-постоянные муфты, не допускающие разъединения валов в процессе работы машины;

-сцепные (управляемые) муфты, позволяющие соединять и разъединять валы;

-самоуправляемые (автоматические) муфты, автоматически разъединяющие валы при изменении заданного режима работы;

-предохранительные муфты, разъединяющие валы при нарушении нормальных эксплуатационных условий работы.

     2. По характеру соединения валов  муфты делят на:

а) жесткие (глухие) — практически не допускающие  компенсации радиальных, осевых и угловых смещений валов;

б) компенсирующие—допускающие некоторую компенсацию радиальных, осевых и угловых смещений валов благодаря наличию упругих элементов (резиновых втулок, пружин и др.), те в свою очередь: радиальные,

угловые. Состоят их двух полумуфт, выполненных в в идее посаженных на вал фланцы , т.е диски со ступицей.

в) фрикционные  — допускающие кратковременное  проскальзывание при перегрузках;

г) электромагнитные и гидравлические.

д) кулачковые позволяют объединять и разъединять передающий момент на валы. Содержат неподвижную, и подвижную полумуфты. Разъединении и соединение выполняется только после остановки машин.

е) обгонные муфты. Передают вращение только в одном направлении, состоят из: наружной обоймы, внутренней звездочки, роликов, пружины.

ж) предохранительные  муфты предотвращают поломку  валов, которая эти муфты соединяет. Срабатывает и прекращает передавать крутящий момент – разъединяет валы с выше допустимой величины.²

 Рис.3. Муфты приводов. 

      Основные  типы муфт регламентированы стандартом для некоторого диапазона диаметров валов и рассчитаны на передачу определенного момента. В настоящее время развитие узловых конструкций машин способствует широкому распространению муфт в машиностроении. 
 
 
 
 

   Валы  и оси

   Различают прямые, коленчатые и гибкие валы. (Рис.4)  

     

      Колёса  передач установлены  на специальных  продолговатых деталях круглого сечения. Среди таких деталей различают оси и валы.

      Ось – деталь, служащая для удержания  колёс и центрирования их вращения. Деталь только поддерживает элементы, которые на наих расположены.

      Вал – ось, передающая крутящий момент.

      Формы валов и осей весьма многообразны от простейших цилиндров до сложных коленчатых конструкций. Конструктивно выполнены в виде цилиндрических тел, состоящих из участков, различного диаметра.

      Форма вала определяется распределением изгибающих и крутящих моментов по его длине. Правильно спроектированный вал  представляет собой балку равного сопротивления.

      Валы  и оси вращаются, а следовательно, испытывают знакопеременные нагрузки, напряжения и деформации. Поэтому поломки валов и осей имеют усталостный характер.

     На  валах зубчатые колеса (шкивы, муфты) располагаются по средствам шпонок, для этого в зубчатом колесе и вале делается шпоночный паз. Шпонка рассчитывается на максимально крутящий момент. На валах имеются галтели – радиусное искругление в месте перехода вала с одного диаметра на другое. Если часть валов оперяющуюся на подшипник, воспринимают нагрузку вдоль осей и валов, то такую часть буду назвать пятой. ³

     Если  цапфа воспринимает нагрузкой по радиусу, то это шип.

Гибки валы выполняют для увеличения возможности  обработки большей поверхности, представляет собой- стальной гибкий сердечник небольшого диаметра и многослойную навивку из стального провала

      Для работоспособности вала или оси  необходимо обеспечить:

объёмную  прочность; поверхностную прочность; жёсткость на изгиб; крутильную жёсткость. 
 

     Зубчатые  и цепные передачи

     Механические  передачи, зубчатые, червячные и  цепные, предназначены для согласования параметров передаваемой мощности от двигателей к исполнительным механизмам.

     Благодаря своей надежности, долговечности и простоте обслуживания, наибольшее применение нашли зубчатые передачи. Червячные передачи используются реже, из-за низких значений к.п.д. Достоинством червячных передач является возможность получения больших значений передаточных чисел в одной ступени 

 

Рис.5. Цепная передача: а — расположение цепи и звездочек, б — втулочно-роликовая цепь, в — зубчатая цепь; 1 — цепь, 2, 3 — ведущая и ведомая звездочки

     Основные параметры, тип передачи, конструкция, компоновочное решение зубчатых и червячных передач зависит от его места в силовой цепи привода, величин передаваемого момента и частоты вращения, назначения привода, условий эксплуатации, характера работы, как приводного двигателя, так и ведомого механизма.

     Точный учет всех этих факторов возможен при проектировании специальных передач (специальные редукторы и мотор-редукторы), и выполняется для специальных приводов, когда требования соответствия заданным параметрам (габаритные размеры, возможность встраивания в исполнительный механизм и т.п.) намного весомее, чем требования к технологичности и себестоимости.  
 

Рис.6 Виды зубчатых передач:

а — цилиндрическая прямозубая с внешним зацеплением, б — цилиндрическая косозубая, в — цилиндрическая шевронная, г — цилиндрическая прямозубая с внутренним зацеплением, д — коническая прямозубая, е — коническая с круговым зубом, ж — системы Новикова, з — винтовая, и — гипоидная, к — червячная, л — глобоидная 
 

        

Рис. 7 Червячная передача. Схемы расположения червяка относительно колеса 

      На стандартизированных производствах, в подавляющем большинстве случаев, используются стандартные зубчатые и червячные передачи, выполненные в виде самостоятельного устройства, помещенные в герметичный корпус (редукторы общемашиностроительные), сопряженные

с асинхронным электродвигателем (мотор-редукторы общемашино

строительные).

      Число разновидностей редукторов, из-за большого разнообразия их применений в различных приводах и разных отраслях машиностроения достаточно велико.

      Основные признаки, по которым классифицируются редукторы и мотор-редукторы следующие:

- тип передачи (зубчатая, червячная);

- тип зубчатого колеса (цилиндрическое, коническое);

- относительное расположение геометрических осей входного и выходного валов в пространстве (соосные ), с параллельными валами , с пересекающимися валами (цилиндро-конические), с скрещивающимися валами (цилиндро-червячные ).

Отличия по основным признакам лежат в основе проектирования стандартизированных рядов редукторов и мотор-редукторов – серий.

В пределах серии редукторы классифицируются по дополнительным признакам – модификации редукторов:

- передаточное число;

- число ступеней;

- положение геометрической оси выходной ступени в пространстве (горизонтальное, вертикальное);

- способ соединения с приводным двигателем;

- способ соединения с рабочим механизмом;

- способ установки;

- способ охлаждения;

- нагрузочная способность валов.

 

2. Кинематические расчеты:

     2.1. Расчет величины передаточного отношения i:

где: n₁ – частота вращения на входе;

       n₂ – частота вращения на выходе.

       i> 1; i=4 – передача понижающая - редуктор одноступенчатый. 

     2.2. Определение значения угловой скорости ω₁ и ω₂:

 

     2.3. Выбор электродвигателя:

     По  условию мощность на выходном валу редуктора Р₂=1кВт,

мощность на валу электродвигателя Р₁ определяется по формуле:

 

где:   - общий КПД привода;

      - КПД пары подшипников;

      - КПД. муфты;

      - КПД. зубчатого зацепления;

     По  расчетной мощности Р₁ определяется электродвигатель  ближайших по мощности Р_дв. в большую сторону, и имеющий синхронную частоту вращения n₁=960 мин^-1 , выписываются его характеристики (Таблица 1.1) 

     Таблица 1.1.

 

Электродвигатель 4А80В6 с синхронной частотой вращения n_с=1000 мин^-1, мощностью 1,1 кВт, коэффициентом скольжения s = 4,0 %.

Диаметр выходного вала электродвигателя:

  d₁=22мм

Длина выходного вала электродвигателя:

l₁=50 мм

     2.4. Расчет величины  крутящего момента:

     2.4.1. Определяются мощности на валах. За исходное значение берется мощность на валу электродвигателя Р_дв.:

,

где  Р₁ - мощность на валу электродвигателя

     Р₂ - мощность на выходном валу редуктора.

       Мощность на выходе больше чем дано по заданию

     2.4.2.Определяются крутящие моменты на валах.

      Крутящий  момент быстроходной ступени

       ,

      Крутящий  момент тихоходной ступени

      

где  P_дв – потребляемая мощность двигателя, кВт;

      - КПД. зубчатого зацепления;

     Угловая скорость от ведущего к ведомому валу уменьшается с  до . За счет этого крутящий момент растет с до . В этом и есть назначение силовой передачи.

3. Выбор материала зубчатых передач

      В качестве материала зубчатых колес  используются углеродистые и легированные стали, подвергнутые термообработке до твердости НВ<350. Для обеспечения прирабатываемости зубчатых пар необходимо, чтобы шестерня была тверже колеса: НВ₁ = НВ₂+(15…30).

Для материала  шестерни – сталь 40Х термообработка улучшение

НВ = 269…302 НВ; МПа; МПа.

Для материала  колеса – сталь 40Х термообработка улучшение

НВ = 235…262 HВ МПа; МПа.

Для шестерни: НВ_1ср =