20.2.3 Соединительные компенсирующие муфты с упругим элементом

Упругие муфты не только компенсируют несоосность валов, но и смягчают толчки и удары за счет деформации упругого элемента. Упругие элементы муфт изготовляют из пружинной стали, резины, пластмассы.

Упругие втулочно-пальцевые муфты (МУВП) имеют самое широкое распространение в приводах электродвигателей с малым и средним вращающими моментами (рис. 71). Полумуфты изготовляют из чугуна СЧ20, стали 30 или 35. Материал пальцев — сталь 45. Материал упругих элементов — резина с пределом прочности не менее . Окружная скорость муфты ограничена 30 м/с. Деформация резиновых упругих элементов смягчает толчки и удары, но амортизирующая способность муфты невелика. Муфта МУВП компенсирует радиальное смещение до 0,6 мм, угловое - до 1° и небольшое осевое смещение валов. Муфты МУВП выбирают по ГОСТ 21424-75.

Рисунок 71 – Муфта упругая втулочно - пальцевая

Для проверки прочности рекомендуется рассчитывать пальцы по напряжениям изгиба, а резину — по напряжениям смятия на поверхности соприкосновения втулок с пальцами. При этом полагают, что все пальцы нагружены одинаково, а напряжение смятия распределено по длине втулки. Алгоритм расчета приведен в табл. 51.

Таблица 51 – Алгоритм расчета

Пальцы	Втулки
КР – изгиб	КР – смятие
РН -	РН -
РУ - , где — окружная сила, определяемая по диаметру центров пальцев муфты; - длина пальца; - число пальцев; - диаметр пальца; - допускаемое напряжение пальца на изгиб	РУ - , где - длина втулки; - допускаемое напряжение втулки на смятие
РФ - , где - диаметр центров пальцев;	РФ –

Муфты упругие со звездочкой (рис. 72) применяют для валов диаметром 12...48 мм в диапазоне крутящих моментов 6,3...400 Н м. По упругим и компенсирующим свойствам эти муфты близки к МУВП. Муфты этого типа допускают радиальное смещение до 2 мм, угловое до 1°30'; их применяют для соединения быстроходных валов ( = 3000...6000 мин^-1).

Рисунок 72 – Муфта упругая со звездочкой

Работоспособность резиновой звездочки определяется напряжениями смятия , где - наружный диаметр звездочки; — число зубьев звездочки; -осевой размер зубьев звездочки; — диаметр вала.

Муфты с торообразной упругой оболочкой просты по конструкции (рис. 73), изготовление их не вызывает затруднений. Муфта обладает высокой податливостью (угол закручивания до 5°), хорошими амортизирующими свойствами и может компенсировать радиальные смещения валов до 5 мм, осевые - до 4 мм, углы поворота до 4°. Эти муфты допускают кратковременную перегрузку по вращающему моменту: для муфт диаметром — до 2,5 , более 250 мм — до 2 . Это позволяет использовать муфты в конструкциях, где трудно обеспечить соосность валов (например, между редуктором и приводным валом конвейера при отсутствии общей рамы), при переменных и ударных нагрузках.

Рисунок 73 – Муфта с торообразной оболочкой

Наружный диаметр муфты определяют из расчета оболочки на прочность. Ориентировочные соотношения размеров основных элементов муфты: ; ; ; . Число винтов ориентировочно принимают в зависимости от диаметра : - при , - при 160...320 мм.

Оболочку рассчитывают на прочность по напряжениям сдвига в сечении около зажима (по диаметру ), . Используя эту формулу и принятые соотношения, можно получить выражение для наружного диаметра оболочки , где - диаметр оболочки, см.

Оболочки с изготовляют без армирования нитями корда; при этом 0,45...0,5 МПа. При оболочки армируются кордом и 0,7...0,75 МПа. Муфты с торообразной оболочкой выполняют по ГОСТ 20884-82.