2.2Выбор муфт

Муфтами называют устройства, с помощью которых соединяют между собой валы или валы с находящимися на них деталями для передачи вращающего момента. В таких соединениях муфты, как правило, должны обеспечить не только передачу крутящего момента, но и иметь возможность компенсировать различного рода смещения геометрических осей соединяемых валов. Осевые и радиальные смещения валов, а также их угловой перекос возникают в результате упругих деформаций деталей под нагрузкой и в результате неточностей изготовления и сборки узлов. В реальных соединениях валов все эти виды смещений наблюдаются одновременно.

Входной вал

Применяется муфта с торообразной оболочкой. Упругим элементом муфты является резиновая или резинокордная оболочка. Эти муфты отличаются высокими компенсационными свойствами, способными уменьшать динамические нагрузки благодаря малой крутильной жесткости и высокой демпфирующей способности. К недостаткам этих муфт относят их большие размеры по диаметру и появление значительных осевых нагрузок на опоры валов, вызываемых центробежными силами, действующими на упругий элемент.

На работу муфты существенно влияют толчки, удары и колебания, обусловленные характером работы приводимой в движение машины. Поэтому выбор муфты производят не по номинальному моменту на валу машины, а по расчетному:

=Т=2·71,89=143,78 Н·м,

где - номинальный вращающий момент на валу машины,

- коэффициент перегрузки, = 2.

При выборе муфты учитываются диаметры концов сопрягаемых валов.

Кроме того, в связи с характерной особенностью принятого вида муфт, выбор муфты выполняем исходя из следующих условий ³Т и ³. Особенность принятого вида муфт заключается в способности упругого элемента передавать крутящий момент при кратковременных перегрузках без разрушения элемента.

Принимаем муфту с разрезной торообразной оболочкой 14-1 со следующими параметрами:

=100 Н·м; =30...50 мм;

=300 Н·м; =3000 об/мин; =210 мм; =150 мм; =110 мм; =80 мм; =59; =38 мм; =98 мм; =8,5 град;

Муфта отличается простотой конструкции и легкостью замены упругого элемента. Однако из-за разреза несущая способность муфты понижена.

Эти муфты допускает смещение осей валов при передаче номинального крутящего момента и угловой скорости до 1500 об/мин:

- радиальное 2-6 мм;

- угловое до 2-6°;

- осевое 3-6 мм.

Рисунок - Муфта с разрезной торообразной оболочкой

Конструкция муфты (см. рис. ): одинаковые полумуфты 1 и 5 соединяются резинокордным упругим элементом 2 с помощью нажимного кольца 3 и винтов 4. Для удобства монтажа упругий элемент имеет радиальный разрез.

Проверочный расчет муфты

Наиболее распространенным для муфты с торообразной оболочкой является отказ, связанный с разрушением оболочки в кольцевом сечении у зажима с диаметром . Условие прочности оболочки на сдвиг (срез):

t = = = 0,18 МПа < [t]=(0,45...0,5) МПа.

Выходной вал

Применяется зубчатая муфта. Зубчатые муфты - наиболее распространенный вид жестких компенсирующих муфт. Они применяются для соединения горизонтальных соосных валов и способны компенсировать незначительные по величине любые смещения осей валов и в любом их сочетании.

Достоинствами зубчатых муфт являются: высокая нагрузочная способность при сравнительно небольших габаритах; способность компенсации любых смещений осей валов; технологичность изготовления - использование для нарезки зубьев нормального зуборезного инструмента.

К недостаткам муфта можно отнести: сравнительно низкую стойкость из-за быстрого износа и разрушения зубьев; отсутствие упруго-демпфирующих свойств.

=Т=2·338,23=676,46 Н·м,

Принимаем зубчатую муфту типа МЗ (для непосредственного соединения валов) по ГОСТ 5006-94 со следующими параметрами:

=710 Н·м; =40 мм;

=49 мм; =170 мм; =110 мм; =55 мм; =115 мм; =34 мм; =55 мм; =2,5 мм; =11 мм; =12 мм; =6300 об/мин.

Рисунок - Муфта зубчатая (МЗ)

Конструкция муфты (см. рис. ): муфта состоит из двух обойм с внутренними зубьями 1, находящимися в непосредственном зацеплении с зубчатыми втулками с наружными зубьями. Последние имеют несколько исполнений: с цилиндрической расточкой 3 (исполнение Н), с цилиндрической расточкой и торцовым креплением по валу 4 (исполнение Т), с конусной расточкой 5 (исполнение К). В конструкции муфты также предусмотрен бурт для проверки соосности валов. Поверхности нужных зубьев обточены на окружности выступов по сфере, по этой поверхности центрируются обоймы.

Материал втулок и обойм (поковки) - сталь 40 ГОСТ 1050-88; при больших диаметрах вала (d>80…140 мм) - стальное литье марки 45Л группа II ГОСТ 977-65.

Проверочный расчет муфты

Работоспособность муфты оценивается прочностью зуба на смятие:

£

где - модуль зацепления, =2,5 мм;

- число зубьев полумуфты, =30;

- длина зуба, =12 мм;

=(12...15) МПа - допускаемые напряжения смятия;

= = 11,14 МПа £