4. Муфты
Муфты – это устройства для соединения валов между собой.
Муфты подбирают по ГОСТ по диаметру соединяемых валов и расчетному крутящему моментов.
Tp=kp*Tном,kp– коэффициент режима работы, зависит от условий работы муфты (величина табличная).
Муфты бывают: постоянные (фланцевые и втулочные) и управляемые (или сцепные) (кулачковые, фрикционные и др.).
1. Втулочные муфты.
Муфты представляют собой втулку, которая соединяется с валом шпонками, штифтами, шлицами.
Достоинства втулочной муфты: простота конструкции, низкая стоимость, небольшие габариты.
Недостатки: трудность сборки и разборки, необходимость очень точного совмещения осей валов.
Расчет втулочной муфты.
1) Муфту рассчитывают на кручение:
,
[τкр]=25 МПа (для стали).
.
2) Соединение муфты с валом проверяют на прочность.
Шпонка, шлицы – на смятие, штифты - на срез.
FсмилиFср;
;
.
2. Фланцевые муфты.
Фланцевые муфты состоят из 2-х полумуфт, каждая из которых насаживается на вал с натягом, затем по всему диаметру муфты скрепляются болтами.
Рис. 1
Достоинства: надежное соединение валов; простота конструкции; невысокая стоимость; простота сборки и разборки соединения, по сравнению с втулочным соединением.
Недостатки: строгое центрирование валов, относительно большие габариты по диаметру.
Расчет фланцевых муфт.
1) Болты проверяют на прочность (см. рис. 1).
d– диаметр вала;
D0– диаметр расположения центров болтов;
Dст– диаметр ступицы;
в – толщина соединяемых деталей;
L– длина муфты;
z– количество болтов;
M… - маркировка болтов;
.
2) Рассчитывается соединение вала на прочность (шпонки, штифты, шлицы).
Кулачковые муфты.
Состоят из двух полумуфт, на одной из которых выполнены кулачки, на другой – расточи под кулачки – компенсирующие и управляемые.
Компенсирующие муфты соединяют валы, имеющие незначительное смещение. Управляемые – соединяют и разъединяют валы во время работы. В компенсирующих муфтах применяются упругие элементы, чаще всего – пружина.
Расчет кулачковых муфт.
К
улачки
рассчитывают на смятие по расчетному
удельному давлению на поверхности
кулачков.
,
гдеz– количество кулачков;
- управляемая.
постоянная
Расчет соединения муфты с валом.
Фрикционные муфты.
Применяются для соединения валов под нагрузкой, когда плавность включения является обязательной. Сцепление полумуфт осуществляется за счет сил трения. При перегрузах полумуфты проскальзывают, что защищает механизм от поломок.
Для работы муфты необходимо обеспечить
осевое усилие
,
которое должно создать необходимую
силу трения между поверхностями для
обеспечения требуемого момента трения
.
D1– диаметр дисков муфты.
D– наружный диаметр дисков муфты.
fтр– коэффициент трения (величина табличная)
Fа– осевое усилие
z– количество стыков (дисков может быть до 11количество стыков увеличивается)
момент трения между дисками:
,
гдеp– удельное давление
на поверхности дисков (табл.).
Соединение вала с муфтой рассчитывают на прочность.