14.4.2. Муфта фрикционная многодисковая

Муфты применяют при частых кратковременных перегрузках, главным образом перегрузках ударного действия.

Расчет ведется по аналогии с муфтами фрикционными управляемыми.

Усилие необходимое для замыкания дисков муфты (рис. 64) создается пружиной, или несколькими пружинами сжатия (рис. 65).

Рис. 64. Муфта фрикционная многодисковая

Усилие приходящееся на одну пружину F_а=F₁, если используется несколько пружин, то F₁=, где n=4…8 – число пружин.

Диаметр проволоки пружины,

d_пр, мм,

где k= – коэффициент пружины;

с==4…12 – индекс пружины;

[]=0,4_в – допускаемое напряжение при кручении пружины;

_в – предел прочности материала пружины.

Рис. 65. Пружина

Обычно для пружин сжатия, растяжения выбирают проволоку пружинную II класса ГОСТ 9389-75.

_в=1400 Н/мм² , []=560 Н/мм² ;

d_ср – средний диаметр пружины;

F₂=1,2F₁ – усилие для включения муфты.

Податливость одного витка пружины

₁=, мм,

где G – модуль сдвига.

Осевое упругое сжатие пружины (ход пружины).

₂=₁m, мм,

где m – число витков пружины.

Шаг пружины

t=d_пр+₁+(0,1…0,2), мм.

14.4.3. Муфта пружинно-шариковая

Принцип действия пружинно-шариковой муфты (рис. 66, 67) аналогичен фрикционным и кулачковым муфтам. В отличие от кулачковых муфт здесь трение скольжения частично заменено трением качения.

Рис. 66. Муфта пружинно-шариковая

Расчет шариковой предохранительной муфты ведется по напряжениям смятия материала шарика.

Расчетный крутящий момент

T_p = (1,25...1,5)T, Нм.

Рис. 67. Муфта шариковая предохранительная встроенная

в зубчатое колесо

Потребная сила сжатия пружин:

F_а=, Н,

где D₀ – диаметр окружности, на котором расположены пружины, мм;

f=0,15 – коэффициент трения;

α =30^°…45^°, 2α =60^°…90^° – угол расточки канавки для размещения

шариков;

= 5^°…6^° – угол трения;

знак (+) – относится к режиму включения муфты;

знак (–) – относится к режиму срабатывания муфты.

Напряжение на поверхности шарика

, МПа.

Допускаемое напряжение []_см=50 МПа.

Далее производят по максимальному усилию расчет пружины.

Ход пружины ₂=, мм;

d_ш=(0,3…0,4)d – диаметр шарика, мм;

d– диаметр вала, мм.

14.4.4. Муфта кулачковая предохранительная самодействующая

В отличие от управляемой кулачковой предохранительной муфты данная муфта (рис. 68) срабатывает самостоятельно под действием пружины при превышении расчетного момента, здесь также как и для предыдущих муфт, расчет сводится к выбору пружины, обеспечивающей замыкание кулачков. Ход пружины при срабатывании при перегрузках должен быть равен ₂=b+1…2, мм;

b – длина кулачка, мм.

Рис. 68. Муфта кулачковая предохранительная самодействующая

Расчетный крутящий момент на муфте

T_p=1,25T , Нм,

где T – крутящий момент на валу.

Усилие пружины в начале срабатывания муфты

, Н,

где α = 30^°…45^° – угол профиля кулачков;

=… – угол трения на кулачках;

f = 0,12…0,15 – коэффициент трения между подвижной полумуфтой и шлицевым валом;

f= 0,25…0,3 – коэффициент трения между подвижной полумуфтой и валом со шпонкой;

D_ср – средний диаметр кулачков;

d – диаметр вала.

Усилие пружины в конце срабатывания муфты

= 1,1…1,2 F_a, Н.

Напряжение смятия на гранях кулачков

[]_см, МПа,

где z – число кулачков;

b=(0,6…0,1)D₁– ширина кулачка;

h – высотакулачка.

Напряжение изгиба кулачка

[]_и, МПа.

Допускаемое напряжение на смятие и изгиб кулачков по табл. 38.

Таблица 38

Допускаемые напряжения

Допускаемые напряжения, МПа	Материал и термическая обработка
	Сталь 45 ГОСТ 1050-88 (200…230) HB	Сталь 40Х ГОСТ 4543-71 (40…45) HRC	Сталь 20Х ГОСТ 4543-71 (58…62)HRC
Смятия []см	5	20	30
Изгиба []и	50	13	11

Пружину при монтаже устанавливают с предварительным сжатием

на величину

=, мм ,

где F_а– сила сжатия пружины;

с – индекс пружины;

m – число рабочих витков пружины;

G – модуль упругости материала пружины;

d_пр – диаметр проволоки.