1. Введение

Наряду с кинематической и силовой связью отдельных частей машины муфты выполняют ряд других функций, а именно:

1) компенсируют вредное влияние смещения осей соединяемых валов, обусловленного неточностями изготовления и сборки или конструктивными факторами;

2) амортизируют возникающие при работе толчки и удары; предохраняют части машин от воздействия перегрузок;

3) обеспечивают быстрое сцепление соединяемых деталей;

4) облегчают пуск машины; ограничивают скорости и др.

Упругие муфтыхарактеризуются наличием упругого элемента, благодаря деформации которого осуществляется взаимное перемещение деталей муфты, необходимое для компенсации смещения осей ведущего и ведомого валов.

Упругие муфты допускают относительный тангенсальный поворот полумуфт на некоторый угол под действием вращающего момента. Компенсирующая способность этих муфт обеспечивается относительным перемещением и упругой деформацией элементов муфты. Кроме компенсации неточности относительного расположения валов эти муфты смягчают удары, толчки и гасят крутильные колебания. В зависимости от материалов упругих элементов они разделяются на муфты с металлическими упругими элементами и муфты с неметаллическими упругими элементами.

Муфты с металлическими упругими элементами отличаются высокой несущей способностью и возможностью работы в широком температурном интервале, однако они сложны по конструкции, дороги и требуют постоянного контроля при эксплуатации.

Муфты с неметаллическими упругими элементами (преимущественно резиновыми) получили весьма широкое распространение в современном машиностроении благодаря сравнительной простоте конструкции и невысокой стоимости изготовления, высоким компенсационным свойствам и хорошей демпфирующей способности. Они обладают также электроизолирующими свойствами. Из-за низкой прочности резины и пластмасс по сравнению с металлами эти муфты обычно применяются для передачи малых и средних вращающих моментов.

2. Основные характеристики упругих муфт

2.1. Жесткость C – величина определяемая из отношения крутящего момента – T к углу закручивания муфты – φ.

Величина обратная жесткости называется податливостью. Для муфт с постоянной жесткостью (линейная характеристика, кривая 1, рис. 1) имеет место зависимость:

(1)

Для муфт с переменной жесткостью (нелинейная характеристика, кривая 2, рис. 1), имеет место зависимость:

(2)

Жесткость муфты с нелинейной характеристикой меняется в зависимости от нагрузки.

Вследствие внутреннего трения в материале упругого элемента или внешнего трения на поверхностях контакта упругих элементов, нагрузочная и разгрузочная кривые не совпадают, образуя петлю гистерезиса (Рис. 2).

2.2. Демпфирующая способность – свойство поглощать часть воспринимаемой механической энергии, превращая ее в тепло. Энергия рассеивается за счет внешнего трения в муфтах с неметаллическим упругим элементом.

Деформирующая способность за цикл колебаний (нагрузка-разгрузка) характеризуется коэффициентом относительного демпфирования, равным

где Ay– энергоемкость муфты (часть энергии, которая расходуется на упругую деформацию элементов и аккумулируется муфтой при повороте вала на угол φ (Рис. 2)), определяется площадью фигурыABC, гдеAB– средняя линия петли гистерезиса,

Ag– часть обращаемой в теплоту и рассеиваемой энергии (Рис. 2), определяется площадью петли гистерезиса.

2.3. В отчете лабораторной работы, по каждой муфте, должны быть освещены вопросы:

1. Принцип работы муфты.

2. Гибкий элемент муфты.

3. Допустимые смещения:

– радиальное;

– осевое;

– угловое.