Реверсивные механизмы

Муфты

Муфты предназначены для постоянного или периодического соединения двух стыкующихся валов (или вала с другими звеньями привода - зубчатым колесом, шкивом) и передачи вращения между ними.

В зависимости от назначения муфты бывают: постоянные, сцепные, самоуправляемые.

Постоянные муфты соединяют валы, которые не надо разъединять.

Жёсткие муфты соединяют соосные валы. Муфта (рис. 3.17) в виде втулки 3 соединяет валы 1 и 4 посредством штифтов 2. Такая муфта применяется в тихоходных и неответственных конструкциях машин при диаметре валов до 70 мм.

Из жёстких муфт наибольшее распространение получили фланцевые муфты (рис. 3.18), состоящие из двух фланцев, установленных на валах и стянутых болтами.

Упругие муфты позволяют соединять валы с небольшим отклонением от соосности и сглаживают динамические нагрузки в приводе за счет упругих деформаций промежуточных деталей, изготовленных из эластичных материалов.

Втулочно-пальцевая упругая муфта (рис. 3.19), состоящая из полумуфт / и 4, с помощью резиновых колец 3, установленных на пальцах 2, амортизирует вибрации, передаваемые с одного вала на другой.

Сцепные муфты необходимы для периодического соединения звеньев привода (например, зубчатого колеса и вала в коробке передач). Кулачковые и зубчатые сцепные муфты состоят из двух полумуфт, имеющих на торцовых поверхностях выступы-кулачки (рис. 3.20, а) или внешние и внутренние зубья (см. рис. 3.20, б).

В рабочем положении кулачки (зубья) одной полумуфты входят во впадины другой. Для включения и выключения муфты одна из ее полумуфт устанавливается на валу подвижно на шпоночном или шлицевом соединении. Перемещение полумуфты осуществляется с помощью механизма управления.

Кулачковая муфта проста по конструкции, надёжна, имеет небольшой осевой ход для включения, но не может включаться при больших скоростях вращения валов. Зубчатая муфта более работоспособна и технологична, чем кулачковая.

В дисковой фрикционной муфте (муфте трения) вращение передают диски двух типов. Диски 2 с внутренними выступами (рис. 3.21 а) ) соединены со втулкой 1, закрепленной на валу I, а диски 3 с наружными выступами (см. рис. 3.21 б)) - с корпусом 4, закрепленным на валу II.

Величина передаваемой нагрузки с вала I на вал II определяется силой Р сжатия дисков. Диски сжимаются механическими, гидравлическими, пневматическими или электромагнитными устройствами.

Фрикционные муфты позволяют включать механизмы станка на ходу. Дисковые электромагнитные муфты очень удобны для дистанционного управления.

Самоуправляемые муфты предназначены для автоматического сцепления и расцепления валов при изменении заданного режима работы.

Предохранительные муфты служат для предохранения ответственных и дорогостоящих деталей механизмов от поломок при перегрузках, а также для автоматизации управления движениями (например, для остановки стола станка жёстким упором).

Простейшими являются предохранительные муфты со срезающимися штифтами, передающими крутящий момент, если он не превысил расчётное значение. Муфты с подпружиненными шариками (рис. 3.22), которые отжимаются при перегрузке, проскальзывают и разъединяют детали муфты. Подпружиненные шарики способны сами восстанавливать сцепление после снижения нагрузки. Такими же свойствами обладают пружинно-кулачковые муфты, имеющие сильно скошенные кулачки.

Муфты обгона применяют в тех случаях, когда ведомому валу, имеющему медленное вращение, требуется периодически сообщать быстрое вращение. Наибольшее применение нашла роликовая муфта обгона (рис. 3.23). Она состоит из закрепляемого на ведущем валу (п₁) корпуса 4, наружного кольца или втулки 1, связанной (или составляющей одно целое) с ведомым зубчатым колесом или шкивом (п₂), и нескольких роликов 2, помещённых в вырезах корпуса 4. Каждый ролик поджимается подпружиненными штифтами 3 к кольцу 1. Если ведущей частью является корпус 4, то при вращении его по часовой стрелке (п₁), ролики увлекаются трением в узкую часть вырезов и заклиниваются там. В этом случае корпус 4 и кольцо 1 будут вращаться вместе. Муфта обгона всегда передает вращение в одном направлении.

Если при продолжающемся движении корпуса 4 кольцу 1 сообщитьдвижение по другой кинематической цепи, направленное в ту же сторону, но имеющее скорость (п₂), большую по величине, чем скорость корпуса 4, то кольцо 1 сместит ролики к широкой части вырезов корпуса 4 и муфта окажется расцепленной. При этом детали 1 и 4 будут вращаться каждая со своей скоростью. Ведущим может быть и кольцо 1. В этом случае направление вращения деталей I и 4 изменится на противоположное.

Реверсировать рабочее движение (изменять его направление) при неизменном направлении работы двигателя можно введением дополнительной зубчатой передачи (паразитного колеса) или переключением устройства с коническими колёсами.

В цилиндрических зубчатых передачах паразитное колесо вводят, включая дополнительную (с паразитным колесом) ветвь цени с помощью скользящего колеса r₂ (рис. 3.24, а) или муфты М (см. рис. 3.24, б). Реверсивные механизмы с коническими колёсами (см. рис. 3.24, в) переключаются обычно двухсторонней муфтой М.