Муфты управляемые.

Муфта кулачковая (рис. 5.99).

На торцах полумуфт 1, 2 имеются выступы (кулачки) 3. В рабочем положении выступы одной полумуфты входят во впадины другой. Для включения и выключения муфты одну из полумуфт 2 устанавливают на валу подвижно в осевом направлении.

Рис. 5.99. Муфта кулачковая.

Подвижную полумуфту перемещают с помощью специального устройства- отводки. Вилку отводки располагают в пазе 4. Кольцо 5 центрирует валы. Несоосность валов снижает работоспособность муфты. Чаще всего кулачковые и зубчатые муфты размещают на одном вале и используют для переключения скоростей.

Применяют разные формы кулачков (рис. 5.100):

- прямоугольный (требует точного взаимного расположения полумуфт в момент включения);

- трапецеидальный (не требует точного взаимного расположения полумуфт, боковые зазоры компенсирует изменением глубины посадки кулачков);

- с симметричным и несимметричным профилем.

Рис. 5.100

Формы кулачков.

Значение угла профиля выбирают из условия самоторможения или мимнимального усилия при отводе.

Включение кулачковых муфт при относительном вращении полумуфт всегда происходит с ударом. Поэтому их включение должно происходить без нагрузки и при малых относительных скоростях вращения (< 1 м/с).

Работоспособность определяется износом кулачков

s_см= 2М_крK/(bhzD₁)£ [s_см]= 35…45 МПА, (5-172)

где z - число кулачков.

Используют также муфты зубчатые сцепные.

Муфты фрикционные (Рис. 5.101).

Рис. 5.101

Муфта фрикционная

При включении фрикционных муфт крутящий момент возрастает постепенно по мере увеличения силы прижатия на поверхности трения. Это позволяет соединять валы под нагрузкой и с большой разностью начальных угловых скоростей.

В процессе включения муфта пробуксовывает, а разгон ведомого вала происходит плавно без удара. Отрегулированная на передачу предельного крутящего момента и безопасного для прочности машины, фрикционная муфта одновременно является предохранительным устройством.

Все фикционные муфты делятся на 3 группы: муфты дисковые (плоские поверхности) (рис.5.101); муфты конические (рис. 5.102); муфты колодочные, ленточные и др. (с цилиндрической поверхностью).

Рис. 5.102. Коническая фрикционная муфта.

Самой простой является муфта дисковая, в которой к жестко закрепленной на одном валу полумуфте 1 под действием силы F_a прижимается полумуфта 2. Контакт осуществляется по фрикционным накладкам. Момент трения определяют по формуле

М_т= F_amD_cp/2= КM_кр , (5-173)

где m - коэффициент трения; D_cp=(D₁+D₂)/2.

Для уменьшения силы F_a и габаритов муфты применяют конструкции со многими парами трения- многодисковые муфты. Здесь

КM_кр = F_am r_cp z, (5-174)

где z - число трущихся пар.

При этом необходимо обеспечивать синхронность смыкания трущихся пар.

Увеличение F_a ограничено допускакемым средним удельным давлением (напряжением) [p].

Коэффициент трения можно увеличить с помощью накладок из специальных материалов (металлокерамики по закаленным сталям и др.).

Конические муфты (рис. 5.102) обеспечивают более высокий приведенный коэффициент трения

m’= m /sin a.

При этом момент трения будет

М_т= (F_aD_cp/2) m/sin a . (5-175)

Чтобы не было самозаклинивания должно выполняться неравенство a> r, где r - угол трения. Обычно a= 15°. Условие работоспособности конической муфты записывается в форме

p= F_a/(bpD_cpsin a)£ [p]. (5-176)

Конические муфты имеют бо’льшие габариты нежели многодисковые. Они сложнее в изготовлении и повышают требования к точности центровки валов. Они применяются реже дисковых.

Работоспособность фрикционных муфт определяется в основном износом трущихся поверхностей. Интенсивность износа зависит от удельной мощности трения.

В управляемых муфтах скольжение происходит во время включения и выключения, т.е. зависит от числа переключений в час. Перегрев муфт приводит к увеличению износа или даже обугливанию неметаллических поверхностей. Из-за неустановившегося теплового режима расчет производится только по удельному давлению, определяемому из опыта эксплуатации.

Управляются муфты электромагнитом, гидравлическим, пневматическим или механическим способом.