СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1 Глухие муфты 5

1.1 Втулочные муфты 6

1.2 Фланцевые муфты 7

2 Жесткие подвижные муфты 10

2.1 Жесткие компенсирующие муфты 10

2.2 Упругие муфты 11

2.3 Шарнирные муфты 11

3. Упругие подвижные муфты 19

3.1 Муфты с металлическими упругими элементами 21

4. Кулачковые и фрикционные сцепные муфты 31

4.1 Кулачковые муфты 31

4.2 Фрикционные муфты 32

5. Пневматические и электромагнитные муфты 35

5.1 Пневматические муфты 35

5.2 Электромагнитные муфты 36

Заключение 40

Список используемой литературы 41

ВВЕДЕНИЕ

Муфты, входящие во многие механизмы и машины, являются ответствен­ными узлами, часто определяющими надежность и долговечность всей машины. Ос­новное их назначение — передача вращения и момента (без изменения его ве­личины и направления) с одного вала на другой или с вала на свободно сидя­щую на нем деталь (шкив, зубчатое колесо, звездочка и т. п.) и обратно.

Разнообразие задач, решаемых с помощью муфт, и требований, предъявляе­мых к ним в соответствии с условиями эксплуатации машин и агрегатов, в состав которых входят муфты, — все это вместе взятое вызвало к жизни большое коли­чество конструкций муфт различных видов. При этом нередко встречаются слож­ные комбинированные муфты, объединяющие в себе свойства нескольких типов простейших муфт. Эти обстоятельства, а также разбросанность по раз­личным источникам необходимых сведений о муфтах при решении практиче­ских вопросов их применения ставят инженерно-технических работников, свя­занных с конструи­рованием, изготовлением и эксплуатацией муфт, в затрудни­тельное положение.

Многообразие существующих конструкций муфт чрезвычайно затрудняет про­ведение строгой типизации их и приводит к созданию сложных систем класси­фикации. В данной работе принята следующая классификация муфт, упрощен­ная, но достаточно удобная для практических целей: глухие, подвижные (жест­кие и упругие); сцепные (кулачковые и фрик­ционные, в том числе пневматиче­ские и порошковые); свободного хода (обгонные); предохранительные; центро­бежные; комбинированные и специаль­ные.

При расчете муфт исходным обычно является максимальный крутящий момент, передаваемый муфтой. В тех случаях, когда этот момент может быть точно вы­явлен с учетом динамических нагрузок и возможных эксплуатационных пере­грузок, он берется в качестве расчетного момента. В остальных случаях по­следний определяется путем умножения номинального крутящего момента на коэффициент режима работы К. Этим коэффициентом учитывается влияние ряда факторов: вид двигателя, характер рабочей машины, величина разгоняе­мых масс и т. п.; как правило, он вводится в расчет при проектировании, муфт любых конструкций.

Значения коэффициента режима определяются на основа­нии экспе­риментальных данных и опыта эксплуатации муфт.

Многие авторы и зарубежные фирмы реко­мендуют различные величины коэф­фициентов режима, однако до настоящего времени нет единой, общепринятой методики его определения.

Рисунок 1. Классификация муфт.

1 Глухие муфты

Глухие муфты предназначаются для постоянного жесткого соединения строго соосных валов. При использовании этих муфт допускаемая величина смещений осей валов лежит в пределах 0,002—0,05 мм]; нормами на монтаж корабель­ных валопроводов допускается радиальное смещение 0.05 мм и перекос 0.05 мм на 1 м длины (угол перекоса 5-10^-5 рад). Глухие муфты помимо крутя­щего мо­мента передают изгибающие моменты, перерезывающие и осевые усилия. С целью разгрузки муфт от действия изгибающего момента их целесообразно располагать вблизи опор.

Рисунок 2. Классификация глухих муфт.

Глухие муфты применяются преимущественно в приводах и передачах, где требуется жесткое и надежное соединение отдельных валов в длинный со­став­ной вал с тем, чтобы он работал как цельный. Применяются они также в пере­дачах, работающих с переменной скоростью в режиме частого пуска, где срав­ни­тельно небольшой маховой момент муфт является важным их достоинством.

1.1 Втулочные муфты

Втулочные муфты — наиболее простой вид глухих муфт.

На рисунке 3 показаны четыре разновидности втулочных муфт по нормалям маши­ностроения: втулочная муфта со штифтами — а (МН 1067—60); втулочная муфта со шпонками (призматическими б или сегментными в, МН 1068—60); вту­лочная муфта со шлицами — г (МН 1069—60).

Рисунок 3. Муфты втулочные со штифтами и со шпонками

Достоинствами муфты являются простота конструкций и изготовления, малые габаритные размеры и низкая стоимость. Недостаток — сложность мон­тажа и демонтажа, связанная с необходимостью перемещения валов или муфты вдоль вала. По этой причине при гладких цилиндрических концах валов для соедине­ния их с муфтами используется только напряженная посадка.

Применение втулочных муфт ограничивается валами диаметром d <= 100 мм.

Максимальный передаваемый крутящий момент М_кр (кгс*м):

Для муфт со штифтами – 400

- с призматическими шпонками – 560

- со шлицами – 1250

При отсутствии ударных нагрузок частота вращения не ограничивается.

Для валов диаметром d= 4-16 мм применяются только втулочные муфты со штифтами. Материал втулок — сталь 45 (для муфт со шлицами — сталь 45 улучшенная; твердость HRC 24—30).

Соотношение между размерами муфты:

Наружный диаметр муфты D - (1,5-2) d

Длина L - (2,84-4) d

Наружный диаметр муфты может быть проверен из условия равнопрочности втулки и вала.

1.2 Фланцевые муфты (поперечно-свертные)

Фланцевая муфта является наиболее надежным и распространенным видом глухих муфт. Она состоит из двух полумуфт с фланцами, насаживаемыми на концы валов; фланцы стягиваются болтами.

Рисунок 4. Муфты фланцевые

На рисунке 4 показаны четыре разновидности фланцевых муфт: открытые (а) от­крытые с промежуточными полукольцами (б), закрытые (в) и закрытые с про­межуточными полукольцами (г).

Для обеспечения соосности полумуфты центрируются либо выступом на одном фланце и выточкой на другом (рисунок 4, а, в), либо промежуточными полу­

коль­цами (рисунок 4, б, г). В последнем случае при монтаже и демонтаже не тре­буется осевого смещения валов, но зато снижается точность центрирования.

Для большей точности сопряжения и предотвращения изгиба валов в муфтах должна быть обеспечена строгая перпендикулярность торцовых поверхностей полумуфт к оси вала. Материал полумуфт — сталь 40 и 35Л (ГОСТ 977—75); при окружной скорости v <=35 м/с полумуфты допускается изготовлять из марки чугуна СЧ 21-40.

Для соединения полумуфт с валом (цилиндрическим) в нормалях преду­смот­рена напряженная посадка. При тяжелых условиях работы (реверсивная работа и т. п.) применяется неподвижная (легкопрессовая) посадка или посадка на конусные концы. В некоторых машинах вместо полумуфт применяются фланцы, привариваемые к валу или изготовляемые за одно целое с валом. Достоинствами муфты являются: удобный монтаж и демонтаж, особенно для муфт с промежуточ­ными полукольцами; точное, жесткое и надежное соединение ва­лов; способность передавать значительные крутящие моменты.

Допускаемая максимальная окружная скорость: для муфт из стали v <= 70 м/с, для муфт из чугуна v <= 35 м/с.

Закрытые муфты могут быть использованы в качестве тормозных барабанов или шкивов ременных передач. За исключением этих случаев, предпочтение надо отдавать открытым муфтам (они меньше по длине и более удобны для за­тяжки болтов).

На рисунке 5 представлена муфта фланце­вая по ГОСТ 20761—75. Значения номиналь­ного крутя­щего момента указаны для муфт с постоян­ными по величине и на­правлению нагрузками.

Полумуфты соединяются поочередно получистыми болтами, вставленными в отвер­стия с зазором, и чистыми болтами, вставлен­ными в отверстия без зазора.

При соединении полумуфт болтами, вста­вленными в отверстия с зазором, кру­тящий момент передается за счет сил трения между торцовыми поверхностями полумуфт, и расчет сводится к определению силы затяжки одного болта по формуле

Рисунок 5. Муфта фланцевая по ГОСТ 20761-75

где k – коэффициент режима; D и d₂ — диаметры, [см]; f - коэффициент тре­ния,

f= 0, 1-0, 2; z – количество болтов.

При соединении полумуфт болтами, вставленными в отверстия без зазора, бо­лты рассчитывают на срез по силе.

где S – сила, срезающая один болт, [кгс]; D₁ – диаметр окружности расположения болтов, [см].

Вышеприведенные расчеты учитывают только передачу крутящего момента.

В случаях, когда муфты дополнительно нагружаются изгибающими момен­тами и осевыми силами значительной величины, при расчете болтов следует учи­ты­вать усилие дополнительной затяжки их, необходимое для исключения рас­кры­тия стыка полумуфт.