Классификация и описание работы. Ро­ликовые обгонные муфты (свободного хода), передающие вращающий момент воз­никающими силами трения при заклинива­нии роликов, классифицируют:

1. По конструкции — на I, II, III исполнения (табл. 20).

рисунок

Рис. 2. Муфты, передающие вращение в одном направлении

рисунок

3. Муфты, передающие медленное вращение в одном направлении и ускоренное вращение в двух направлениях:

1 — обойма; 2 — ступица; 3 — поводковая вилка

Муфты исполнения I и II (рис. 2) со­стоят из трех основных элементов: обоймы (звено 1), ступицы (звено 2) и роликов (три — для исполнения 1 и пять—для исполне­ния П). При вращении одного из звеньев ролики автоматически вкатываются в кли­новую щель и заклиниваются, связывая этим оба звена в одно целое.

Муфты исполнения III имеют еще один элемент — поводковую вилку (звено 3, рис. 3), которая может принудительно вы­талкивать ролики из клиновой щели, осу­ществляя при этом реверсирование ступицы.

2. По принципу действия.

Группа 1. Муфты, передающие вращение в одном направлении.

Эти муфты (см. рис. 2) связывают две кинематические цепи. От звена 1 на звено 2 (звено 1 — ведущее) вращение пе­редается только в одном направлении — по часовой стрелке (заклинивание).

Звену 2 можно сообщить ускоренное вращение в том же направлении от другого источника, вызвав этим отсоединение его на ходу от звена 1 (обгон — расклинива­ние).

Если ведущим является звено 2, то на­правление его вращения, а следовательно, и вращение ведомого звена 1 будет обратным.

Группа II. Муфты, передающие медлен­ное вращение в одном направлении и уско­ренное вращение в двух направлениях.

От звена 1 (см. рис. 3) на звено 2 (звено 1 — ведущее) вращение передается только в одном направлении — по часовой стрелке (заклинивание). Звено 3 при этом увлекается звеном 2 (вхолостую).

рисунок

Рис. 4. Муфты, передающие медленное и ускоренное вращение в двух направлениях

Звено 3, связанное с самостоятельным источником движения, может сообщить звену 2 ускоренное вращение как в одну, так и в другую сторону, вызвав этим отсо­единение его (на ходу) от звена 1.

При вращении по часовой стрелке (в сторону вращения ведущего звена) про­изойдет расклинивание роликов (обгон), а звено 3 увлечет за собой звено 2.

При вращении против часовой стрелки звено 3 вытолкнет ролики из клиновой щели и увлечет за собой звено 2.

рисунок

Рис. 5. Примеры встройки обгонных муфт

Муфты этой группы работают только при ведущем звене 1.

Группа III. Муфты, передающие мед­ленное и ускоренное вращение в двух на­правлениях (рис. 4); они могут быть по­лучены установкой двух муфт с поводковой вилкой (исполнение III) в следующих по­ложениях:

а) зубцы звеньев 2 направлены в разные стороны;

б) оси муфт повернуты одна относи­тельно другой на некоторый угол.

С ведущего звена 1 на звенья 2 враще­ние может передаваться как в одну, так и в другую сторону. В зависимости от направ­ления вращения звена 1 заклинивается то одна, то другая муфта.

Звено 3 может сообщать звеньям 2 ус­коренное вращение также в обе стороны, выталкивая ролики одного звена муфты и расклинивая ролики другого звена, увлекая при этом звенья за собой.

Такие муфты работают только в том случае, если ведущим является звено 1.

Примеры встройки обгонных муфт по­казаны на рис. 5.

Расчет геометрических параметров ненормализованной обгонной муфты

рисунок

6. Узел ненормализованных обгонных муфт

Наибольший вращающий момент на валу муфты, Н·мм — Т

Число роликов — z

Расчетный диаметр ролика, мм формула

Принятый диаметр ролика, мм — d

Диаметр поверхности зажима обоймы, мм – D ≈ 8d

Высота опорной по­верхности, мм h = 0,496(D-d)-0,5d

Ориентировочное значение

диаметра вала, мм формула

Длина ролика, мм l = 1,5d

Указания по монтажу

1. Обойму муфты монтируют в доста­точно прочный и жесткий корпус. Точность отверстия в корпусе должна быть в преде­лах допусков 7-го квалитета.

Чем меньше требуемый угол поворота муфты в процессе заклинивания, тем более жестким должен быть корпус.

2. Повышению точности работы муфты (уменьшению угла проскальзывания) спо­собствует увеличение радиуса размещения роликов, т. е. увеличение диаметра муфты и уменьшение нагрузки — снижение переда­ваемого вращающего момента.

3. Работоспособность муфты значи­тельной степени зависит от соосности обоймы и ступицы. При несоосности на­грузка между роликами распределяется не­равномерно. Кроме того, появляется до­полнительная нагрузка на опоры.

Отклонение от соосности для муфт с D < 80мм не должно превышать 0,02мм, а для муфт свыше 80мм — 0,03мм, что со­ставляет приблизительно 60% допускаемого суммарного радиального отклонения муф­ты. Перекос осей ступицы и обоймы не должен  превышать 0,01:100.

4. Рабочую длину шпонки,  соединяю­щей ступицу муфты с валом, при значениях передаваемого момента, близких к макси­мальным, рекомендуется принимать рав­ной длине ступицы.

5. Ролики муфты должны быть посто­янно смазаны; лучше использовать мало­вязкие сорта масел — по ГОСТ 20799—88. Более вязкие сорта способствуют уве­личению потерь при обгонном вращении, вязкость смазки должна повышаться с уве­личением нагрузки муфт.

Частота масла должна поддерживаться надежной фильтрацией или сменой его не реже одного раза в 4-6 месяцев.

6. Нижнюю щеку или заменяющую его деталь при установке муфты на вертикаль­ных валах рекомендуется подвергать тер­мической обработке до твердости 41,5 … 51,5HRCэ.

20. Конструкция и размеры обгонных роликовых муфт, мм

Исполнение I

рисунок

Исполнение II

рисунок

Исполнение III

рисунок

D

h

r

r1

С

65

21

27,5

31,5

22

80

25

33,5

39,0

27

100

31

41,0

49,0

33

Исполнение

D

Н7

d

Н7

d1

h7

В

В1

b1

h8

l

d11

К

Шпонка 5 ГОСТ 23360-78

Шпонка 6 ГОСТ 13940-86

I

32

10; 12; 14;

4

12-0,12

18+0.24

3

8

1,2

3×3×10

А22

40

14; 16 18;

5

15-0,12

22+0,28

4

10

1,8

4×4×12

А28

50

16; 18; 20

6

18-0,12

25+0,28

5

12

2,3

5×5×14

А32

I и III

65

16; 20; 25

8

200,15

28+0.28

5

14

2,3

5×5×14

А40

30+0.28

80

20

10

250,15

35+0,34

6

18

2,6

6×6×18

А50

I, II и III

25; 30; 35

I, III

100

25

13

30-0,2

45+0.34

8

24

3,2

8×7×20

А60

I, II, III

30; 35; 40

II

125

35; 40;

16

35-0,25

50+0,40

8

28

3,2

8×7×25

А75

45; 50

160

70

20

40-0,25

60+0,40

12

32

3,8

12×8×32

А100

200

90

25

500,30

70+0.40

12

40

3,8

12×8×40

А125

*Для исполнения III

Обойма 1

Размеры, мм

рисунок

Биение поверхности D1 относительно оси отверстия D для муфт диаметром от 32 до 80мм не более 0,02мм, свыше 80мм—не более 0,03мм.

Биение торцов для муфт диаметром от 32 до 80мм не более 0,02мм, свыше 50мм — не более 0,03мм.

Неуказанные предельные отклонения по h14, H14, ±IT14/2 или t2/2.

D

H7

D1

k7

D2

l2

b1

Р9

t1

Н12

S

S1

r2

f

Масса, кг

32

45

35,5+0,2

10

3

2,0

1,0

2,0

1,5

0,5

0,07

40

55

44,0+0,2

12

4

2,5

1,5

2,5

2,0

0,5

0,13

50

70

54,0+0,2

14

5

3,0

2,0

3,0

2,5

1,0

0,23

65

85

69,0+0,2

14

5

3,0

3,0

3,0

2,5

1,0

0,35

80

105

85,0+0,2

18

6

3,5

3,5

3,0

3,0

1,0

0,68

100

130

106,0+0,2

20

8

4,0

5,0

3,0

4,0

1,0

1,22

125

160

131,0+0,5

25

8

4,0

5,0

3,5

4,0

2,0

2,57

160

200

167,0+0,5

32

12

4,5

4,0

4,0

6,0

2,0

3,36

200

250

208,0+0,5

40

12

4,5

50

5,0

6,0

2,0

6,70

Материал: сталь 20Х; ШХ15. Термическая обработка отверстия диаметром D для стали 20Х — цементация на твердость 57,5 … 63,5 HRCэ.

Диаметр муфты D, мм

32-40

50-65

80-125

160-200

Глубина цементованного слоя, мм

0,8-1,0

1,0-1,2

1,2-1,5

1,5-1,8

Для стали ШХ15 — закалка до твердости 59,5 … 65,5HRCэ.

Ступица 2

Размеры, мм

рисунок

Исполнение

D

d

(Н7)

D3

d

(h8)

D5

d2

d3

В3

-0,1

b

(H8)

r+0,12

l3

l4+0,1

l5+0,2

C1

C2

S2

f1

f2

Масса, кг

I

32

10

31,50,3

22

21,0-0,12

3

8,6

3

11,1

7

1,5

1,30

11,92-0,01

2,65

1,0

0,5

0,5

0,05

12

4

13,6

0,05

14

4

15,6

0,04

40

14

39,00,3

26

26,6-0,3

3

10,6

4

15,6

9

2,5

1,30

14,90-0,01

3,0

1,0

0,5

0,5

0,08

16

5

17,9

0,07

18

5

19,9

0,06

50

16

40,00,3

32

30.3-0,3

4

12,6

5

17,9

9

2,5

1,30

18,87-0,02

3,9

1,5

0,5

0,5

0,20

18

5

19,9

0,19

20

6

22,3

0,18

I и III

65

16

64,00,4

40

37,5-0,3

4

14,6

5

17,9

11

2,5

1,90

24,34-0,03

5,1

1,5

0,5

0,5

0,42/0,32

20

6

22,3

0,38/0,30

25

8

27,6

0,34/0,26

80

20

79,00,4

50

47,0. -0,5

8+0,03

3

18,6

6

22,3

14

2,5

2,20

29,80-0,04

6,2

2,0

0,5

0,5

0,75/0,62

I, II и III

25

8

27,6

0,71/0,66/0,59

30

8

32,6

0,66/0,61/0,54

35

10

37,9

0,59/0,54/0,47

I и III

100

25

99,00,4

60

57,0-0,5

8+0,03

3

24,6

8

27,6

15

2,5

2,20

36,76-0,06

8,8

4,0

0,5

1,0

1,52/1,31

I, II и III

30

8

32,6

1,45/1,37/1,24

35

10

37,9

1,36/1,28/1,15

40

12

42,9

1,25/1,17/1,04

II

125

35

1240,5

75

72,0

8+0,03

3

28,6

10

37,9

14

3,0

2,80

46,20-0,08

10,8

5,0

0,5

1,0

2,56

40

12

42,9

2,44

45

14

48,3

2,30

50

16

53,6

2,13

160

70

1580,5

100

96,5

10+0,03

4

33,0-0,3

20

74,3

20,5

3,0

3,10

59,61-0,13

13,6

8,0

1,0

1,0

2,73

200

90

1980,5

125

121,0

41,0-0,3

24

95,2

4,0

3,5

74,52-0,14

17,0

9,0

6,08

D — диаметр муфты.

Материал: для муфт D ≤ 125мм — сталь 20Х и ШX15,

для муфт D = 160 и 200мм — сталь 45.

Термообработка поверхности Р:

для стали 20Х — цементация на твердость 57,5 … 63,5HRCэ:

D, мм

32-40

50-65

80-125

Глубина слоя, мм

0,8-1,0

1,0-1,2

1,2-1,5

для стали 45—закалка на твердость 59,5 … 65,5 HRCэ.

Разность размеров С1, С2, С3 и С4 в пределах одной ступицы для муфт D до 80мм не более 0,01мм, D свыше 80мм не более 0,02мм.

Непараллельность плоскостей Р относительно оси отверстия d для муфт D до 80мм не более 0,01мм, свыше 80мм не более 0,015мм.

Биение торцовой поверхности D4 для муфт с D до 80мм не более 0,03мм, свыше 80мм не более 0,06мм (исполнение I и II).

Биение торцовой поверхности D3 для муфт с D до 80мм не более 0,03мм, свыше 80мм не более 0,05мм (исполнение I).

Неуказанные предельные отклонения по h14, H14, ±IT14/2 или t2/2.

Ролик 3 и щека 4

Размеры, мм

рисунок

Ролик

D

65

80

100

С

22

27

33

Щека

D муфты

d1

h7

l

е9

f

Масса, кг

D6

D7

Н8

S5

(-0,03

-0,08)

Масса, кг

32

4

8

0,3

0,001

350,2

22

1,5

0,011

40

5

10

0,002

430,2

28

2,0

0,014

50

6

12

0,003

530,2

32

2,5

0,031

65

8

14

0,006

680,2

40

2,5

0,045/0,03*

80

10

18

0,011

840,2

50

2,5

0,055/0,04*

100

13

24

0,5

0,025

1050,2

60

2,5

0,092/0,07*

125

16

28

0,044

1300,5

75

3,0

0,230

160

20

32

0,078

1650,5

100

3,0

0,350

200

25

40

0,154

2060,5

125

4,0

0,740

*Для исполнения II.

Щека. Материал — сталь 45. Твердость 31,5 …41,5HRCэ.

Ролик. Материал — сталь ШХ15, У8.

Термическая обработка для стали ШХ15 на твердость 59,5 … 65,5HRCэ, для стали У8 на твердость 59,5 … 69,5HRCэ.

Овальность по d1 и конусообразность для муфт D до 80мм не более 0,04мм, свыше 80мм — не более 0,06мм.

Неуказанные предельные отклонения по р14, Н14, ±IT14/2 или t2/2.

Пружина

Размеры, мм

рисунок

D муфты

d5

d10

H (в свободном состоянии)

t2

Длина развертки L

Витков

Масса 100 шт., кг

n рабочих

n1 всего

32

0,2

2,5

25

1,3

148

19

20

0,005

40

0,2

2,5

32

1,3

184

24

25

0,006

50

0,3

3,0

28

1,2

208

23

24

0,012

65

0,3

3,0

28

1,2

208

23

24

0,012

80

0,5

4,0

18

1,5

144

12

13

0,022

100

0,5

4,0

32

1,5

247

21

22

0,039

125

0,5

4,0

32

1,5

247

21

22

0,039

160

0,8

6,0

40

2,0

350

20

21

0,144

200

0,8

6,0

40

2,0

350

20

21

0,144

Материал — проволока стальная углеродистая пружинная класса II по ГОСТ 9389—75. Неуказанные предельные отклонения по h14, H14, ±IT14/2 или t2/2.

Штифт 8

Размеры, мм

рисунок

D муфты

d7

e9

d6

l6

l7

R

f

Масса, кг

80

8

5

13

9

8

0,3

0,004

100

125

160

10

7

23

15

10

0,5

0,008

200

Материал—сталь 40Х. Твердость 46,5 …51,5HRCэ.

Неуказанные предельные отклонения по h14, H14, ±IT14/2 или t2/2.

Сухарь, деталь 9

Размеры, мм

рисунок

D муфты

B5

(+0,20

+0,15)

L1

(-0,5)

h-0,2

Масса, кг

160

28

32

10,5

0,06

200

35

40

12,5

0,10

Материал — сталь ШХ15. Твердость 59,5 … 65,5HRCэ. Неуказанные предельные отклонения по h14, H14, ±IT14/2 или t2/2.

21. Технических данные обгонных роликовых муфт

Технические показатели

Диаметр муфт, мм

32

40

50

65

80

100

125

160

200

Число роликов

3

5

3

5

Передаваемый вращающий мо­мент Н·м

2500

4500

8500

16500

33000

55000

70000

120000

210000

390000

770000

Наибольшее рекомендуемое число циклов включений в ми­нуту

250

200

160

125

100

80

65

50

40

Рекомендуемая наибольшая частота вращения при обгоне, мин-1

3000

2500

2000

1500

1250

1000

800

630

500

Наибольший допускаемый вращающий момент от сил трения при обгоне, Н·мм

120

220

420

500

1000

1700

2100

2400

4200

7800

16000

Наибольший угол холостого поворота муфты при включении (угол проскальзывания)

2°30″

1^(o)30′

45′

30″

Общее число циклов нагружения муфты (число включений) до 5·106.

При большем числе включений и передаче максимального для данного типоразмера вращающего момента вследствие изнашивания ра­бочих поверхностей ступицы, обоймы и ролика может начаться проскальзывание муфты.

Передаваемый вращающий момент указан для условий максимального числа циклов включений и максимальной частоты вращения. При уменьшения числа циклов включений и частоты вращения передаваемый вращающий момент может быть увеличен до 20%.