Управляемые муфты. 
Прикладная механика

Управляемые муфты разделяют на кулачковые и зубчатые для соединения и рассоединения валов при почти равных угловых скоростях; фрикционные — для плавного соединения ведущего и ведомого валов при любой разности их угловых скоростей.

По принципу работы управляемые муфты являются сцепными. Они служат для принудительного соединения и рассоединения валов механизма на ходу или во время останова. Простейшие сцепные муфты являются модификацией зубчатых и кулачковых муфт (рис. 4.110, а), в которых одна из полумуфт 1 (обычно ведомая) может передвигаться вдоль вала. На торцах полумуфт имеются треугольные, прямоугольные или трапецеидальные выступы-кулачки 2. В рабочем положении выступы одной муфты входят во впадины другой. Включают эти муфты в неподвижном состоя ши или на ходу при v < 1 м/с. Для облегчения включения кулачки имеют дополнительные скосы, а часть кулачков — пониженную высоту. Кулачковые муфты требуют точного центриро;

Рис. 4.110.

вания валов, которое достигается центрирующим кольцом 3. Форма и число кулачков зависят от условий работы муфт. Кулачки прямоугольного профиля применяют в тяжелых нереверсивных механизмах и при ручном включении муфты; кулачки трапециевидного профиля — при больших моментах и скоростях включения. Число кулачков 3−15 определяется передаваемым моментом и временем включения муфты. Большее число кулачков принимают при малом потребном времени включения. Несимметричный профиль кулачков облегчает включение муфты в нереверсивном механизме. Кулачки рассчитывают по напряжениям смятия на контактных поверхностях и изгибающим напряжениям у основания кулачков. Предполагая равномерное распределение нагрузки по кулачкам, получим.

где - средний диаметр муфты (по кулачкам); А — площадь проекции опорной поверхности кулачка на диаметральную плоскость; h — высота кулачка; z — число кулачков; Wи — момент сопротивления основания кулачка изгибу.

Для стальных цементированных кулачков МПа — для муфт, не включаемых на ходу, и МПа — для муфт, включаемых на ходу.

Плавное сцепление и расцепление валов осуществляют фрикционными муфтами. По форме рабочих поверхностей различают дисковые и конусные фрикционные муфты. Дисковые муфты могут быть однои многодисковыми. В однодисковой муфте имеется две поверхности трения, когда диск сжимается между фланцами ведущей и ведомой полумуфт. Примером однодисковой фрикционной муфты является механизм сцепления автомобиля. Чаще используют многодисковые муфты с несколькими поверхностями трения, которые имеют меньшие габаритные размеры и бо? льшую несущую способность, более плавное включение. Выбирают число дисков 8−12. При большем числе дисков муфта плохо расцепляется. Конструктивная схема многодисковой муфты приведена на рис. 4.110, б. Муфта состоит из двух неподвижных полумуфт 5, 6, нескольких наружных 7 и внутренних 8 дисков. Наружные диски соединяются с полумуфтой 6, а внутренние — с полумуфтой 5. При включении муфты диски поджимаются, между ними возникает сила трения и происходит сцепление полумуфт. Поджатие дисков силой F осуществляется рычагом 4.

Расчет муфт проводят по величине момента трения и величине допускаемого давления . Момент трения должен превышать расчетный момент в раз ( коэффициент запаса сцепления): .

Для многодисковых муфт.

где  — число поверхностей трения;  — коэффициент трения.

Сила, необходимая для сжатия дисков, определяется по формуле.

Величины/и зависят от материала дисков (табл. 4.33).

Верхние значения относят к малому числу поверхностей трения. Значения р должны быть уменьшены при м/с на 15%, при м/с — на 30%, при м/с — на 35%. В сухих муфтах в основном применяют закаленную сталь по металлокерамике или по фрикционным материалам па основе асбеста. Для увеличения трения наружные диски имеют фрикционные накладки. В зависимости от материала фрикционные муфты работают со смазочным материалом или без него. Присутствие смазочного материала уменьшает износ и улучшает расцепляемость.

Таблица 4.33