книги из ГПНТБ / Поляков В.С. Муфты. Конструкции и расчет

(D — наружный диаметр муфты). Допустимое угловое смещение ва­ лов а шах ~ 40'. 1491.

Коэффициент полезного действия муфты может быть подсчитан по приближенной [491 формуле

где / — коэффициент трения сателлита о полумуфту; е — эксцентри­ ситет валов; D —■диаметр муфты.

Рис. 13. Крестово-кулисные муфты с металлическим (а) и текстоли­ товым (б) сателлитом

Во избежание излишних потерь на трение трущиеся поверх­ ности муфты должны быть шлифованными и хорошо смазанными.

Муфты с металлическим сателлитом, как правило, устанавли­ ваются на валы с небольшим числом оборотов, что объясняется возникновением приложенной к сателлиту значительной центробеж­ ной силы, наличие которой влечет увеличение износа трущихся поверхностей, возникновение динамических нагрузок на опоры и др.

При конструировании следует стремиться также к возможно меньшему зазору между гребнем и впадиной рабочих элементов муфты, назначая величину этого зазора по ходовым посадкам третьего класса точности. Более подробный расчет такой муфты см. [2].

Уральский завод тяжелого машиностроения (УЗТМ) разработал конструкции крестово-кулисных муфт с металлическим и тексто­ литовым сателлитом (рис. 13).

Согласно рекомендации ЭНИМС [671, принимаются в качестве допустимых следующие величины удельного давления между греб­ нем и пазом:

для стальных закаленных сателлитов и полумуфт

р = 150 - г - 300 кгс/см2; для сателлитов из текстолита

0 = 80 -7 - 100 кгс/см2.

Твердость стальных тру­ щихся поверхностей рекомен­ дуется назначать HRC 55—60, причем для ускорения прира­

р = 75 - f - 100 кгс/см2.

Материал полумуфт и сателлита: сталь 15, 20Х, а также сталь марки Ст. 5 и др.

На рис. 14 представлена муфта, состоящая из двух одинаковых полумуфт и промежуточного подвижного сухаря, к которому при­ креплены пластины из антифрикционного материала. Часто сухари изготовляются целиком из текстолита, как это сделано, например, в муфтах УЗТМ (см. рис. 13, б).

На рис. 15 представлена конструкция кулачково-дисковой муфты по нормали МН 2701—61, параметры которой даны в табл. 8. По данным этой нормали, допустимое параллельное смещение не более 0,04d и угловое не более 0°30'.

По имеющимся данным Г671, крестово-кулисные муфты (см. рис. 13, а) допускают параллельное смещение валов до 0,2 мм при

заключить, что они работают неудовлетворительно даже при малых перекосах, допуская вместе с тем значительное параллельное сме­ щение валов. Муфта же с подвижным сухарем (см. рис. 13, б) удов­ летворительно работает при значительно больших перекосах. По некоторым данным [76], муфты с сухарем допускают угловое сме­ щение до а = 3°.

3.Цепные муфты

Вцепных муфтах (рис. 16) полумуфтамп являются звездочки, ■ охватываемые общей цепью. Цепные муфты отличаются простотой конструкции и допускают смещения соединяемых валов: радиаль­ ное до 1,2 мм и угловое до 1°.

Рис. 16. Цепная муфта с однорядной цепью

Для предохранения от загрязнения и улучшения условий смазки целесообразно закрывать муфту герметичным кожухом.

В табл. 9 приведены размеры муфт с однорядной цепью (рис. 16).

(рис. 17, справа) или обеих звездочках можно значительно увели­ чить допустимое угловое смещение, доведя его до а = 3 -т- 6°.

Для использования всей ширины цепи и увеличения переда­ ваемого крутящего момента применяют конструкцию, показанную

Втулочно-роликовые цепи для цепных муфт подбираются по ГОСТ 13568—68. Построение профиля зуба в полумуфтах произво­ дится (как в звездочках цепных передач) по ГОСТ 591—69.

Следует, однако, иметь в виду, что условия работы цепей в муф­ тах отличаются от обычных условий работы приводных и грузовых цепей. В цепных муфтах детали цепи находятся под действием окружных сил ведущей и ведомой полумуфт, направленных в про­ тивоположные стороны.

При приближенном выборе цепи для муфт расчетная разрушаю­ щая нагрузка берется больше, чем для приводных цепей:

Q = (1,2-г- 1,5) пР,

где п — коэффициент запаса прочности, принимаемый для привод­ ных цепей; Р — окружная сила, действующая на цепь,

п2 М крй

Do ’

где k — коэффициент режима работы (см. приложение I). Подробную методику расчета и подбора цепных муфт см. в ра­

ботах Б. Л. Давыдова [17].

В заключение можно отметить следующие достоинства цепных муфт: простота конструкции, монтажа и обслуживания, относи-, тельно малая масса и габаритные размеры, надежность в работе. Последняя подтверждается практикой эксплуатации цепных муфт

втяжелых условиях работы угольной промышленности [17].

4.Муфта, допускающая продольные смещения

валов

На рис. 20 показана муфта, компенсирующая только осевые смещения валов. Две полумуфты 1 и 2 имеют на своих торцевых поверхностях пазы, в которые помещается сухарь 3. Для предо­ хранения от выпадения сухаря и центровки полумуфт служит

кольцо 4, которое крепится к полумуфте 1 болтами 5. Осевое пере­ мещение одного вала относительно другого обеспечивается за счет зазоров между сухарем и торцевой поверхностью паза полумуфт. Эти муфты просты в изготовлении и способны передавать большие крутящие моменты. Для разъединения валов достаточно сдвинуть кольцо 4 вправо и вытащить сухарь 3, используя для этого имею­ щиеся в его торцах резьбовые отверстия.

Такие муфты, допускающие продольные смещения валов (при­ водные рольганги и т. п.), применяются для соединения длинных

«S

Рис. 20. Муфта, допускающая осевое смещение валов

валов, где колебания температуры вызывают значительные измене­ ния их длины. Следует указать, что эти муфты требуют тщательной сборки и соосности соединяемых валов.

Поверхность контакта сухаря с полумуфтамп проверяется на смятие, а сухарь — на изгиб и срез.

К указанной группе муфт можно также отнести п рассмотрен­ ные ранее крестово-кулисные и зубчатые муфты. Разновидностью последних являются шлицевые муфты, в которых зубья заменены шлицами.

5. Шариковая муфта

Шариковые муфты применяются при больших перекосах валов и возможном одновременном их осевом смещении. Двойные шарнко- "вые муфты допускают также и радиальное смещение. На рис. 21 представлена двойная шариковая муфта, разработанная HATH для трактора КД-35. Она состоит из ведущей муфты, промежуточного диска 5, ведомой муфты и пружинного амортизатора /. Обе муфты одинаковы и состоят из полумуфт 2 с лунками, в которых находятся шарики 3, и полумуфт 4 с продольными пазами. Полумуфты 4 и диск 5 связаны с болтами 6. При работе крутящий момент передается через шарики с ведущей части на промежуточный диск, а затем также через шарики — на ведомую часть.

Благодаря наличию промежуточного диска, демонтаж муфты можно производить, не раздвигая соединяемых валов.

рис. 23. Здесь гофры компенсируют угловые смещения соединяе­ мых валов, а зубчатое зацепление — осевые смещения. Эта кон­ струкция успешно применяется в высокоскоростном оборудовании при больших мощностях. Одновременное использование зубчатой

муфты и гофр вызвано здесь тем, что соединение валов одной зуб­ чатой муфтой не обеспечивало в тяжелых эксплуатационных усло­ виях надежной работы — муфта выходила из строя.

Муфты такого типа часто называют полужесткими.

Б.УПРУГИЕ МУФТЫ

7.Основные свойства упругих муфт

Как показывает само название, характерным элементом всех этих муфт является звено или ряд звеньев, способных деформиро­ ваться в процессе работы, причем способность к упругой деформа­ ции является главной особенностью муфты.

Благодаря этой способности упругие муфты допускают угловой относительный поворот ведущей и ведомой полумуфт.

Общая схема любой упругой муфты такова: полумуфта, жестко связанная с ведущим валом, — упругие звенья — полумуфта, же­ стко связанная с ведомым валом.

Рассмотрим основные свойства упругих муфт.

1. Упругие муфты способны смягчать толчки и удары. Если при работе установки нагрузка на один из валов внезапно резко изменяется, то влияние изменения нагрузки на другой вал может быть значительно уменьшено за счет деформации упругих элемен­ тов муфты. Кинетическая энергия удара при этом частично погло­ щается и переходит в тепло, частично аккумулируется упругими элементами, превращаясь в потенциальную энергию деформации.

2. Упругие муфты могут служить средством защиты от резо­ нансных крутильных колебаний, возникающих в механизме вслед­ ствие неравномерности вращения.

Так, четырехтактный шестицилиндровый двигатель внутреннего сгорания не дает абсолютно равномерного вращения ввиду дискрет­ ности моментов зажигания — за время полного оборота происходят вспышки горючей смеси в трех цилиндрах. Поэтому, если такой двигатель делает 600 об/мин, то вал двигателя испытывает за это время 1800 толчков. Точки эти могут быть не опасны, если ни одно звено механизма, приводимого в действие двигателем, не имеет собственной частоты колебаний, равной 1800 пер/мин. Если же такое звено имеется, то толчки, порождаемые двигателем, иногда почти незаметные, могут довести амплитуду колебаний звена до совершенно недопустимой величины. Известны случаи поломок и

Рис. 24. Характеристика упругих муфт .постоянной (а) и переменной (б) жесткости

выхода из строя механизмов, вызванные наличием резонансных колебаний.

3. Упругие муфты не требуют строгой соосности соединяемых валов и допускают сравнительно большие смещения осей соединяе­ мых валов.

Жесткость упругихмуфт. Жесткость муфты определяетееупругие свойства и является важным показателем при динамическом расчете.

Если закрепить одну полумуфту, а к другой приложить крутя­ щий момент М, то вторая полумуфта повернется относительно пер­ вой на некоторый угол ср, называемый углом закручивания муфты.

Впростейшем случае связь между М и ср линейная

М= С<р.

График зависимости М от ср называется характеристикой муфты, а коэффициент С — жесткостью муфты.

При расчетах часто используется также величина, обратная жесткости, — податливость е

На рис. 24, а показана характеристика упругой муфты постоян­ ной жесткости. /