Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра  Компьютерное проектирование металлообрабатывающих и инструментальных систем м у ф т ы п р и в о д о в

Методические указания по курсу

"Детали машин и основы конструирования"

для студентов всех специальностей и форм обучения

Нижний Новгород 2006

Составители: А.А. Ульянов, Л.Т. Крюков, В.В. Андреев

УДК 621.81.001.63

Муфты приводов: Метод. указания по курсу "Детали машин и основы конструирования" для студентов всех специальностей и форм обучения / НГТУ; Сост.: А.А. Ульянов, Л.Т. Крюков, В.В. Андреев.- Н. Новгород, 2006. – 34 с.

Научный редактор В.Е. Желандовский

Редактор Э.Б. Абросимова

Подп. в печ. Формат 60х84¹/16. Бумага газетная.

Печать офсетная. Печ. л. Уч.- изд. л. Тираж 500 экз. Заказ .

Нижегородский государственный технический университет.

Типография НГТУ, 603600, Н. Новгород, ул. Минина, 24.

© Нижегородский государственный

технический университет, 2006

1. Общие сведения

Муфтой называют устройство для соединения концов валов сборочных единиц или валов со свободно установленными на них деталями (с зубчатыми колесами, шкивами и т.д.). Муфты, передавая вращающий момент, не изменяют его величину и направление. Кроме соединения валов, муфты могут выполнять ряд функциональных требований; например, компенсировать несоосности осей валов, снижать динамические нагрузки, предохранять от перегрузок, включать и выключать рабочий орган без останова двигателя и т.д.

В общих чертах муфта состоит из двух полумуфт, насаживаемых на соединяемые валы, и соединительных элементов, связывающих полумуфты. По названиям соединительных элементов каждая муфта имеет индивидуальное наименование.

На рис. А1…А7 приложения А приведены варианты крепления полумуфт на концах валов [1, c.299], [3]. Конические соединения ступиц с валами несколько сложнее, но более совершенны и прогрессивны, так как обеспечивают хорошее центрирование ступицы на валу, высокий натяг в контакте, легкую и многократную сборку и разборку.

По управляемости муфты разделяют на неуправляемые (нерасцепляе-мые), управляемые (сцепные), самоуправляемые (автоматические).

Длинные валы по условиям изготовления и транспортирования выполня-ют составными, соединяя отдельные секции некомпенсирующими (глухими) муфтами.

Вследствие неточностей изготовления и сборки, деформаций при переда-че нагрузки неизбежно относительное смещение соединяемых валов. Различа-ют следующие смещения осей валов (рис. 1.1): осевое Δ_а, радиальное Δ_r, угло-вое γ. На практике, как правило, встречается комбинация указанных несоосно-стей.

Осевое смещение Δа уменьшают выверкой осевого положения узлов. Радиальные смещения Δr в вертикальной плоскости уменьшают применением компенсаторных подкладок, устанавливаемых под каждую лапу узла. Подкладки фрезеруют, шлифуют (если надо) до требуемого размера. Радиальные смещения Δr в горизонтальной плоскос-ти уменьшают выверкой узлов на базовых плоскостях.

Рис. 1.1

Параллельность осей валов ( от перекосов ) в вертикальной плоскости достигают подкладками разной толщины или при одинаковой толщине подкла-дки шлифуют с уклоном. В горизонтальной плоскости – поворотом узлов на базовых плоскостях.

В табл. 1.1 приведены [1, c.304] максимально возможные числовые значе-ния параметров точности при различной точности сборки для узлов на общей раме, соединяемых муфтами.

Для удобства контроля перекос  осей валов в технических требованиях на сборку задают линейным смещением l на длине l (например, l = 0,6 мм на длине l = 100 мм пишут  = 0,6 / 100 мм / мм).

Таблица 1.1

Параметр точности	Сборка без подкладок		Сборка с подкладками при точности сборки
			нормальной		повышенной и высокой
Δr, мм	1,5 *	2,0 **	0,3 *	0,7 **	0,15…0,05
, мм / мм	0,6 / 100				0,25 / 100…0,05 / 100
Δа, мм	 3 ***				0,5…0,1 ****
Примечания. 1. * При высрте hот базовой плоскости до оси вала узла до 250 мм. 2. ** При hсвыше 250 до 630 мм. 3. *** Без выверки осевого положения узлов. 4. **** С выверкой осевого положения узлов. 5. Большие значения при монтаже узлов на высоких рамах, меньшие – на низких рамах и литых плитах.

В паспортах муфт  задают в угловых минутах. Перевод производят при

l =100 мм по соотношению

l, мм = , мин / 34,5.

Например, для  = 30 l на длине l = 100 мм равно: l / 100 = (30 / 34,5) / 100 =

= 0,87 / 100 мм / мм. Для  = 1⁰ (60) l / 100 = 1,74 / 100 мм / мм.

Для снижения вредных нагрузок на валы вследствие их смещения применяют компенсирующие муфты: жесткие или упругие. Упругие муфты за счет деформации упругих элементов смягчают также удары и гасят крутильные колебания.

Управляемые муфты позволяют с помощью механизмов управления соединять и разъединять вращающиеся или неподвижные валы. Различают муфты с профильным замыканием (кулачковые, зубчатые) и фрикционные (дисковые, конусные, цилиндрические).

Самоуправляемые муфты автоматически разъединяют и соединяют валы при изменении заданного режима работы машины. Сюда относят предо-хранительные муфты для предохранения машины от перегрузок, центробеж-ные муфты, срабатывающие по величине скорости, обгонные муфты, пере-дающие момент и вращение только в одном направлении.

Критериями подбора муфт являются:

1. Условия работы и функциональные требования к муфте.

2. Диаметры соединяемых валов.

3. Величина расчетного момента Т_р и прочностное условие подбора

муфты [T]  T_p ,

где [T] – ближайший больший (или равный) вращающий момент по паспорту муфты.

Основной характеристикой муфт является передаваемый вращающий момент Т. Муфты выбирают по стандартам, каталогам или проектируют по величине расчетного момента

Т_р = КТ_ном,

где Т_ном – номинальный вращающий момент (наибольший из длительно дейс-твующих по графику нагрузки); К – коэффициент режима работы, учитыва-ющий характер нагрузки: при спокойной работе и небольших разгоняемых массах (конвейеры, испытательные установки и др.) К = 1,15…1,4; при

переменной нагрузке и средних разгоняемых массах (станки, компрессоры, мельницы и др.) К = 1,5…2; при ударной нагрузке и больших разгоняемых массах (прокатные станы, молоты и др.) К = 2,5…3.

Примечание. Внимание! В таблицах параметров муфт, приводимых в приложениях, Т_номобозначаютноминальные моментыпо паспортаммуфт(как в стандартах).

Конкретные формулы для уточненных величин расчетных моментов отдельных типов муфт см. в [2].

Стандартные муфты каждого типоразмера (при постоянном моменте) выполняют для некоторого диапазона диаметров валов. В пределах этого диапазона допускается заказывать сочетания полумуфт разного диаметра.

Наиболее слабые звенья (соединительные элементы, шпонки, шлицы, болты и др.) выбранной муфты проверяют на прочность.

Предохранительные муфты во избежание случайных выключений их при пуске рассчитывают по предельному моменту.

Т_пред = 1,25Т_max,

где Т_max = Т_пуск – наибольший передаваемый момент, равный пусковому моменту.

Ниже рассмотрены конструкции некоторых наиболее распространенных в приводах муфт. Достаточно полная информация о муфтах представлена в справочнике [2].