🗊Презентация Муфты. Приводы

МУФТЫ. ПРИВОДЫ 1 Назначение, основные конструкции и классификация муфт 2 Муфты глухие 3 Жесткие компенсирующие муфты. Подвижные муфты 4 Кулачковые сцепные муфты 5 Фрикционные сцепные муфты 6 Упругая втулочно-пальцевая муфта (МУВП) по ГОСТ 21424-93.  7 Упругая муфта с резиновой звездочкой по ГОСТ 14064-93 8 Упругие муфты с торообразной оболочкой 9 Муфты обгонные. Муфты свободного хода 10 Муфты центробежные колодочные 11 Муфты центробежные колодочные 12 Предохранительные фрикционные муфты по ГОСТ15622-77 13 Конусные фрикционные предохранительные муфты 14 Назначение привода. Общий КПД привода. 15 Общее передаточное число 16 Кинематический и энергетический расчеты привода

Назначение, основные конструкции и классификация муфт Муфты могут передавать вращающий момент валам и другим деталям (колёсам, шкивам и т.д.). Они соединяют соосные и несоосные валы. Муфты существуют потому, что всегда есть некоторое смещение, перекос и взаимная подвижность валов. Конструкции муфт весьма разнообразны. Группы муфт различают по их физической природе: муфты механического действия; муфты электрического (электромагнитного) действия; муфты гидравлического или пневматического действия. Классы муфт различают по режиму соединения валов: не расцепляемые (постоянные, соединительные) – соединяют валы постоянно, образуют длинные валы; управляемые – соединяют и разъединяют валы в процессе работы, например, широко известная автомобильная муфта сцепления; самодействующие – срабатывают автоматически при заданном режиме работы; прочие.

Муфты глухие Глухие муфты образуют жесткое и неподвижное соединение валов. Они не компенсируют ошибки изготовления и монтажа, требуют точной центровки валов.

Расчет шпонок и штифтов

Расчет штифтов

Жесткие компенсирующие муфты. Подвижные муфты  Жесткие компенсирующие муфты при соединении валов способны компенсировать незначительные радиальные, осевые и угловые смещения, обусловленные неточностями изготовления, монтажа, особенностями конструкции узлов и деформациями валов при работе. Компенсация отклонений от соосности валов достигается за счет подвижности жестких деталей муфты. Наиболее распространены зубчатые и цепные муфты.

Зубчатые и кулачковые сцепные муфты Сцепные муфты предназначены для соединения или разъединения валов при остановке или даже при работе машины с помощью механизмов управления. Допускают безударное включение только при равных угловых скоростях едущей и ведомой полумуфт. Сцепные муфты применяются для соединения или разъединения валов или насаженных на них деталей (зубчатых колес, шкивов пр.). Зубчатые

Фрикционные сцепные муфты Вычисляют усилие сжатия дисков при передаче крутящего момента: F сж =2·к·Тн/(0,5·(D2+D вн )·z·f) , где Т н, Н · м- крутящий момент передаваемый муфтой (номинальный); D вн, D2, м- диаметры дисков.

Упругая втулочно-пальцевая муфта (МУВП) по ГОСТ 21424-93 Широкое применение находит упругая втулочно-пальцевая муфта ("МУВП"). Здесь нет необходимости крепить резину к металлу, легко заменять упругие элементы при износе. В этих муфтах момент передаётся через пальцы и насаженные на них упругие элементы в форме колец или гофрированных втулок. Такие муфты легки в изготовлении, просты в конструкции, удобны в эксплуатации и поэтому получили широкое применение, особенно для передачи вращения от электродвигателя. Муфты нормализованы в размерах, диаметры валов (16…150) мм и моментов (32 …15000) Н ∙ м. К сожалению, радиальные и угловые смещения существенно снижают срок службы упругих элементов и повышают нагрузки на валы и опоры. Допускаемое радиальное смещение осей валов - (0,2…0,6) мм; угловое несовпадение осей до 1 градуса.

Упругие муфты различных исполнений Упругая муфта с резиновой звездочкой Муфта состоит из двух полумуфт с торцевыми выступами и резиновой звездочки, зубья которой расположены между выступами. Для выбранного размера муфты необходимо проверить на смятие резиновую звездочку: σ см = (24·Трасч.·D)/((D2-d22)·Н·z) ≤[σсм], где Т расч., Н · м – расчетный крутящий момент; D, мм – наружный диаметр звездочки (выступов муфт); [σсм]=(1,8..2,0) МПа - допускаемое напряжение смятия для материала звездочки; d2, мм – диаметр границы контакта звездочки и выступов полумуфт; z·- число зубьев звездочки Н, мм – высота выступов полумуфт.

Муфты обгонные. Муфты свободного хода

Муфты центробежные колодочные Такие муфты автоматически соединяют валы только тогда, когда угловая скорость превысит некоторую заданную величину. Центробежные муфты используют для автоматического включения и выключения исполнительных механизмов, разгона машин с большими маховыми массами, выключения при перегрузках (бензопила).

Предохранительные кулачковые муфты Предохранительная муфта должна выключаться при пиковых нагрузках и включаться при снижении нагрузки. Рабочие поверхности кулачков должны обладать достаточной твердостью, износостойкостью и способностью сопротивляться ударным нагрузкам.

Предохранительные фрикционные муфты В данных муфтах крутящий момент передается за счет сил трения между сжатыми пружиной дисками. Выбирается данная муфта по стандарту, и проверяется аналогично сцепной фрикционной муфте. Определяющий параметр для выбора фрикционной муфты: Т м=(1,5…2)·Т нагр /i2, Н ·м Т нагр , Н · м – крутящий момент, нагружающий рабочий орган; i2- передаточное отношения привода до рабочего органа;

Конусные фрикционные предохранительные муфты Конусные предохранительные муфты отличаются хорошей расцепляемостью, однако имеют значительные радиальные размеры и отличаются высокими требованиями к соосности соединяемых валов и точности изготовления рабочих поверхностей. Материал полумуфт – чугун СЧ 15-32. Допускается сочетания: чугун по стали; чугун по бронзе; сталь по металлокерамике. Конусность назначают с тем расчетом, чтобы угол α был значительно больше угла трения, практически α=(15…30)°. Конусные муфты работают как со смазкой рабочих поверхностей, так и без смазки рабочих поверхностей.

Электромагнитные муфты

Классификация ЭМ

Типа ЭМ (сцепления)

Типа ЭТМ (тормозная)

Назначение привода Передачу механической энергии от двигателя к исполнительному элементу машины осуществляют передаточные механизмы (в дальнейшем – приводы), при этом согласуются режимы работы двигателя с режимом работы исполнительного элемента. Механизм, предназначенный для передачи энергии от двигателя к исполнительному элементу машины с увеличением вращающих моментов за счет уменьшения частоты вращения, называется силовой передачей или трансмиссией. Передавая механическую энергию, приводы одновременно могут выполнять одну или несколько из следующих функций: 1. Понижение (или повышение) частоты вращения от вала двигателя к валу рабочего элемента. 2. Изменение направления потока мощности. Примером может служить зубчатая передача заднего моста автомобиля. Ось вращения вала двигателя, большинства автомобилей, составляет с осью вращения колес угол 90°. Для передачи механической энергии между валами с пересекающимися осями применяют коническую передачу. 3. Регулирование частоты вращения ведомого вала. 4. С изменением частоты вращения изменяется и вращающий момент: меньшей частоте соответствует больший момент (при трогании автомобиля с места, при съеме стружки большой толщины). Для регулирования частоты вращения ведомого вала применяют коробки передач и вариаторы. Коробки передач обеспечивают ступенчатое изменение частоты вращения ведомого вала, вариаторы – бесступенчатое). 5. Преобразование одного вида движения в другой (вращательного в поступательное, равномерного в прерывистое и т.д.). 6. Реверсирование движения (прямой и обратный ход). 7. Распределение энергии двигателя между несколькими исполнительными элементами машины

Общий КПД привода. Общее передаточное число Общий КПД привода : η общ=ηрп·ηкон·ηцил∙ηпод3·ηцп η цил - КПД зубчатой цилиндрической косозубой; ηкон - КПД зубчатой конической передачи; η под - КПД одной пары подшипников качения (в приводе три пары подшипников); η рп - КПД ременной передачи; η цп - КПД цепной передачи; Общее передаточное число: U общ =U1·U2·U3·U4 U1- передаточное число ременной передачи; U2- передаточное число конической зубчатой передачи; U3- передаточное число цилиндрической зубчатой передачи; U4- передаточное число цепной передачи; Общее передаточное число определяем как отношение асинхронной частоты вращения двигателя к частоте вращения исполнительного органа: U общ = n асин /n вых Где n асин = n синх·(1-S), S - коэффициент скольжения; n синх - синхронная частота вращения двигателя.

Кинематический и энергетический расчеты привода Кинематический и энергетический расчеты привода заключаются в определении мощностей на каждом из валов, частоты вращения каждого вала и крутящих моментов. Полученные данные являются исходными для последующего расчета элементов привода. Разбивку передаточных чисел привода по ступеням, производят учитывая рекомендации литературных источников и опыт проектирования и эксплуатации аналогичных приводов. Коэффициент полезного действия (КПД) Частота вращения каждого валов привода (привод – на предыдущем слайде): n1= n асин ; n2 = n1/ U1; n3 = n2/ U2; n4 = n3/ U3; n4 = n3/ U3; n5= n вых , в об/мин ; Мощности на валах: P1 = P дв ; P2 = P дв· η рп · η под ; P3 = P2· η кон · η под; P4=P3·ηцил·ηпод ; P5 = P4· η цп в Вт ; Крутящие моменты на каждом валу привода: Тi = 9,55 ·Рi/ni в Н· м ;

Выбор электродвигателя к приводу ленточного транспортера Мощность электродвигателя должна быть не меньше определенной по следующей формуле: Р=Т р∙ ω р /η= F∙v/η, Вт где Т р∙, Н ∙ м- расчетный вращающий момент на валу барабана; ω р , рад/с- угловая скорость барабана; F, Н- сила тяги ленты; v, м/с- скорость движения ленты; η=η м 2·ηцил 2∙ηпод4 - общий КПД привода.

Корпусные детали машин. Корпусные детали – это детали, обеспечивающие взаимное расположение деталей узла и воспринимающие основные силы, действующие в машине. Такие детали имеют сложную форму. Их получают методом сварки или литья. При изготовлении таких деталей используется сталь и чугун, но иногда и легкие сплавы. Корпусные детали включают в себя бобышки, фланцы, ребра, стенки и т.д., которые в конечной конструкции объединены в одно целое. При конструировании литых деталей корпуса нужно стенки корпуса сделать как можно ровнее и уменьшить до таких размеров, которые будут создавать хорошее заполнение формы жидким металлом. Чем больше размер корпуса, тем толще должны быть стенки. Материалом для изготовления корпуса чаще всего является чугун. Величину радиусов применяют из стандартного ряда. Формовочные уклоны задаются углом или катетом - а , в зависимости от высоты h: Толщину наружных ребер у жесткости основания принимают (0,9…1,0) толщины основной стенки толщина внутренних ребер равна , высота ребер . Поперечное сечение выполняется с уклоном. К корпусным деталям крепятся фланцы, крышки, кронштейны, для установления и крепления которых выполняют опорные платики. Если литье будет неточным, то они смещаются, поэтому размеры сторон опорных платиков делаются на величину - С больше размеров опорных поверхностей прикрепляемых деталей. Для литых деталей С =2…4 мм. При конструировании корпусных деталей обрабатываемые поверхности отделяются от необрабатываемых. Обрабатываемые - выполняются виде платиков, высота которых . Поверхность детали при сверлении располагается перпендикулярно оси сверление, чтобы сверло не ломалось. Отверстия чаще выполняются сквозные. При нарезании резьбы применяются несколько метчиков. На станках нарезают резьбу диаметром мм. Длина отверстий для подвода смазки должна быть как можно меньше, так ее увеличение требует применение дорогих сверл и большего времени. Несквозные резьбовые отверстия, нарезаемые резцом, имеют в конце канавку для выхода резца.

Расчет основных элементов корпуса

Резьбовое соединение

Распределение нагрузки по виткам резьбы

Резьбовые соединения Растяжение, растяжение с кручением, срез

Сварные соединения

Сварные соединения

Допускаемые напряжения в сварных соединениях (статическое нагрузка)

Зубчатые передачи - основные понятия

Спасибо за внимание!!