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)d_B,

D= (1,5…1,8)d_B

или берут из табл. 1.

Рис. 7. Предохранительная втулочная муфта со срезным штифтом

Исходными данными являются:

1. Наибольший номинальный вра­щающий момент T_ном, передаваемый муф­той, Н·мм.

2. Расчетный вращающий момент Т срабатывания муфты Н·мм, во избежание случайных включений муфты берут Т = 1,25Т_ном.

3. Радиус расположения поверхности среза r, мм.

4. Материал предохранительного штиф­та: среднеутлеродистые стали.

5. Временное сопротивление разрыву (в зависимости от марки стали штифта) σ_в, МПа.

Для расчета из табл. 22 берут коэффици­ент пропорциональности К между предела­ми прочности на срез и на разрыв.

При проектированном расчете для вы­бора Kпредварительно задается d.

Расчетный предел прочности на срез штифта, МПа

τ_ср = К·σ_в.

Диаметр предохранительного штифта (проектировочный расчет), мм

Предельный вращающий момент, Н·мм, при котором происходит срез штифта (проверочный расчет),

22. Коэффициент пропорциональности К

Значения К приведены для муфт с осевым расположением штифтов. В муфтах с радиальным расположением штифта коэффициент К следует увеличивать на 5—10%.

Кулачковые, шариковые и фрикционные предохранительные муфты

23. Кулачковые, шариковые и фрикционные предохранительные муфты

Муфты общемашиностроительного применения предназначены для предохране­ния привода от перегрузок при передаче вращающего момента от 4 до 400Н·м, клима­тических исполнений: У и ТС категорий 2-4, УХЛ и О категорий 3.1, 4, 4.1, 4.2 по ГОСТ 15150 для эксплуатации без смазки (всухую), У и Т категорий 1-5, УХЛ и О ка­тегорий 3.1, 4, 4.1, 4.2, 5 по ГОСТ 15150 для эксплуатации в масляной ванне.

Предохранительная кулачковая муфта по ГОСТ 15620-93

Предохранительная шариковая муфта по ГОСТ 15621-77

Допускаемое отношение моментов срабатывания Тмакс/Тном ≤ 1,3. Полумуфты изготовляют 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 фрикционная муфта по ГОСТ 15622-96

*ГОСТы предусматривают 2-й ряд для исполнения 1 как менее предпочтительный.

ГОСТ 15622—96 предусматривает муфты с моментом Т до 16000Н·м.

Для размера b предельные отклонения по ГОСТ23360-78.

n- допускаемая частота вращения.

По ГОСТ 1Ьб22-96 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 0.6МПа

Пружины — по ГОСТ 13766-86.

Пример условного обозначения предохранительной кулачковой муфты с но­минальным вращающим моментом 63Н·м, диаметром посадочного отверстия 25мм, исполне­ния 1, климатического исполнения У и категории 3:

Муфта 63—25—У3 ГОСТ 15620—93.

То же, исполнения 2 с наружным диаметром шлицев d = 25мм:

Муфта 63—6×21×25×5—У3 ГОСТ 15620—93

То же, исполнения 3 с номинальным диаметром зубьев шлицев, d= 25мм, модулем m= 1,5мм:

Муфта 63—25×1,5—У3 ГОСТ 15620—93

23,а. Обозначение посадочных отверстий муфт с прямобочными шлицами по ГОСТ 1139-80

Размеры, мм

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

Степень вероятности включения без холостого хода:

25. Дисковые муфты со срезным штифтом

Размеры, мм

Штифты цилиндрические по ГОСТ 3128-70; 1,5×18; 2×18; 3×18; 4×30; 5×30; 6×45; 8×45; 10×45.

Материал: втулок—сталь 40Х, твердость 49,5 HRCэ; 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,

Т = 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 30МПа.

Допускаемый вращающий момент по изгибу (определяют для кулачков с плоски­ми гранями при z > 11)

где z¹ — расчетное число кулачков, равное 1/2—1/3 общего числа кулачков;

[σ_и] — 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 Р_пр, Н, для передачи вращающего момента опреде­ляют из следующих уравнений:

где Т_р — расчетный вращающий момент, мм; Н·мм; Т_р = 1,3Т_ном (Т_ном — наиболь­ший номинальный вращающий момент);

D — средний диаметр кулачков, мм;

а — 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.

26. Камни для перевода муфт

Размеры, мм

Материал:

для типа А — чугун СЧ20, текстолит, бронза;

для типа Б — сталь 40Х, твердость 49,5 HRCэ.