Бесшумную работу обеспечивают фрикционные роликовые или шариковые муфты. Схема одной из таких муфт, встроенных в соединение шестерни с валом, изображена на рис. 17.36. Если шестерня 1 вращается по часовой стрелке, то ролик 5 закатывается в узкую часть паза и здесь заклинивается. Образуется жесткое соединение шестерни с валом через ролик. При вращении шестерни в противоположном направлении ролик выходит в широкую часть паза и шестерня оказывается
 

разъединенной с валом. В этом направлении она может вращаться свободно. Толкатель 4, имеющий слабую пружину 3, выполняет вспомогательную роль. Он удерживает ролик в постоянном соприкасании с обоймой.
При передаче крутящего момента Τ на ролик действуют нормальные силы Fn и силы трения F (по условию симметрии, F\ =F2=F и Fnl=Fn2=Fn). Силы F„ стремятся вытолкнуть ролик из паза в направлении Оиссектрисы угла а. Этому препятствуют силы трения F—Fnf. Для того чтобы ролик не выскакивал из паза, должно быть

 

 

 

По уравнениям (17.51) и (17.52) рассчитывают диаметр ролика d.

 

 

По условиям равновесия обоймы 2,

 

 

где г — число роликов; коэффициент трения выражен через tg(a/2).
Прочность ролика и рабочих поверхностей деталей 1 и 2 рас¬считывают по контактным напряжениям (при μ = 0,3):
°н = 0,418 yj FnEnp/(lpnp) ^ [σΗ ],
где /—длина ролика.
Для деталей, изготовленных из материалов с одинаковым модулем упругости, Епр = Е. В случае плоской поверхности детали 1 pnp = d/2.
При этом, учитывая равенство (17.53) и принимая по малости угла tg (a/2)«а/2, получаем

 

 

В муфтах обычно применяют стандартные ролики шари¬коподшипников (45...50 HRC), а рабочие поверхности деталей цементируют (60 HRC, стали типа ШХ15, ШХ12). При этом допускают [a,J = 1200... 1500 МПа.
Формула (17.54) позволяет отметить, что уменьшение угла a приводит к увеличению напряжений σΗ. Это следует учитывать при выполнении условия (17.51).
На практике установлено, что определение угла α при р, вычисленном по обычным значениям коэффициента трения, приводит к завышенным результатам. Это можно объяснить тем, что в условиях эксплуатации муфты всегда возможны удары и вибрации, понижающие фактический коэффициент трения. Для указанных материалов практически принимают <х«7...8°.