Подгруппа 1.2.2 Подвижные (упругие) муфты
Упругие муфты служат в основном для уменьшения динамических нагрузок, передаваемых через соединяемые валы, предохраняют соединяемые валы от резонансных колебаний и допускают некоторую компенсацию неточностей взаимного расположения валов.
Основными характеристиками упругих муфт являются жесткость или обратная ей величина – податливость и демпфирующая способность, т.е. способность превращать в тепло энергию при деформировании упругих элементов муфты.
Различают упругие муфты линейные и нелинейные или постоянной и переменной жесткости. Первые имеют линейную характеристику, т.е. прямую пропорциональную зависимость угла закручивания муфты (угла поворота одной полумуфты относительно другой) от передаваемого момента, а вторые нелинейную характеристику. Для муфт постоянной жесткости:
где С – жесткость; Т – передаваемый вращающий момент; φ – угол закручивания.
Переменной жесткостью обладают муфты с металлическими упругими элементами, материал которых (резина, кожа и т.д.) не подчиняются закону Гука, а также муфты с металлическими упругими элементами, условия деформирования которых ограничиваются конструкцией. От характеристик жесткости упругой муфты в значительной степени зависит способность машины переносить резкие изменения нагрузки (удары) и работать без резонанса, колебаний.
Вид 1.2.2.1
Муфты с неметаллическими упругими элементами.
Неметаллические упругие элементы муфт (рис. 4.5).
Основным материалом неметаллических упругих элементов в настоящее время является резина. Она обладает следующими положительными качествами:
а) высокой эластичностью;
б) высокой демпфирующей способностью вследствие внутреннего трения;
в) электроизоляционной способностью;
г) муфты с резиновыми упругими элементами проще и дешевле, чем со стальными.
Рис. 4.5. Неметаллические упругие элементы
Недостатками резиновых элементов являются:
а) малая долговечность, так как вследствие структурных изменений, ускоряемых внешними воздействиями и нагреванием при переменных деформациях, резина постепенно теряет свою прочность и упругие свойства;
б) малая прочность и большие габариты.
При выборе типа упругого элемента стремятся:
использовать конструкции муфт с упругими элементами, напряжения в которых равномерно распределены по объему элемента, отчего увеличивается энергоемкость (энергоемкость пропорциональна квадрату напряжения);
применять упругие элементы, работающие на кручение и сдвиг, т.к. их энергоемкость больше, чем у работающих на сжатие;
увеличивать долю объема упругих элементов от общего объема муфты.
Из муфт с неметаллическими упругими элементами самое широкое распространение имеют втулочно-пальцевые муфты МУВП ГОСТ 21424-75 (рис. 4.6).
Рис. 4.6. Втулочно-пальцевая муфта
Размеры втулочно-пальцевых муфт нормализованы в зависимости от расчетного момента. Муфта состоит из двух полумуфт, насаживаемых на концы соединяемых валов, стальных пальцев, закрепленных в одной из полумуфт гайками, с посадкой на конус и упругих резиновых втулок, надеваемых на пальцы.
Достоинство втулочно-пальцевых муфт – простота конструкции и изготовления, удобство замены втулок, надежность муфты.
Муфта упругая co звездочкой ГОСТ 14084-76 (рис 4.7) состоит из двух полумуфт фланцевого типа с тремя торцовыми кулачками треугольного или трапециевидного сечения. Кулачки входят в соответствующие впадины в резиновой звездочке. Зубья звездочки работают на сжатие. Муфта имеет малые габариты.
Рис. 4.7. Упругая муфта со звездочкой по ГОСТ 14084-76
Рис. 4.8. Упругая муфта с резиновыми вкладышами
Муфты с резиновыми вкладышами (рис 4.8) от муфт с резиновыми звездочками отличаются тем, что упругие элементы выполнены не в виде звездочек, а в виде отдельных сухарей. Это требует применения специальных щитков или усложнения конструкций полумуфт для предотвращения выпадения сухарей. Эти муфты используют для передачи относительно больших моментов (до 1500 Н·м, при n=100 об/мин).