Классы муфт различают по режиму соединения валов.

ü Нерасцепляемые (постоянные) – соединяют валы постоянно.

ü Управляемые – соединяют и разъединяют валы в процессе работы, например, широко известная автомобильная муфта сцепления.

ü Самодействующие – срабатывают автоматически при заданном режиме работы.

ü Прочие.

Основная характеристика муфты – передаваемый вращающий момент.

Существенные показатели – габариты, масса, момент инерции.

Муфты – автономные узлы, поэтому они легко стандартизируются (,что и сделано!).

Муфты рассчитывают по их критериям работоспособности:

ü  прочности при циклических и ударных нагрузках,

ü  износостойкости,

ü  жёсткости.

На практике муфты подбираются из каталога по величине передаваемого момента

M = M_ВалK,

где М_Вал – номинальный момент, определённый расчётом механизма, К – коэффициент режима работы (коэфф. запаса по моменту ):

К = 1 ÷ 1,5 спокойная работа, лёгкие машины;

К = 1,5 ÷ 2 переменные нагрузки, машины среднего веса (поршневые компрессоры);

К = 2 ÷ 6 ударные нагрузки, большие массы (прессы, молоты).

Нерасцепляемые соединительные муфты.

Жёсткие (глухие) муфты применяют для соединения вращающихся деталей и предназначенные для пере­дачи вращающего момента без изменения угловой скорости.

Не обеспечивает компенсации несоосности, смещения и перекоса осей соединяемых механизмов.

Жесткие муфты могут быть втулочными или фланцевыми.

 

Втулочная муфта - простейшая из жестких муфт. Она представляет собой втулку 3 (рис.3), посаженную с помощью шпонок, штифтов или шлицев на выходные концы валов 1 и 2.

 

Рис.3. Втулочная муфта: а — крепление на шпонке; б — крепление штифтом

 

Втулочные муфты находят применение в тихоходных и неответственных конструкциях машин при диаметрах валов d < 70 мм.

 

Достоинство таких муфт — простота конструкции и малые габаритные размеры;

недостатки — сложность монтажа; необходимость очень точного совмещения валов, так как эти муфты не допускают радиального или углового смещения осей валов (рис.3).

 

Материал для изготовления втулки — сталь 45; для муфт больших размеров — чугун СЧ25.

 

Значение передаваемого вращающего момента Мвр определяют из условия прочности штифтов на срез:

где [t_ср] —допустимое напряжение на срез.

d_cp=(d1+d₂)/2- средний диаметр конического штифта по сечениям среза, dв – диаметр вала.

 

Фланцевая муфта

 

 

 

Фланцевая муфта (Рис.4) состоит из двух полумуфт 1 и 2 (рис.4,б), соединенных болтами 4. Для передачи вращающего момента используют шпоночные или шлицевые соединения. Вращающий момент передаётся за счёт сил трения между фланцами, а когда болты вставлены без зазора, то также и болтами.

Эти муфты называют также поперечно-свертными. Для лучшего центрования фланцев на одной полумуфте делают круговой выступ, на другой — выточку того же диаметра (на рис.4, а) или предусматривают центрующее кольцо 3 (рис.4, б).

 

Рис.4. Фланцевые муфты: а – центрирование  за счет выступа; б — центровка кольцом (3)

 

Фланцевые муфты могут передавать значительные вращающие моменты.

 

Расчет предельного Мвр по условию прочности на срез [t_ср] болтов 4.

 

Достоинств а — простота конструкции и легкость монтажа; Недостатки — необходимость точного совмещения валов и точного соблюдения перпендикулярности соприкасающихся торцовых поверхностей полумуфт к оси вала.                                         

 

Материал фланцевых полумуфт — сталь 40, 35Л, чугун СЧЗ0.

 

Компенсирующие муфты.

Поводковые муфты.

Применяют при наличии значительных радиальных и осевых смещений для соединения валов применяют поводковые муфты (рис. 5 а,б). Компен­сация смещений обеспечивается изогнутыми рычагами (рис. 5, а) или перемещением пальца, запрессованного в диск в одной из полу­муфт, по пазу другой полумуфты (рис. 5, б).

Простейшие поводковые муфты находят применение при малых диаметрах валов ( d_B < 3 мм), незначительных угловых скоростях и передаваемых вращающих моментах.

Дисковые муфты (рис. 5, б) позволяют передавать значительно большие вращающие моменты. Их используют при значительных угловых скоростях. Геометрические размеры муфт стандартизиро­ваны.

 

Рис. 5. Поводковые муфты:

а — с изогнутыми рычагами; б — дисковая

 

ВНИМАНИЕ! Выше было указано, что муфтами называют устройства, служащие для соединения вращающихся деталей и предназначенные для пере­дачи вращающего момента без изменения угловой скорости. Однако очевидно, что при несоосности осей, изображенных на рис. 5,а расстояние R до точки контакта поводков при вращении муфты будет изменяться, а это приведет к формированию нелинейности функции преобразования этого передаточного механизма и, следовательно, к непостоянству угловой скорости ведомого звена даже при равномерном вращении ведущего. Т.о. муфты в общем случае являются источником нелинейности в кинематических цепях приборных механизмов.

 На рис. 5, в и 5,г конструкции поводковых муфт приборных (5,в- с устранением мертвого хода)

Рис.5. , д и далее. Варианты конструкций поводковых приборных муфт.

Дисковые муфты.

Рис.6 Муфта упругая пальцевая МУВП

Муфта типа МУВП широко применяются в машиностроении для соединения валов диаметром от 10 мм (рис. 6.). Они состоят из двух полумуфт 1 и 2, насаженных на концы валов 3 и 4 со шпонками 5 и 6, стальных пальцев 7, закрепленных в одной из полумуфт с посадкой на конус гайками 8; упругих резиновых втулок 9. Отверстия в полумуфтах могут быть коническими.

Для уменьшения динамических нагрузок в дисковых муфтах применяют упругие промежуточные звенья.

 

 

 

Рис. 7. Дисковые муфты с упругим промежуточным диском;  

В упругой дисковой муфте (рис. 7) промежуточным звеном служит диск 4, находящийся между двумя полумуфтами 2 и 5. В каж­дой из полумуфт запрессованы по два цилиндрических пальца 1 и 3, смещенных один относительно другого на 90°. Пальцы входят в от­верстия упругого промежуточного диска, изготовляемого из резины, кожи, пластмассы.

 

 

Муфты упругие со звездочкой (ГОСТ 14084 – 76)

Муфта упругая со звездочкой состоит из двух полумуфт 1 и 2 с торцовыми кулачками трапецеидального сечения (рис.8 ). Кулачки полумуфт входят в соответствующие впадины между зубьями упругой звездочки 3 из технической резины.

 

промежуточного

Рис.8 Упругие муфты со зведочкой.

Достоинства муфты: легкость сборки и разборки; компенсация несоосности валов; надежность работы при эксплуатации. Недостатки: небольшие диаметры валов; небольшой передаваемый момент; необходимость сдвига валов или полумуфт при монтаже.

Применяемые для диаметров валов 10-45 мм, Допускают смещения валов: радиальные - 0.5мм, угловые – 1.5 градуса. Максимальный передаваемый момент 400 Н *м. 

Муфта с торообразными оболочками (ГОСТ 20884 – 82) рис 9.

 

Муфта состоит из двух полумуфт 1 и 2, торообразной оболочки 3, двух колец 4, которые с помощью винтов 5 закрепляют оболочку на полумуфтах. Материал полумуфт Ст 3 или чугун СЧ 40, оболочка – резина.

Достоинства: высокая компенсирующая способность (радиальное смещение валов D=3…4.мм, угловые Da–до 1,5⁰). Недостаток: большие диаметральные размеры.

 

Сильфонная муфта      Рис.10.

Основной деталью такой муфты является упругий оболочковый элемент-сильфон (1), который прикреплен (приварен) к двум полумуфтам (2, 3) для установки на валы

 

 

Крестовые муфты

Рис. 11  Крестовая муфта

 

Крестовые муфты применяются для соединения валов, оси кото­рых имеют поперечное смещение. Эта муфта (Рис. 11) состоит из трех частей: из двух частей с пазами, связанных с соединяемыми валами, и средней, части со взаимно перпендикулярными выступами (кре­стовина), которые входят в соответ­ствующие пазы первых двух частей. Обычно муфты в приборострое­нии на прочность не рассчитывают, так как воспринимаемые нагрузки невелики.

 

 

Мембранные муфты

Мембранные муфты применяются при сравнительно малых угло­вых смещениях осей (З⁰-6°). В мембранных муфтах почти отсут­ствует мертвый ход, поэтому они широко применяются в точных отсчетных механизмах.

Мембранная муфта имеет два диска со штифтами, которые вхо­дят в соответствующие отверстия мембраны (Рис. 12,а).

Рис. 12. Мембранная муфта.

 

На рис. 12,б изображена двухмембранная муфта, дающая мень­шее искажение при передаче вращения, чем муфта с одной мем­браной. Мембраны муфт изготовляются из стали, фосфористой бронзы, текстолита и т. п.

Стоимость муфты иногда больше стоимости датчика.

 

Крестово-шарнирные муфты. (Шарнир Гука)

Идея муфты впервые предложена Джироламо Кардано в 1570 г. и доведена до инженерного решения Робертом Гуком в 1770 г.

В шарнирных муфтах использован принцип пространственного шарнира. Такие муфты служат для передачи крутящего момента между валами, имеющими большое угловое смещение до 40 – 45градусов. Они могут использоваться в случае изменении угла смещения в процессе эксплуатации, например, в карданных валах автомобилей.

Конструкции и размеры шарнирных муфт самые различные (рис. 13.а). Обычно простейшая шарнирная муфта состоит из двух полумуфт – вилок 1 и 2, насаженных на концы валов, и крестовины 3. Недостаток этой муфты – неравномерное вращение ведомого вала.

Передаточ­ные отношения определяются формулами

(j₁ — угол поворота звена 1). Постоянное передаточное отношение, равное единице, можно получить при двойном универсальном шарнире (рис. б), когда углы Da одинаковы для обоих шарниров, а вилки 2 и 2' промежуточного валика 4 лежат в одной плоскости.

Для исключения этого недостатка применяют сдвоенную шарнирную муфту (рис. 13.б). Применение телескопического промежуточного вала обеспечивает смещение валов в процессе работы (рис. 13.в.). Такой принцип работы шарнирных муфт широко используется в карданных валах автомобилей.

 

Рис. 13 Крестово-шарнирные муфты.

 

Для ориентировочных расчетов крестово-шарнирных муфт коэф­фициент полезного действия h можно брать в следующих пределах:

 

a	0°	2°30'	5°	7°30'	10°	12°30'	15°
h	0,96	0,94	0,87	0,83	0.75	0,68	0,61

 

Для других типов муфт КПД h составляет от 0.7 до 0.95.

 

 

Гибкие валы

Гибкие валы имеют широкое применение в авиационных, оптико-механических, медицинских и других приборах.

Передача вращения посредством гибкого вала может быть осу­ществлена в любом направлении, для чего гибкий вал имеет несколько слоев стальной проволоки, навитых в разные стороны (рис. 14).

Рис. 14. Гибкий вал.

 

Однако рекомендуется передача вращения в том направлении, в котором навит верхний слой вала. Существуют гибкие валы с сердечником и без него. Гибкий вал без сердечника более гибок, но менее прочен.

Для предохранения вала от раскручивания, попадания пыли и сохранения смазки его помещают в металлическую оболочку. Гибкие валы изготовляются диаметром от 1 до 100 мм и длиной до 7 м .

 В приборостроении наиболее употребительны гибкие валы диа­метром от 1,5 до 10 мм и длиной до l,5--2,5 м .

 

 

Предохранительные муфты

 

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: