10. Муфты приводов
10.1. Характеристика и классификация муфт
Муфты осуществляют передачу вращающего момента от одного вала к другому соосному валу без изменения частоты и направления вращения.
Механические муфты классифицируются по схеме:
10.2. Глухие муфты
Глухие муфты применяют, в основном, для соединения валов, которые можно выставлять с наименьшей погрешностью монтажа. Они просты по конструкции, но обладают рядом недостатков: детали муфты, соединяемые валы и их опоры подвергаются воздействию дополнительных изгибающих моментов и поперечных сил, обусловленных погрешностями монтажа (несоосностью валов), что ограничивает их применение.
Для относительно небольших диаметров (до 70 мм) применяют втулочные муфты (стандартизированы по ГОСТ 24246-80).
1
2
d1
dш
Dб
dв
Глухие муфты (втулочные - а, б и фланцевая - г).
Шпонки втулочных муфт проверяют на смятие по зависимости (7.7), а штифты – на срез
,
(10.2)
где Ft
– окружная сила,
;
А –
площадь среза штифта,
.
Наибольшее распространение получила фланцевая муфта (рис. 10.1, в), которая состоит из двух полумуфт 1, соединенных болтами 2.
Фланцевые муфты стандартизированы (ГОСТ 20761-80). Они просты по конструкции и надежны в работе. Их применяют для соединения валов с диаметрами 12…200 мм.
10.3. Компенсирующие муфты
Компенсирующие муфты предназначены для соединения валов с незначительными взаимными смещениями осей, связанными с неточностями изготовления, монтажа и упругими деформациями.
Смещения валов могут быть осевыми , радиальными r, угловыми и комбинированными , r, (рис.10,2).
Схемы смещения валов: а) осевое, б) радиальное, в) угловое, г) комбинированное Жесткие компенсирующие муфты
Рассмотрим в качестве примера зубчатую муфту.
Муфта состоит из двух зубчатых обойм 1 и двух зубчатых втулок 2 с фланцами. Зубчатые обоймы соединяются с валами шпонками, а фланцы втулок – болтовыми соединениями.
Она допускает угловое смещение 1,50, радиальное r = 0,2…0,6 мм и осевое – = 1…8 мм.
Компенсация радиального зазора осуществляется за счет зазора между зубьями обоймы и втулки, а угловое смещение – за счет выполнения ширины зуба по радиусу.
Передача вращающего момента в этих муфтах осуществляется большим числом одновременно работающих зубьев, что обеспечивает высокую нагрузочную способность и малые габариты муфты.
Компенсирующая зубчатая муфта
Зубчатые муфты стандартизированы (ГОСТ 5006-83). Их применяют в высоко нагруженных конструкциях для валов с диаметрами 40…200 мм. При вращении валов, установленных с перекосом, происходит циклическое нагружение зубьев муфты, их относительное перемещение, что обусловливает их износ. Для ограничения интенсивности изнашивания в муфту заливают вязкое масло и ограничивают давление
,
где Кк – коэффициент концентрации нагрузки, Кк = 1,1…1,3;
h
– рабочая высота зуба,
;
b, d – длина зуба и делительный диаметр окружности;
z – число зубьев полумуфты;
[p] – допускаемое давление, [p] = 12…15 МПа.
Упругие компенсирующие муфты.
Такие муфты применяют не только для компенсации смещения валов, но и для снижения динамичности нагрузки и амортизации колебаний, возникающих при работе машины. В качестве материала для упругих элементов используют специальную эластическую резину, обладающую хорошими амортизирующими и электроизоляционными свойствами.
В качестве примера упругой компенсирующей муфты рассмотрим муфту упругую втулочно-пальцевую (МУВП). МУВП состоит из двух полумуфт 1, соединенных пальцами 2, на которые для смягчения ударов надеты гофрированные резиновые втулки 3. Такие муфты в силу простоты конструкции получили широкое применение в приводах от электродвигателей. Для валов с диаметрами 9…160 муфты стандартизированы (ГОСТ 21424-75).
3
