Муфта упругая втулочно-пальцевая

Муфта упругая втулочно-пальцевая – сокращенно называютМУВП (ГОСТ 21424-93). В этих муфтах момент передается через пальцы и расположенные на них упругие элементы в форме гофрированных втулок

 

Рис. 3.9

(рис. 3.9). Пальцы своими кони-ческими концами закреплены в одной полумуфте и входят в цилиндрические отверстия другой полумуфты. Эти муфты не являются прогрес-сивными, так как обладают низкими компенсационными свойствами: при небольших смещениях валов втулки быстро изнашиваются. Но благодаря легкости изготовления, простоте упру-гих элементов, удобству их замены на-борами резиновых дисков МУВП сох-ранили применение в машиностроении,

особенно для приводов от электродвигателей.

Муфты выпускают на передачу моментов Т = 6,3…16000 Н·м с диамет-рами d = 9…160 мм.

Исполнение полумуфт:

– с цилиндрическими отверстиями по ГОСТ 12080-66:

1 – для длинных концов валов;

2 – для коротких концов валов;

– с коническими отверстиями по ГОСТ 12081-72:

3 – для длинных концов валов;

4 – для коротких концов валов.

Параметры и размеры муфт приведены в табл. В9 приложения В.

Пример обозначения муфты при Т _ном= 250 Н×м, d = 40 мм, исполнения 1, климатического исполнения У, категории размещения 3:

Муфта упругая втулочно-пальцевая 250 – 40 – 1 У3 ГОСТ 21424-93.

То же, одна из полумуфт диаметром d = 32 мм, исполнения 1, другая –

d = 40 мм, исполнения 4:

Муфта упругая втулочно-пальцевая 250 – 32 – 1 – 40 – 4 У3 ГОСТ 21424-93.

Муфта с резиновой конусной шайбой

В МГТУ имени Н.Э.Баумана разработана муфта с резиновой конусной шайбой (рис. 3.10). Полумуфты 1 и 2 соединены с помощью винтов 4 с резино-

металлическим упругим элементом 3, который представляет собой стальные конические диски с привулканизирован-ной или приклеенной к ним резиновой шайбой. Коническая форма торцов шайбы обуславливает равномерное рас-пределение касательных напряжений в

Рис. 3.10 резине при действии вращающего момента

и максимальную энергоемкость муфты. Муфты могут передавать моменты Т от 63 до 10000 Н×м при диаметрах валов d = 38…210 мм.

Параметры и размеры муфт см. в [2, c.128].

Муфты с металлическими упругими элементами отличают высокая нагрузочная способность, постоянство упругих свойств, возможность работы при высоких и низких температурах, в условиях радиации. Однако они сложны по конструкции, дороги, имеют высокую жесткость, требуют постоянного контроля и ухода при эксплуатации [2, с.91].

 

4. СЦЕПНЫЕ УПРАВЛЯЕМЫЕ МУФТЫ

 

Сцепные управляемые муфты предназначены для соединения и разъединения неподвижных или вращающихся валов. Они могут применяться при строгой соосности валов.

Сцепные муфты разделяют на кулачковые, зубчатые и фрикционные. Первые два типа применяют для передачи значительных моментов в условиях стесненных габаритов при нечастых включениях, необходимости жесткой кинематической связи и необязательной плавности включения.

Фрикционные муфты применяют для плавного соединения и разъединения валов на ходу в широком диапазоне скоростей при частых пусках и остановках (например, в автомобилях, станках, прессах).

Кулачковые муфты

Кулачковые муфты состоят из двух полумуфт 1 и 2 (рис. 4.1) с кулачками (выступами) на их торцо-вых поверхностях. Включение и вы-ключение осуществляют перемеще-нием по шлицам или шпонке вала одной их полумуфт (рекомендуют на ведомом валу для уменьшения изна-шивания). Кулачки одной полумуфты входят во впадины другой, создавая жесткую связь. Включение муфты происходит с ударами, поэтому раз-ность окружных скоростей на кулач-ках должна быть не более 1 м/с.

Рис. 4.1

Кулачковые муфты не допускают несоосности соединяемых валов. Соосность полумуфт обеспечивают расположением их на одном валу или с помощью специального центрирующего кольца 3, запрессованного в неподвижную полумуфту 1.

Параметры и размеры кулачковых муфт см. в [2, c.175 и 177].

 

Зубчатые муфты

 

В зубчатых сцепных муфтах одна полумуфта представляет собой зубчатое колесо с внутренними зубьями, а вторая – с наружными при одина-ковых модулях и числах зубьев (рис. 4.2). В отличие от кулачковых муфт у зубчатых зубья расположены не на торце, а на цилиндрической поверхности и имеют эвольвентный профиль.

Рис. 4.2

Рис. 4.3

Для облегчения включения осевых пе-ремещений полумуф-ты торцы зубьев закру-гляют. При необходимо-сти частых включений и выключений зубча-

тых и кулачковых муфт (например, в коробках скоростей автомобилей) для уменьшения ударов и шума применяют синхронизаторы. Они представляют собой небольшие конусные фрикционные муфты, включаемые перед включением основных (зубчатых или кулачковых) муфт для выравнивания скоростей ведомых и ведущих элементов. Управление синхронизатором и основной муфтой производят одним движением рукоятки.

На рис. 4.3 показан синхронизатор простейшего типа в сочетании с зубчатыми муфтами для поочередного соединения валов двух шестерен. При перемещении обоймы 1 с внутренними зубьями вправо или влево через шарик 2 передается осевая сила конусной полумуфте 3 синхронизатора, происходит ее сцепление с конусной полумуфтой шестерни и выравнивание скоростей. Дальнейшим движением рукоятки включается основная зубчатая муфта 4.

Параметры и размеры зубчатых сцепных муфт приведены в [2, c.178].

 

Фрикционные муфты

 

Фрикционные муфты передают вращающий момент за счет сил трения на рабочих поверхностях. Включения муфты производят плавным прижатием рабочих поверхностей соединяющихся деталей муфты. Изменяя силы сжатия поверхностей, можно регулировать силы трения и передаваемый момент. Вследствие проскальзывания рабочих поверхностей в начале включения разгон ведомого вала происходит плавно без удара. При установившемся движении проскальзывание отсутствует, полумуфты сцеплены, и оба вала вращаются с одной и той же скоростью. При перегрузке муфта пробуксовывает, предохраняя машину от поломки.

По форме поверхности трения фрикционные муфты делят на дисковые (плоская поверхность), конусные (коническая поверхность) и цилиндрические (цилиндрическая поверхность). Наибольшее распространение имеют дисковые муфты.

В дисковых муфтах рабочими поверхностями служат плоские торцы дисков. Схема простейшей дисковой муфты показана на рис. 4.4. Полумуфта 1 закреплена на валу неподвижно, а полумуфту 2 перемещают в осевом направ-лении, прижимая силой F_a при включении к диску полумуфты 1.

Фрикционные муфты не допускают несоосности валов. Для обеспечения соосности полумуфт в неподвижную полумуфту 1 запрессовано центрирующее кольцо 3.

По условиям смазывания муфты бывают сухие и масляные, работающие в масляной ванне. Масло служит для уменьшения изнашивания дисков, пре-дотвращения заедания, отвода тепла, обеспечения стабильности коэффициента

Рис. 4.4 трения.

Пару трения образуют чугунные или закаленные стальные диски, диски с металлокерамическим покрытием, диски с приклеенными (или на заклепках) накладками из фрикционных материалов.

Условие передачи муфтой требуемого расчетного момента Т _р

Т_f = β Т _р, (4.1)

где T_f = 10^-3 F_afR – момент сил трения, Н·м;

F_a – сила сжатия дисков, Н;

f – коэффициент трения;

R = (D _н + D _в)/4 – средний радиус поверхности трения дисков (рис. 4.4), мм;

β – коэффициент запаса сцепления: β = 1,25…1,5.

Необходимая сила прижатия дисков, Н, из соотношения (4.1)

F_a = 10³β T _p / (fR)

Вследствие малых значений f сила F_a получается достаточно большой.

Износостойкость трущихся поверхностей дисков проверяют по величине давления р на них, МПа:

p = F_a / A = 4 F_a / [π(D _н² – D _в²)] < [ p ].

Для уменьшения силы прижатия дисков и габаритов муфты применяют многодисковые муфты.