2.3. Муфта пружна з гумовою зірочкою гост 14084-76

Муфта складається з двох напівмуфт 1 і 2, що мають торцеві виступи, та гумової зірочки 3, зуби якої розміщуються між виступами напівмуфт (Рис. 2.3.1).

Рис.2.3.1 Муфта пружна з гумовою зірочкою

Компенсуючі властивості цієї муфти незначні. При з’єднанні неспіввісних валів муфта створює значну силову дію на них, хоч дещо меншу, ніж муфта типу МУВП. Ця муфта потребує більш точного монтажу з’єднувальних вузлів. У зв’язку з великою радіальною, кутовою та осьовою жорсткістю при застосуванні муфт із зірочкою необхідно застосовувати плити великої жорсткості. Складання приводів необхідно виконувати з високою точністю, застосовуючи різного типу підкладки під двигуни та редуктори та контролюючи положення вузлів. Муфта може працювати з швидкохідними валами при n=3000......6000 об/хв при Т_ном=3....120Нм при діаметрах з’єднувальних валів d_в=12...45мм.Муфта допускає радіальне зміщення r0,2мм, перекіс осей (кутове зміщення) 1^31^ осьове зміщення _с=0,1мм.

Роботоздатність гумової зірочки визначається за величиною напруження зминання, що розраховується за такою залежністю:

,МПа (2.3.1)

де z– число зубів зірочки;

h – робоча висота зубів зірочки, мм;

D – зовнішній діаметр напівмуфти, мм;

d₁ – внутрішній діаметр напівмуфти, мм;

K_k – коефіцієнт запасу крутного моменту (значення вибирають з таблиці 2.1.);

T_ном – номінальний крутний момент на з’єднувальному валу, Нм.

Додаткове радіальне зусилля, що згинатиме вал при наявності радіального зміщення r визначається за такою залежністю:

F_дод=С_ r (2.3.2)

Значення коефіцієнта с визначають з таблиці.

Таблиця 2.2.

Муфта d/D	С, Н/мм
12/32;14/32	300
16/40;18/40	490
20/50;22/50	800
25/60;28/60	900
32/80;36/80	1120
40/100;45/100	1320

2.4 Пружна компенсуюча муфта з радіальним розміщенням пакетів тонких пружин

Конструкція муфти подана на рис2.4.1. До напівмуфти 1, що має радіальні прорізи, вмонтовано пакети тонких пластинчастих пружин 4, які консольними частинами входять до трапецієвидних прорізів кільця 3 другої напівмуфти 2. При наявності осьового зазору _с та радіального _r податливість консольних частин пружин допускає достатнє кутове та осьове зміщення валів.

При передачі крутного моменту на консоль кожного пакету пружин діє колове зусилля

, (2.4.1)

де Т – крутний момент, що передається муфтою, Нм;

R – радіус розміщення кінців пакетів муфти, мм;

z – число пакетів пружин.

Рис. 2.4.1. Пружна компенсуюча муфта з радіальним розміщенням пакетів тонких пружин:

а) загальний вид; б) розрахункові схеми.

Характеристика жорсткості такого типу муфт подана на рис. 2.4.2.

Рис. 2.4.2 Характеристика жорсткості пружної компенсуючої муфти з радіальним розміщенням пакетів тонких пружин

До певного моменту Т₁ деформація кінця консолі буде пропорційна моменту Т. Кут повороту пакету пружних пружин можна визначити з такої залежності:

; =. , (2.4.2)

де І – момент інерції однієї пружини, м⁴;

і – число пружинок у пакеті;

 – кут повороту кінця пакету, рад;

Е – модуль пружності матеріалу пружини, для сталі Е=2,1510⁵ МПа;

 – кут нахилу бокової поверхні трапецієвидного пазу, рад.

При подальшому збільшенні передавального крутного моменту до значення Т₂ плече колового зусилля зменшується. Відповідно до цього жорсткість пружини збільшується до дотику з пружиною точки А₁ трапецієвидного пазу. Наступне збільшення навантаження крутним моментом до значення Т_мах знову буде викликати пропорційні деформації пакету пружин, оскільки плече згинаючого зусилля  залишається постійним. Таким чином, жорсткість муфти матиме складний характер, тобто на двох ділянках вона буде шматково-лінійною, а на одному – нелінійною.

Величину гранично допустимого моменту Т_мах обмежує міцність тонких пружин, що може бути визначена за такими залежностями:

, (2.4.3.)

, (2.4.4.)

; (2.4.5.)

де z – число пакетів пружин;

R_гр – граничний радіус комплекту пакетів пружин, мм;

 – зазор між напівмуфтами, мм;

W_xx – екваторіальний момент опору пружини, мм³;

в – ширина пружини, мм;

₁ – товщина однієї пружини, мм;

_гр – допустиме напруження згину, МПа.

5. ПРУЖНА КОМПЕНСУЮЧА МУФТА ІЗ ЗМІЄПОДІБНОЮ ПРУЖИНОЮ

Муфти з змієподібними пружинами можуть бути одношарові та багатошарові. Найбільш доскональними є багатошарові муфти. Вини мають, порівняно з іншими видами пружних муфт, підвищену енергоємність, хороші демпфуючі властивості, допускають значні осьові зміщення, радіальну неспіввісність та перекоси валів, а також допускають видалення та установку валів у сторону без осьового їх зміщення.

Муфти з змієподібними пружинами (рис.2.5.1.) розрізняються розміщенням зубів на втулках, кількістю рядів зубів та профілем бокової поверхні зубів. Найбільшого розповсюдження набули муфти, втулки яких мають по одному ряду зубів.

Залежно від форми бокової поверхні зубів муфта може мати лінійну характеристику (жорсткість постійна) або нелінійну характеристику (жорсткість змінна). У муфти постійної жорсткості опорні точки бокової поверхні пружини залишаються при її деформації постійною l=const.

У муфти нелінійної жорсткості профіль бокової поверхні зуба виконано так, що при збільшенні навантаження відстань між опорними точками зменшується, дякуючи чому жорсткість муфти збільшується.

На графіках точки Т₁ та₁відповідають випадку, коли контакт між змієподібною пружиною та боковими поверхнями зубів підходить до точокВ. ЗначенняТ₂ та₂відповідають граничним значенням, що залежать від міцності пружини.

Якщо порівняти муфти з лінійними та нелінійними характеристиками, то можна впевнитись у тому, що нелінійні муфти при передачі однакових моментів будуть мати менші габарити.

Вибір та перевірка міцності елементів нелінійної муфти з одношаровою змієподібною пружиною здійснюється так: за існуючими нормалями та рекомендаціями для заданого розрахункового крутного моменту Т_р та діаметрами з’єднуваних валів вибирають номер муфти та визначають основні розміри пружини та зубів.

Рис.2.5.1. Муфта пружна компенсуюча із

змієподібною пружиною:

а) загальний вид; б) схема навантаження пружин лінійної муфти; в) схема навантаження нелінійної муфти.

Характеристики муфт з лінійною та нелінійною жорсткістю показано на рис. 2.5.2.

Рис. 2.5.2. Характеристика жорсткості пружних муфт із змієподібною пружиною:

а) лінійної (постійної жорсткості); б) нелінійної (зміної жорсткості).

При перевірці міцності пружини визначають колове зусилля, що приходиться на одну вітку напіввитка:

, (2.5.1.)

де z– число зубів на кожній з напівмуфт;

D_p – розрахунковий діаметр розміщення осей пружини, мм;

T_p – розрахунковий крутний момент, Нм.

Потім визначають напруження згину в небезпечному перерізі пружини (переріз біля точки Б).

, (2.5.2.)

де _зг – допустиме напруження згину, МПа;

t –крок зубів за розрахунковим діаметром, мм;

 – діаметр дроту або товщина пластин, з яких виготовлена змієподібна пружина, мм;

h –висота (ширина) пластин змієподібної пружини, мм;

l – відстань між точкамиБнапівмуфт, мм.

Потім визначають радіус опорної доріжки зуба:

, (2.5.3.)

де Е=2,1510⁵ МПа – модуль пружності матеріалу пружини;

- момент інерції прямокутного поперечного перерізу змієподібної пружини, мм⁴.