Подвижные (самоустанавливающиеся) муфты

Вид 1.2.1.1

Из компенсирующих жестких самоустанавливающихся муфт самой распространенной является зубчатая муфта типа М3 и МЗП ГОСТ 6006-55 (рис. 4.1).

Зубчатая муфта состоит из двух полумуфт 1 с наружными зубьями и двух половин обоймы 2 с внутренними зубьями, сцепляющимися с зубьями полумуфт. Смещение соединяемых валов компенсируется за счет:

а) боковых зазоров в зубчатом зацеплении (радиальное смещение);

б) возможности свободного продольного смещения сопряженных зубьев (осевое смещение);

в) бочкообразной формы со сферической поверхностью снаружи зуба (угловое смещение) в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Рис. 4.1. Зубчатая муфта

Широкое применение в машиностроении зубчатых муфт объясняется рядом их достоинств: небольшие габариты и вес; большая нагрузочная способность, определяемая большим числом одновременно сцепляющихся зубьев; допустимость высоких окружных скоростей (до 25 м/с), технологичность. Размеры зубчатой муфты принимают по таблицам ГОСТа 5006-55 в зависимости от величины расчетного момента.

Вид. 1.2.1.2

Из компенсирующих самоустанавливающихся радиальных муфт наиболее распространены крестовые муфты, допускающие также осевое (продольное) и угловое смещения соединяемых валов. Из крестовых муфт наиболее распространены кулачково-дисковые муфты ГОСТ 20720-81 (муфта Ольдгэма) (рис. 4.2).

Муфта состоит из двух полумуфт 1 и 2 и промежуточного плавающего диска 3. Небольшое угловое смещение компенсируется за счет зазоров.

 

Рис. 4.2. Кулачково-дисковая муфта

Прямоугольный гребень

Эвольвентный гребень

Рис. 4.2(а). Кулачково-дисковая муфта

Довольно широкое распространение имеет также крестовая муфта со скользящим вкладышем (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Муфта крестовая со скользящим вкладышем

Она состоит из полумуфт 1 и 2 и вкладыша-сухаря 3, имеющего форму параллелепипеда. Принцип действия этой муфты такой же, как и крестовой кулачково-дисковой муфты.

Вид. 1.2.1.3

Цепные муфты ГОСТ 20742-81 (рис. 4.4) допускают радиальное смещение соединяемых валов до 0,01d, угловое смещение до 1 град. Состоят из двух полумуфт с одинаковыми звездочками. Крутящий момент от одной звездочки к другой передается одной цепью (рис. 4.4а) или двумя цепями (рис. 4.4.б).

Цепная муфта с двухрядной цепью

Цепная муфта с бесшумной цепью

Цепная муфта с косым разрезом

Рис. 4.4. Цепная муфта

 

Рис. 4.4(а). Однорядная цепная муфта по ГОСТ 20742-75

Рис.4.4(б) Двухрядная цепная муфта

Вид 1.2.1.4

Шарнирные муфты

Шарнирные муфты (шарниры Гука) предназначены для передачи вращающего момента между валами с взаимным наклоном осей до 40-45°, причем угол наклона может меняться. Передача вращения под такими большими углами достигается благодаря тому, что муфта имеет два шарнира с двумя взаимно перпендикулярными осями (рис. 4.5).

Спаривая две муфты, можно удвоить предельный угол между ведущим и ведомым валами или передавать движение между параллельными, но смещенными валами. Применив телескопический промежуточный вал (вал с изменяющейся длиной), можно изменять смещение валов во время работы.

Рис. 4.5. Схема шарнира Гука

Шарнирные муфты применяются при необходимости:

– компенсации неточностей взаимного расположения узлов после сборки, деформирования основания, деформирования рессор (в транспортных и других машинах);

– передачи вращения переставным валам (шпинделям многошпиндельных сверлильных станков, валкам прокатных станов и т.д.);

– передачи вращения закономерно перемещающимся во время работы узлам (консолям фрезерных станков и т.д.).

Шарнирные муфты применяются в широчайшем диапазоне крутящих моментов от 255 до 3000 Н·м.

Полумуфты шарнирных муфт выполняются в виде вилок, повернутых друг относительно друга под прямым углом и соединенных шарниром с промежуточным телом, обычно имеющим форму крестовины.

На рис. 4.6. представлены малогабаритные шарнирные муфты, которые применяют для диаметров валов от 10 до 40 мм в диапазоне моментов от 255 до 1280 Н·м. Крестовина этих муфт выполнена в виде камня. Шарниры образуются вставными осями. Конструкция весьма технологична.

Рис. 4.6. Шарнирные муфты

Существуют синхронные шарнирные муфты, обеспечивающие равномерное вращение ведомого вала. Конструкция, нашедшая достаточно широкое применение, показана на рис. 4.7.

На конце одного вала выполнена чашка со сферической полостью. На конце вала установлен шар. На сферической полости чашки и на шаре выполнены по шесть канавок постоянной глубины друг против друга. В каждой паре канавок помещен один шар. Шары держатся в общей плоскости, проходящей через центр сферы, сепаратором и вместе с канавками образуют шарниры.

Рис. 4.7. Синхронная шарнирная муфта

Рис. 4.8. Шарнирная муфта

Рис. 4.9. Шарнирная муфта

Рис. 4.10. Шарнирная муфта

Специальным рычагом, связанным с соединяемыми валами, сепаратор автоматически поворачивается так, чтобы шары располагались в плоскости биссектрисы угла между валами. При этом обеспечивается синхронное вращение ведущего и ведомого валов.

На рис. 4.8; 4.9; 4.10 изображены варианты конструкций шарнирных муфт.

Подгруппа 1.2.2

Подвижные (упругие) муфты

Упругие муфты служат в основном для уменьшения динамических нагрузок, передаваемых через соединяемые валы, предохраняют соединяемые валы от резонансных колебаний и допускают некоторую компенсацию неточностей взаимного расположения валов.

Основными характеристиками упругих муфт являются жесткость или обратная ей величина – податливость и демпфирующая способность, т.е. способность превращать в тепло энергию при деформировании упругих элементов муфты.

Различают упругие муфты линейные и нелинейные или постоянной и переменной жесткости. Первые имеют линейную характеристику, т.е. прямую пропорциональную зависимость угла закручивания муфты (угла поворота одной полумуфты относительно другой) от передаваемого момента, а вторые нелинейную характеристику. Для муфт постоянной жесткости:

где С – жесткость; Т – передаваемый вращающий момент; φ – угол закручивания.

Переменной жесткостью обладают муфты с металлическими упругими элементами, материал которых (резина, кожа и т.д.) не подчиняются закону Гука, а также муфты с металлическими упругими элементами, условия деформирования которых ограничиваются конструкцией. От характеристик жесткости упругой муфты в значительной степени зависит способность машины переносить резкие изменения нагрузки (удары) и работать без резонанса, колебаний.

Вид 1.2.2.1