Муфты свободного хода

Эти муфты служат для передачи вращающего момента только в одном направлении, когда угловые скорости ведущей и ведомой полумуфт равны. Если угловая скорость ведомой полумуфты превысит угловую скорость ведущей полумуфты, муфта автоматически разъединит соединенные агрегаты.

По принципу действия эти муфты делят на фрикционные и храповые. Наибольшее распространение получили первые благодаря бесшумности, малому “мертвому ходу”, способности работать при высоких окружных скоростях. Поэтому рассмотрим принцип действия и конструкции только фрикционных муфт.

Рис. 19.24

Рис. 19.25

Роликовая муфта свободного хода представлена на рис.19.24. Муфта состоит из обоймы 1 и звездочки 2, являющиеся полумуфтами, роликов 3, расположенных равномерно по окружности, и прижимных устройств, состоящих из поршня и пружины 7. Ролики удерживают боковые крышки 4, которые фиксируют пружинные кольца. Обойму от поворота удерживает шпонка 5. Ведущим звеном муфты может быть как звездочка, так и обойма. На рис.19.25 представлены основные размеры и характер взаимодействия обоймы, ролика и звездочки после соединения полумуфт и план сил, действующих на ролик со стороны звездочки и обоймы для случая, когда ведущей является звездочка (w₂>w₁) (рис.19.24). Когда обойма начнет обгонять звездочку (w₁>w₂), ролик силами трения о звездочку и обойму смещается в более широкую часть клинового зазора (на рис.19.25а положение ролика показано штриховой линией) и полумуфты размыкаются.

Основным параметром муфты является угол заклинивания a, обычно a = 6 –10° .Для нормальной работы муфты угол заклинивания a должен быть постоянным как в начале заклинивания ролика (первое касание роликом полумуфт), так и после полного включения муфты. Однако в рассмотренной муфте угол a переменный, что является большим недостатком муфты. Эта муфта сложна в изготовлении звездочки, так как малейшие ошибки в изготовлении опорной поверхности для ролика влияют на рассеивание угла заклинивания и на надежность работы муфты. Недостатком муфты является также ее малая несущая способность из-за ограничения числа роликов по конструктивным соображениям.

Основные размеры муфты находят из приближенных соотношений D » 7,7 (Т_р / z)^1/3, где Т_р – расчетный вращающий момент, Нм; z – число роликов; D, мм – на рис.19.24,19.25. Диаметр ролика d » D / 8. Более подробная информация приведена в [32].

Рис. 19.26

Муфта с эксцентриковыми роликами представлена на рис.19.26. Между концентричными цилиндрическими поверхностями полумуфт расположены эксцентриковые ролики. Преимущества такой конструкции по сравнению уже рассмотренной муфтой; простота выполнения рабочих поверхностей полумуфт, повышение несущей способности из-за существенного увеличения числа роликов, больший радиус кривизны рабочих поверхностей роликов уменьшает герцевские контактные напряжения.

При условии w ₁ > w₂ ролики заклиниваются между полумуфтами, и муфта передает вращающий момент. При w₂ > w₁ муфта размыкается.

На рис.19.26б представлен план сил, действующих на ролик во включенной муфте.