 |
1,5 |
М16 |
5 |
10 |
22 |
16 |
11 |
8 |
1 |
12 |
11,5 |
10 |
8 |
1 |
1 |
1,5 |
5 |
3 |
1,5 |
2900 |
3 |
М20 |
8 |
15 |
30 |
25 |
17 |
10 |
1,5 |
18 |
14 |
15 |
12 |
2 3 4 |
1,5 |
2 |
8 |
4 |
2 |
12000 |
6 |
М30 |
12 |
25 |
50 |
45 |
26 |
16 |
2 |
28 |
24,5 |
24 |
22 |
5 6 8 |
2 |
2,5 |
12 |
6 |
4 |
Штифты цилиндрические по
ГОСТ 3128—70; 1,5x18; 2x18; 3x18; 4x30; 5x30; 6x45; 8x45; 10x45.
Материал: втулок—сталь 40Х, твердость 49,5 HRСэ; пробок—сталь 30, твердость 36,5
HRСэ.
Пружинно-кулачковые муфты
Предохранительные пружинно-кулачковые
муфты (рис. 8) рассчитывают на контактную
прочность и изгиб так же, как и сцепные
кулачковые муфты.
Допускаемый вращающий
момент по контактным напряжениям, Н-мм,
T = 0,5Dzbhp,
где D - средний диаметр
кулачков, мм; обычно D выбирается в
пределах 1,25-2,5 диаметра вала;
z - число
кулачков; b - ширина кулачков, мм; h -
высота кулачков, мм;
р - допускаемое
номинальное давление, принимают равным 30
МПа.
Допускаемый вращающий
момент по изгибу (определяют для кулачков
с плоскими гранями при z >11)
T=(D z1 b [sи] l2)/6h
где z1 - расчетное число
кулачков, равное 1/2—1/3 общего числа
кулачков;
[sи] - допускаемое
напряжение на изгиб, МПа, выбирают по
пределу текучести с запасом не ниже 1,5;
l - толщина кулачков у
основания, см; при беззазорном сцеплении:
где a - угол наклона рабочих
граней, практически принимают не более 65°.
Потребную силу сжатия
пружины Рпр, Н, для передачи
вращающего момента определяют из
следующих уравнений:
(1) | |
(2) |
где Тр - расчетный
вращающий момент, мм; Н-мм; Tр = 1,3
Тном
(Тном — наибольший номинальный
вращающий момент);
D - средний
диаметр кулачков, мм;
a - угол наклона рабочих
граней, градусы;
р1 - угол трения между
кулачками (для стали 5—6°);
f2 - коэффициент
трения в шлицевом (шпоночном) соединении (для
стали 0,15— 0,16);
d - диаметр
вала, мм.
Формула (1) не учитывает сил
трения в кулачках и в шлицевом соединении,
что соответствует работе муфты при
длительной перегрузке. При мгновенных
перегрузках предполагается действие сил
трения и расчет ведут по формуле (2).
Для, надежности работы
муфты кромки кулачков следует закруглять.
Рис. 8. Предохранительная пружинно-кулачковая муфта
26. Камни
для перевода муфт
Размеры, мм
B |
D |
D1 |
H c11 |
d E8 |
Отверстие |
l |
l1 |
f |
Цилиндрический |
10 |
14 |
5 |
5 |
18 |
8 |
0,5 |
5x12 |
||
12 |
16 |
6 |
6 |
22 |
10 |
0,5 |
6x16 |
||
16 |
20 |
8 |
8 |
28 |
12 |
1,0 |
6x18 |
||
20 |
26 |
10 |
10 |
36 |
14 |
1,0 |
10x22 |
||
25 |
32 |
12 |
13 |
45 |
16 |
1,5 |
13x25 |
||
32 |
40 |
16 |
16 |
56 |
22 |
1,5 |
16x36 |
||
40 |
50 |
20 |
20 |
70 |
24 |
2,0 |
20x40 |
||
50 |
60 |
25 |
25 |
85 |
30 |
2,0 |
25x50 |
Материал: для типа А - чугун СЧ 20, текстолит, бронза; для типа Б - сталь 40Х, твердость 49,5 HRCэ