Постоянные соединительные муфты

Постоянные соединительные муфты: а — жёсткая некомпенсирующая втулочная; б — жёсткая компенсирующая зубчатая; в — сочетание двух одинарных шарнирных асинхронных муфт с промежуточным валом; г — плавающая кулачково-дисковая; д — втулочно-пальцевая; е — с торообразной оболочкой; 1 — соединяемые валы; 2 — втулка муфты; 3 — втулки с наружными зубьями; 4 — обойма с внутренними зубьями; 5 — полумуфты; 6 — промежуточный вал; 7 — промежуточный диск; 8 — торообразная эластичная оболочка; D — поперечные смещения валов; d — угловое смещение; d1 и d2 — углы перекоса шарнирных муфт.

Постоянные соединительные муфты выполняются с геометрическим замыканием и делятся на несколько типов:

Жёсткие некомпенсирующие

Глухие

Муфты соединяют валы без возможности относительного их перемещения. Жёсткие компенсирующие муфты допускают небольшие отклонения от соосного расположения валов. Среди них наиболее распространены зубчатые муфты. Жёсткие подвижные муфты допускают значительные отклонения от соосности. Например, широко распространены асинхронные шарнирные муфты, которые допускают перекос осей до 45°, но не допускают поперечных и продольных смещений осей; сдвоенные шарнирные муфты, т. е. сочетание двух одинарных и т. д. Постоянное передаточное отношение при любых углах между осями соединяемых валов обеспечивается синхронными шарнирными муфтами, которые передают движение посредством шариков. Такие муфты применяют, например, в приводе передних ведущих колёс автомобиля. К синхронным муфтам относятся также плавающие, или крестовые муфты, называемые также кулачково-дисковыми муфтами, конструкции которых допускают значительные поперечные смещения осей валов и компенсацию небольших перекосов и осевых смещений. Как компенсирующие используются также упругие и упруго-демпфирующие муфты. К этой группе относятся втулочно-пальцевые муфты, широко применяемые для соединения вала электродвигателя с валом приводимой машины, а также муфты более совершенной конструкции — муфты с торообразной оболочкой и др.

Подбор и расчет муфт

Основной характеристикой муфт является передаваемый вращающий момент Т. Муфты подбирают по ГОСТу или ведомственным нормалям по большему диаметру концов соединяемых валов и, расчетному моменту

Tрасч=KT

где К — коэффициент режима работы муфты.

Для приводов от электродвигателя принимают:

при спокойной нагрузке К== 1, 15...1, 4,

при переменной нагрузке К ==1, 5...2,

при ударной нагрузке К=2, 5...3.

Муфты каждого размера выполняют для некоторого диапазона диаметров валов, которые могут быть различными при одном и том же вращающем моменте вследствие разных материалов и различных изгибающих моментов. Наиболее слабые звенья выбранной муфты проверяют расчетом на прочность по расчетному моменту Трасч.

80 Расчёт упругих муфт.

Рассмотренные выше характерные случаи работы упругих муфт позволяют сделать вывод о том, что выбор жесткости этих муфт следует производить в соответствии с характером ожидаемой динамической нагрузки машины. При этом в большинстве случаев практики можно значительно уменьшить перегрузку механизмов.

Конструкция и расчет упругих муфт

В машиностроении применяют большое количество разнообразных по конструкции упругих муфт. По материалу упругих элементов эти муфты делят на две группы: с металлическими и неметаллическими упругими элементами. В методике расчета муфт каждой из этих групп много общего, что позволяет ограничиться подробным изучением только некоторых типичных конструкций. Металлические упругие элементы муфт. Основные типы металлических упругих элементов муфт изображены на рис. 1.17: а — витые цилиндрические пружины;

6—стержни, пластины или пакеты пластин, расположенные по образующей или по радиусу муфты; в — пакеты разрезных гильзовых пружин; г — змеевидные пластинчатые пружины. Эти элементы работают на кручение (рис. 17.17, а) или на изгиб (рис. 17.17, 6, в, г).

По сравнению с неметаллическими металлические упругие элементы более долговечны и позволяют изготовлять малогабаритные муфты с большой нагрузочной способностью. Поэтому их применяют преимущественно для передачи больших крутящих моментов. Пакетные упругие элементы вследствие трения между пластинами обладают высокой демпфирующей способностью.

Муфты с металлическими упругими элементами могут быть выполнены с постоянной или переменной жесткостью в зависимости от условий деформирования элемента.

Муфта с цилиндрическими пружинами (рис. 17.18). Она состоит из обода 1 с ребром 2 и ступицы 4 с дисками 3. Ребро обода размещается между дисками так, что возможен относительный поворот этих деталей. Ребро и диски имеют одинаковые фасонные вырезы, в которые закладывают пружины 5 с ограничителями 6. С торцов муфту закрывают дисками 7, которые прикрепляют к ступице или ободу для предохранения пружины и ограничителей от выпадения и загрязнения.

В разгруженной муфте (рис. 17.18, а) каждый из ограничителей соприкасается своей цилиндрической поверхностью и с дисками, и ребром, а пружины предварительно сжаты. Под нагрузкой (рис. 17.18, 5) ребро перемещается между дисками, а пружины дополнительно сжимаются. При этом один из ограничителей соприкасается только с ребром, а другой — только с дисками.

81.Жёсткие муфты. Расчёт зубчатой муфты

Муфты компенсирующие жесткие. Виды несоосности валов. Вследствие погрешностей изготовления и монтажа всегда имеется некоторая неточность взаимного расположения геометрических осей соединяемых валов. Различают три вида отклонений от номинального расположения валов (рис. 17.5): продольное смещение Аа (может быть вызвано также температурным удлинением валов); радиальное смещение Δ Γ, или эксцентриситет; угловое смещение Δ α, или перекос. На практике чаще всего встречается комбинация указанных отклонений, которую в дальнейшем будем называть общим термином «несоосность валов».

При соединении глухими муфтами несоосные валы в месте установки муфты приводят к одной общей оси путем деформирования валов и опор. Опоры и валы дополнительно нагружаются. Поэтому при соединении глухими муфтами требуется высокая точность расположения валов. Для понижения этих требований и уменьшения вредных нагрузок на валы и опоры применяют компенсирующие муфты. Компенсация вредного влияния несоосности валов достигается: вследствие подвижности практически жестких деталей — компенсирующие жесткие муфты; за счет деформации упругих деталей—упругие муфты. Так как упругие муфты выполняют еще и другие функции, то их выделяют в особую группу.

Наибольшее распространение из групп компенсирующих жестких муфт получили кулачково-дисковая и зубчатая. Муфта кулачково-дисковая. Кулачково-дисковая муфта (рис. 17.6) состоит из двух полумуфт 1 и 2 промежуточного диска 3. На внутреннем торце каждой полумуфты образовано по одному диаметрально расположенному пазу. На обоих торцах диска выполнено по одному выступу, которые расположены по взаимно перпендикулярным диаметрам. У собранной муфты выступы диска располагаются в пазах полумуфт. Таким образом диск соединяет полумуфты. Перпендикулярное расположение пазов позволяет муфте компенсировать эксцентриситет и перекос валов. При этом выступы скользят в пазах, а центр диска описывает окружность радиусом, равным эксцентриситету Δ Γ. Зазоры δ между диском и полумуфтами позволяют компенсировать также и продольные смещения валов. Вследствие того что перекос валов вызывает неблагоприятное распределение давления в пазах, кулачково- дисковую муфту рекомендуют применять в основном для компенсации эксцентриситета: Аг до 0, 04d\ Δ α до 0°30'.