Муфты компенсирующие жесткие
Виды несоосности валов
Различают три вида отклонений от номинального расположения валов: продольное смещение ∆а; радиальное смещение ∆r, или эксцентриситет; угловое смещение ∆α, или перекос.
Компенсация вредного влияния несоосности валов достигается: вследствие подвижности практически жестких деталей – компенсирующие жесткие муфты; за счет деформации упругих деталей – упругие муфты.
Наибольшее распространение получили кулачково-дисковая и зубчатая муфты.
Рисунок 4 - Виды несоосности валов
Муфта кулачково-дисковая
Эта муфта состоит из двух полумуфт и промежуточного диска 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. Перпендикулярное расположение пазов позволяет муфте компенсировать эксцентриситет и перекос валов.
1,2 – полумуфты; 3 – промежуточный диск.
Рисунок 5 - Муфта кулачково-дисковая
Муфта зубчатая
Состоит из двух полумуфт с наружными зубьями и разъемной обоймы с двумя рядами внутренних зубьев.
Наиболее распространен эвольвентный профиль зубьев с α=200, hα=0,8. Муфта компенсирует все виды несоосности валов. Зубчатые муфты обладают компактностью и хорошими компенсирующими свойствами. Их применяют для передачи больших крутящих моментов.
1,2 – муфты с наружными зубьями; 3 – разъемная обойма; 4 – уплотнение.
Рисунок 6 - Муфта зубчатая
Муфты упругие
Назначение и динамические свойства муфт
Здесь полумуфты связаны упругим элементом. Упругая связь полумуфт позволяет: компенсировать несоосность валов; изменить жесткость системы в целях устранения резонансных колебаний при периодически изменяющейся нагрузке; снизить ударные перегрузки.
Одной из основных характеристик упругой муфты является ее жесткость:
Сφ=dT/dφ,
где Т – крутящий момент, передаваемый муфтой; φ – угол закручивания муфты моментом Т.
Для муфт постоянной жесткости.
Сφ=T/ φ=const
Переменной жесткостью обладают муфты с неметаллическими упругими элементами, материалы которых не подчиняются закону Гука.
Важным свойством упругой муфты является ее демпфирующая способность, которая характеризуется энергией, необратимо поглощаемой муфтой за один цикл. Демпфирующая способность упругих муфт способствуют снижению динамических нагрузок и затухания колебания.
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.
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.
1,2 – полумуфты; 3 – упругий элемент.
Рисунок 7 - Муфта упругая
Применяют муфты с цилиндрическими пружинами, зубчато-пружинные муфты, муфты с резиновой звездочкой, муфты упругие втулочно-пальцевые (МУВП), муфты с упругой торообразной оболочкой.
Муфта упругая втулочно-пальцевая (МУВП) благодаря легкости изготовления и замены резиновых элементов получила широкое распространение, особенно в приводах от электродвигателей с малыми и средними крутящими моментами. Упругими элементами здесь служат гофрированные резиновые втулки или кольца трапециидального сечения. Муфты обладают малой податливостью и применяются в основном для компенсации несоосности валов в небольших пределах.
Для проверки прочности рассчитывают пальцы на изгиб, а резину – по напряжениям снятия на поверхность соприкасания втулок с пальцами. При этом полагают, что все пальцы нагружены одинаково, а напряжения снятия распределены равномерно по длине втулки:
σсм=2ТК/(d1lzD1)≤[σсм],
где z – число пальцев, D1 – диаметр по центрам пальцев, d1 – диаметр пальца, l – длина втулки.
1,2 – полумуфты; 3 – резиновые кольца; 4 – резиновые втулки.
Рисунок 8 - Муфта упругая втулочно-пальцевая