4. Подвижные муфты

Подвижные муфты допускают соединение валов с повышенными взаимными смещениями осей, большими, чем допускают компенсирующие жесткие муфты.

Кулачково-дисковая муфта (называется также крестовой или муфтой Ольдгена) в основном предназначена для соединения валов с поперечным смещением валов (рис.6)

l

L

Рис.6. Кулачково-дисковая муфта

Ввиду осевых зазоров она обеспечивает также компенсацию некоторых осевых и угловых смещений.

Муфта состоит из двух полумуфт 1 и 3 (рис.6, а) и промежуточного плавающего диска 2. Диск имеет выступы, расположенные на одном торце в вертикальном диаметральном направлении, а на другом – горизонтальном. Полумуфты на фланцах имеют по одному диаметральному пазу для размещения выступов диска. При вращении валов, имеющих радиальное смещение _р, диск совершает планетарное движение, а центр его описывает окружность радиуса _р.

Достоинство муфты: способность компенсировать сравнительно большие радиальные смещения (_р=0,04d), небольшие угловые смещения (до 30’), и осевые (до 3 мм); простота конструкции.

Недостаток: большой износ граней выступов диска и пазов полумуфт и связанная с этим пониженная надежность работы; необходимость смазки; невысокая частота вращения валов (n250 мин^-1).

Выбираются муфты по ГОСТ 20720 – 81 (приложение 6) исходя из расчетного момента Т_k, определенного по формуле (1) и диаметра вала d. Стандартная муфта проверяется на смятие боковых граней поверхности кулачков

,

где D – наружный диаметр муфты (приложение 6);

h – рабочая высота выступов диска, hВ/3 (приложение 6);

[_см] – допускаемое напряжение смятия, для стандартных муфт [_см]=

=15…25 МПа – меньшее значение для закаленных сталей, боль-

шее значение для цементованных сталей.

При предельных смещениях муфта создает радиальную нагрузку на вал

F_m0,3F_tm Н,

где F_tm – сила на окружности среднего радиуса кулачков.

, Н.

5. Упругие муфты

Упругие муфты служат для уменьшения дина­мических нагрузок, передаваемых соединяемыми ими валами. Кроме того, эти муфты предохраняют соединяемые валы от резонансных колебаний и позволяют несколько компенсировать неточности взаимного расположения валов. Основные характеристики упругих муфт: жест­кость или обратная ей величина — податливость и демпфирующая способность, т. е. способность превращать в теплоту энергию дефор­мирования упругих элементов муфты.

Различают упругие муфты: линейные и нелинейные, или постоян­ной и переменной жесткости. Первые имеют линейную характерис­тику, т.е. прямую пропорциональность угла закручивания муфты (угла поворота одной полумуфты относительно другой) от передавае­мого момента, а вторые — нелинейную характеристику. Достоинство муфт с нелинейными характеристиками — предотвращение резонанса крутильных колебаний при периодически изменяющихся нагрузках, воспринимаемых муфтами.

Конструкции упругих муфт разнообразны. По материалу упругих элементов они делятся на муфты с неметаллическими и металлическими упругими элементами. Основной материал неметаллических упругих элементов — резина, которая обладает следующими досто­инствами: высокими эластичностью и демпфирующей способностью, а также электроизоляционной способностью. Металлические упругие элементы муфт представляют собой различные стальные пружины или стальные пружинные стержни, пластины или пакеты пластин.

Втулочно-пальцевые муфты МУВП. Из муфт с неметаллическими упругими элементами широко распространена втулочно-пальцевая муфта МУВП; ее размеры в зависимости от номинального момента стандартизированы (ГОСТ 21424 – 75). В этих муфтах момент передается через пальцы и сидящие на них элементы в форме гофрированных резиновых втулок (рис.7).

Рис.7. Упругая втулочно-пальцевая муфта (МУВП)

Муфта состоит из полумуфты 1, в которой жестко закреплены своими коническими хвостами пальцы 2, несущие на себе упругие (резиновые) втулки (или набор колец) 3, входящие в отверстия второй полумуфты 4. Наиболее широкое применение МУВП имеет в приводах для присоединения электродвигателей. Простота изготовления, монтажа, простоте упругих элементов и удобства их замены дают ей преимущество перед многими конструкциями. Эта муфта имеет жесткую характеристику из-за небольшого объема деформируемых упругих элементов (резиновых втулок). Достаточно чувствительна к смещению валов, хотя и допускает радиальное смещение в пределах 0,3…0,4 мм, угловое – до 1⁰ и значительное осевое – до 5 мм. Частота вращения ограничена окружной скоростью 30 м/с. Муфты стандартизированы, параметры приводятся в приложении 7, размеры пальцев муфты – в приложении 8. Стандартами предусмотрены муфты типа I (с цилиндрическими отверстиями для валов) и типа II (с коническими отверстиями для валов); они могут быть выполнены в двух исполнениях 1 и 2 (для длинных и коротких концов валов).

Материал полумуфт – чугун СЧ20, сталь 30 или 35Л. Материал пальцев – сталь 45. Материал колец – резина с временным сопротивлением на растяжение не менее 8 МПа.

Муфта имеет характеристику кручения, отличную от линейной. Зависимость между силой на палец и упругим перемещением сжатия резиновой втулки стандартных муфт выражается степенной функцией.

Приближенно, принимая характеристику радиальной жесткости муфты линейной, радиальную силу, вызванную смещением, можно определить по формуле

F_м=С_r_r ,

где С_r – радиальная жесткость муфты, Н/мм (табл.1);

_r – радиальное смещение, мм (табл.1).

Таблица 1