Муфты конусные (или конические)
От действия осевой силы Fa на конической поверхности соприкосновения полумуфт (рис. 5.6) появляется удельное давление pи удельные силы трения 
. Силы трения направлены по касательной к окружности конуса.
Рис. 5.6. Фрикционная конусная муфта
Класс III
Самоуправляемые муфты
К самоуправляемым относятся сцепные муфты, сцепление и расцепление в которых осуществляется автоматически, в зависимости от изменения одного из факторов:
а) вращающего момента (предохранительные муфты или муфты предельного момента);
б) направления вращения (обгонные или муфты свободного хода);
в) скорости вращения (центробежные).
Использование электромагнитных, пневматических и гидравлических устройств в муфтах позволяет производить автоматизацию по любому из параметров (пути, времени и т.п.).
Группа 3.1.
Предохранительные муфты самоуправляемые по величине момента (муфты предельного момента)
Предохранительные муфты самоуправляемые по величине момента (муфты предельного момента) подразделяют на:
а) муфты с разрушаемым элементом;
б) муфты с неразрушаемым элементом.
Во избежание случайных включений предохранительных муфт расчетный момент для них
Tp=1.25T,
где Т(Н·м) – максимальный момент, который должен передаваться предохранительной муфтой.
Вид. 3.1.1.
Предохранительныемуфты с разрушаемым элементомприменяют при редком возникновении перегрузки. Недостаток этих муфт – необходимость замены разрушаемых элементов. Из предохранительных муфт с разрушаемыми элементами чаще всего применяют муфту со срезными штифтами(рис. 6.1)
Полумуфты 2 и 6 соединены между собой стальными штифтами 4, заключенными в стальные каленые втулки 3 и 5, предохраняющие полумуфты от смятия их штифтами. При перегрузке машин (возрастании крутящего момента до недопускаемой величины) штифты срезаются и полумуфты расцепляются. Число штифтов один или два. Материал штифтов – среднеуглеродистая, реже, закаленная сталь. Недостатком этих муфт является необходимость замены разрушенного штифта после каждого срабатывания муфты.
Рис. 6.1. Муфта со срезным штифтом
Вид. 3.1.2.
К предохранительным муфтам с неразрушимым элементом относятся кулачковые (рис. 6.2), шариковые (рис. 6.3), фрикционные (рис.6.4) муфты.
Рис. 6.2. Кулачковая предохранительная муфта
Кулачковаямуфта (рис. 6.2.) состоит из неподвижной 1 и подвижной 3 полумуфт, имеющих на торцах кулачки 2 с трапециевидным профилем. От действия окружной силы в зацеплении появляется осевая сила, которая стремится раздвинуть полумуфты и вывести их из зацепления. Этому противодействуют сила упругости пружины и сила трения Fтр на кулачках и в шлицевом (шпоночном) соединении. При перегрузках включение и выключение таких муфт сопровождается большим шумом, при высоких оборотах их применять не рекомендуется.
Рис. 6.3. Шариковая предохранительная муфта
В шариковоймуфте (рис. 6.3) сцепление полумуфт происходит посредством подпружиненных шариков. Когда передаваемый момент превышает предельный, шарик выкатывается из лунки, пружина сжимается, полумуфты разъединяются, момент не передается.
Во фрикционной(рис.6.4)муфте диски прижимаются тоже за счет пружин, при перегрузках происходит проскальзывание, так как передаваемые моменты превышают моменты сил трения.
Рис. 6.4. Фрикционная предохранительная муфта
Группа 3.2.
Центробежные муфты (рис. 6.5, 6.6, 6.7) по способу сцепления полумуфт представляют собой фрикционные муфты, в которых в отличие от фрикционных управляемых муфт сцепления, полумуфты сцепляются или расцепляются автоматически при помощи специальных грузов, находящихся под действием центробежных сил и пружин.
Рис. 6.5. Центробежная самоуправляемая муфта
Рис. 6.6. Муфта с поворотными колодками, шарнирно
соединенными с полумуфтой и со свободными колодками, поставленными в крестовину.
Рис. 6.7. Муфта центробежная с 4 колодками
При достижении ведущим валом определенной угловой скорости центробежные силы, действующие на грузы, связанные с одной из полумуфт, преодолевают силы пружин и прижимают (или отжимают) эти грузы к другой полумуфте, в результате чего полумуфты и соединяемые ими валы сцепляются (или расцепляются).
Группа 3.3.
Обгонные муфты или муфты свободного ходахарактеризуются тем, что они автоматически сцепляют или расцепляют валы в зависимости от соотношения угловых скоростей валов. Если скорость ведущего вала становится больше скорости ведомого вала, то муфта сцепляет валы. А если скорость ведущего вала становится меньше скорости ведомого вала, то муфта расцепляет валы, не препятствуя ведомому валу свободно обгонять ведущий вал, откуда и происходит наименование муфт.
Муфты свободного хода широко применяются в велосипедах, мотоциклах, коробках передач автомобилей, металлорежущих станках, вертолетах и в других машинах.
Обгонные муфты по способу сцепления их полумуфт разделяются на храповые и фрикционные.
Вхраповоймуфте (рис. 6.8) полумуфта 1 имеет венец с несимметричными внутренними зубьями, а на полумуфте 2 шарнирно закреплены храповики 3, которые пружинами прижимаются к зубчатому венцу. Храповики обеспечивают передачу вращающего момента в одном направлении, если угловая скорость ведущей полумуфты 1 превышает угловую скорость ведомой полумуфты 2. Иначе храповики отжимаются скошенной поверхностью зубьев, и момент не передается.
Рис. 6.8. Обгонная зубчато-храповая муфта
Применяются зубчато-храповые муфты для тихоходных валов, так как имеют ряд существенных недостатков: сильный шум при холостом ходе, резкое включение, сопровождающееся ударом.
Преимущественное применение имеют фрикционные обгонные муфты с роликами (рис. 6.9 а и б), т.к. у них почти полностью отсутствует мертвый ход и работают они бесшумно.
Эти муфты имеют относительно малые габаритные размеры, они технологичны, просты в эксплуатации, не имеют мертвого хода и работают практически без шума. Односторонняя передача вращающего момента осуществляется при заклинивании роликов 3 между обоймой 1 и звездочкой 2 (рис. 6.9а, б).
Рис. 6.9(а). Роликовая фрикционная обгонная муфта
Рис. 6.9.(б). Роликовая фрикционная обгонная муфта
Ролики разделяют сепаратором 5. Контакт роликов с обоймой и звездочкой обеспечивается кольцевой пружиной 4. В такой муфте вращающий момент передается при ведущей обойме против часовой стрелки, а при ведущей звездочке, если она вращается по часовой стрелке.
При обратном вращении ролики западают в расширенную часть пазов звездочки (рис. 6.10) и свободно проворачиваются, вращающий момент не передается.
Рис. 6.10. Картина заклинивания роликов
Характеристикой, определяющей работоспособность и надежность муфты, является угол заклинивания роликов α – угол между касательными, проведенными через точки касания ролика с обоймой и звездочкой.
Обоймы и звездочки изготавливают из цементируемой стали 12Х2Н4А (твердость не менее 60 HRC), ролики из стали ШХ15 (61…65 HRC).
Рис. 6.11. Упругая фрикционная обгонная муфта
На рис 6.11 показана своеобразная конструкция упругой обгонной муфты.
При вращении полумуфты Б по часовой стрелке резиновые шары заклиниваются между обоймой А и полумуфтой Б, тем самым включая муфту. Обе полумуфты имеют желоба; причем желоб на полумуфте А – один и имеет кольцевую форму, в полумуфте Б число желобов соответствует числу шаров В.
Учебное издание