ЛЕКЦИЯ 11

Муфты

Назначение, классификация и конструкции муфт

Муфты - устройства служащие для соединения концов валов или для соединения валов со свободно сидящими на них деталями (зубчатые колеса звездочки и т.д.)

В приводе на рис.1 муфты соединяют электродвигатель и редуктор, а редуктор - с исполнительным механизмом.

Рис.1. Схема привода

Муфты предназначены:

• соединять соосные валы отдельных узлов и механизмов, а также разнообразные детали (зубчатые колеса, звёздочки, шкивы и т.п.) с валами с целью передачи между ними крутящего момента;

• предохранять элементы машин от недопустимых кратковременных перегрузок в машинах ударного действия;

• компенсировать вредное влияние несносности валов. Необходимость компенсирующих свойств муфт возникает в связи с тем, что при соединении валов имеет место смещение их осей, вследствие неточности изготовления, монтажа;

• уменьшать динамические нагрузки, интенсивность вибрации, устранять опасность резонансных явлений;

• управлять работой машин. В некоторых случаях управлять отдельными машинными операциями рациональнее с помощью муфт.

Основная характеристика муфты – передаваемый крутящий момент .

Существенные показатели – габариты, масса, момент инерции.

Муфты рассчитывают по их критериям работоспособности:

• прочности при циклических и ударных нагрузках;

• износостойкости;

• жёсткости.

На практике муфты подбираются по стандартам, каталогам, редко проектируют самостоятельно, например новые типы или конструкции. Критерием выбора является величина длительно действующего крутящего момента на ведущий вал:

, (1)

где - номинальный момент (среднее значение длительно действующего момента) обычно приближенно определяют по потребляемой мощности двигателя и по частоте вращения;

– коэффициент динамичности:

- спокойная работа, для машин с небольшими разгоняемыми массами и небольшой переменной нагрузкой (конвейеры, транспортеры, металлорежущие станки);

- переменные нагрузки, машины среднего веса (поршневые компрессоры, строгальные станки, мельницы);

ударные нагрузки, большие массы (прессы, молоты).

Классификация механических муфт

Группа муфт		Вид муфт	Краткое описание
Неразцепляемые	Глухие	Втулочные	Представляют собой втулку, насаженную на концы валов. Применяется при передаче небольших вращающих моментов, соединяют валы диаметром до 100 мм.
		Фланцевые	Состоит из двух полумуфт с фланцами, стянутыми болтами, соединяют части вала в единый. Могут передавать очень большие моменты. Широко используются в промышленности
	подвижные компенсирующие жесткие	Шарнирные	Применяют при угловом смещении до 45 градусов
		Зубчатые	Состоят из двух обойм с внутренними зубъями, которые зацепляются с зубьями втулок, насаживаемых на концы валов. Компенсируют радиальные, осевые и угловые смещения валов за счет боковых зазоров.
		Цепные	Состоят из двух полумуфт-звездочек, имеющих одинаковое число зубьев, общей цепи и защитного кожуха. Допускают небольшое угловое и радиальное смещение, в зависимости от размера муфты.
	подвижные компенсирующие упругие	Муфты с торообразной оболочкой	Состоит из двух полумуфт, упругой оболочки, по форме напоминающей автомобильную шину и двух колец, зажимающих оболочку. Обладает высокими упругими и демпфирующими свойствами. Применяется в конструкциях где трудно обеспечить соосность валов при переменных и ударных нагрузках.
		Втулочно-пальцевые	Состоят из двух дисковых полумуфт, в одной из которых, в конических отверстиях закреплены соединительные пальцы, с надетыми гофрированными резиновыми втулками. Компенсирует радиальное и угловое смещения валов
Сцепные управляемые		Кулачковые	Состоят из двух полумуфт с кулачками на торцовых поверхностях.
		Фрикционные (асинхронные)	Фрикционные муфты служат для плавного сцепления валов под нагрузкой на ходу при любых скоростях. Передача вращающего момента осуществляется силами трения между трущимися поверхностями деталей муфты.
Сцепные самодействующие		Обгонные	Передача вращения в одном направлении
		Центробежные	Предназначены для автоматического включения или выключения ведомого вала, при достижении ведущим валом заданной угловой скорости; ограничивают частоту вращения.
		Предохранительные	Предназначены для предохранения машин от перегрузок.

I. Нерасцепляемые муфты

Нерасцепляемые муфты применяют в машинах и механизмах, в которых при их эксплуатации не требуется разобщение соединяемых элементов либо подобные разобщения производятся на остановленных технических объектах с целью проведения профилактических, ремонтных и других плановых работ и при аварийных ситуациях. К этому виду относятся глухие, упругие компенсирующие и жесткие компенсирующие муфты.