3. Компенсирующие муфты

Из компенсирующих самоустанавливающихся универсальных муфт самая распространенная зубчатая муфта (рис.4; ГОСТ 5006 - 83) для соединения валов диаметром от 40 до 560 мм. Муфта состоит из двух втулок с наружными зубьями и двух половин обоймы с внутренними зубьями, сцепляющимися с зубьями втулок. Втулки насаживают на концы соединяемых валов. Половины обоймы соединяют между собой болтами. Зубья втулок и половины обоймы имеют эвольвентный профиль,

Рис.4. Зубчатая муфта (размеры муфты в приложении 4)

что позволяет нарезать их нормаль­ным зуборезным инструментом. Зубчатая муфта компенсирует любые взаимные смещения валов — осевые, радиальные и угловые, так как зубчатое зацепление ее выполняют с боковым зазором и возможностью свободного осевого взаимного смещения сопряженных зубьев, а зубья изготовляют бочкообразной формы со сферической наружной поверх­ностью. Широкое применение в машиностроении зубчатых муфт объясняется рядом их достоинств: небольшими габаритами и массой; большой нагрузочной способностью из-за большего числа одновременно сцепляющихся зубьев; допустимостью высоких окружных скоростей ( 25 м/с) и технологичностью. Втулки и половины обоймы изго­товляют из сталей 40, 45 или из стального литья 45Л, 50Л и др.

Для повышения износостойкости зубья подвергают термообработке до твердости HRC 40 для зубьев втулок и HRC35 для зубьев поло­вин обоймы. Тихоходные зубчатые муфты (при v<.5 м/с) изготовляют с твердостью зубьев не ниже НВ280. Для уменьшения износа зубьев муфты в ее обойму заливают масло большой вязкости. Размеры зубчатой муфты принимают по таблицам ГОСТа в зависимости от расчетного крутящего момента муфты

,

где k₁ – коэффициент безопасности; k₁=1 если поломка муфты не вызывает

аварии машины; k₁=1,2 если поломка муфты ведет к аварии машины;

k₁=1,5 если поломка муфты ведет к аварии ряда машин; k₁=1,8 если

поломка муфты может привести к человеческим жертвам;

k₂ – коэффициент условий работы муфты, выбираемый в пределах от 1

при спокойной работе до 1,5 при тяжелых условиях работы с удара-

ми;

k₃ – коэффициент углового смещения полумуфт,

при угле перекоса валов 015 k₃=1;

при угле перекоса валов =030 k₃=1,25;

при угле перекоса валов =1 k₃=1,5;

при угле перекоса валов =131 k₃=1,75.

Условие выбора Т_max2T_k.

Радиальное смещение для зубчатых муфт определяется по формуле

_{r max}= _maxA ,

где А – расстояние между зубчатыми сочленениями муфты (рис.4, прил. 4).

При работе муфты в условиях смещений соединяемых валов возникает дополнительная радиальная сила, нагружающая вал

F_r=(0,2…0,4)F_t ,

где F_t – окружная сила

,

в которой делительный диаметр зубчатого зацепления в муфте определяется (без смещения)

d_М=mz ,

где m – модуль зацепления, m=2,5 мм при d  55 мм; m=3 мм при 60  d 100

мм и m=4 при d  120 мм; где d – диаметр вала;

z – число зубьев (см. приложение 4).

Проверку стандартной муфты производят по напряжениям смятия рабочих поверхностей зубьев

,

где k – коэффициент концентрации нагрузки, k=1,1…1,3;

b – длина зуба (приложение 4);

[_см] – допускаемые напряжения смятия, для стандартных муфт [_см]=

=12...15 МПа.

Цепные муфты. Цепная муфта (рис.5, приложение 5) состоит из двух звездочек (насаженных на соединяемые валы и имеющих одинаковые числа зубьев), охватывающей их цепи и кожуха. Цепные муфты допускают радиальное смещение до 1,2 мм и угловое смещение до 1.

Рис.5. Муфта цепная однорядная

Достоинство муфт: простота конструкции и обслуживания, относительно небольшие габариты, надежность, технологичность изготовления, простота монтажа и демонтажа без осевых смещений валов. Недостаток – нельзя применять для реверсивных приводов и приводов с большими динамическими нагрузками. Применяют также муфты с двухрядной роликовой цепью и с зубчатой цепью. Основное применение имеют однорядные муфты. Размерный ряд цепных муфт по ГОСТ 20742 – 81 охватывает диаметры валов 20…130 мм и моменты 63…8000 Нм.

Подбираются цепные муфты по расчетному моменту Т_k, определяемому по формуле (1) и посадочному диаметру вала d.

Нагрузка на вал, создаваемая муфтой

F_m0,25F_tm ,

где F_tm – окружное усилие на делительном диаметре звездочки

,

,

где Р – шаг цепи (приложение 5);

z – число зубьев звездочки (приложение 5).