Муфты с металлическими упругими элементами.

Металлические упругие элементы муфт.

По сравнению с неметаллическими металлические упругие элементы муфт (рис. 4.12) более долговечны и позволяют использовать возможность при большой нагрузочной способности получать малые габариты. Поэтому их применяют преимущественно для передачи больших крутящих моментов.

Рис. 4.12. Металлические упругие элементы

Представленные на рис. 4.12.а, витые цилиндрические пружины, работают на кручение. Стержни, пластины или пакеты пластин, расположенные по радиусу или по образующей (рис. 4.12 б), а также и пакеты разрезных гильзовых пружин (рис. 4.12 в) и змеевидные пластинчатые пружины (рис. 4.12 г) работают на изгиб.

Рис. 4.13(а). Зубчатое колесо с упругой муфтой

Муфта с цилиндрическими винтовыми пружинами (рис. 4.13) состоит из ведущей и ведомой полумуфтой с одинаковыми фасонными вырезами, в которые закладываются винтовые пружины с ограничителями (рис. 4.12 а). С торцов муфты закрывают дисками, которые крепят к полумуфтам, для предохранения пружин и ограничителей от выпадения и загрязнения.

Рис. 4.13(б). Муфта упругая с цилиндрическими винтовыми пружинами

Муфта зубчато-пружинная или со змеевидными пружинами (рис. 4.14) состоит из двух полумуфт с зубьями специальной формы, во впадинах между которыми помещается змееобразно изогнутая пружина, разделенная на несколько частей. Зубья и пружина закрываются снаружи кожухом, состоящим из двух половин, соединяемых между собой болтами с резьбой.

 

Рис. 4.14. Муфта со змеевидной пружиной

Муфта упругая с радиальными пакетами пружин. Если пазы для пружин имеют прямоугольное сечение, пружины устанавливаются в один паз без зазора, а в другой свободно, то жесткость муфты будет постоянной. Если же в одной полумуфте пазам придана трапецеидальная форма (рис. 4.15), то свободный конец пружины, входящей в такой паз, может поворачиваться; точка приложения окружного усилия соответственно перемещается, а следовательно, изгибающий момент и деформация пружины изменяются нелинейно, т.е. муфта приобретает переменную жесткость.

Рис. 4.15. Муфта с радиальными пакетами пластин

Пакет пружин собирают из нескольких тонких пластин, благодаря чему обеспечивается большая эластичность муфты; при деформации пакета пластины скользят одна относительно другой, вследствие трения происходит необратимое поглощение энергии, способствующее гашению колебаний.

Рис. 4.16. Муфта упругая с осевыми пружинами

На рис. 4.16 и 4.17 показана муфта упругая с осевыми пружинами. Пакеты плоских пластинчатых пружин 1, расположенных параллельно оси вала, вставлены в хвостовики 2 и 3 и удерживаются в них штифтами 4. Полученная таким образом кассета одним концом связана с полумуфтой 5 плоским пружинным кольцом 6, а другим свободно вставлена в отверстие полумуфты 7. При отклонениях от соосности соединяемых валов и деформировании пружин под нагрузкой свободные концы кассет могут перемещаться по отверстиям полумуфты. Для уменьшения изнашивания в отверстия запрессованы втулки 8 из антифрикционного материала. При сборке поверхности отверстий и хвостовиков натирают графитовыми смазочными материалами. Необходимую жесткость при кручении достигают изменением количества пакетов, толщины пружин и подбором материала. При исполнении I паза хвостовика муфта имеет линейную зависимость изменения жесткости при кручении. Для получения нелинейной характеристики пазу придают криволинейный профиль (исполнение II).

Рис. 4.17. Муфта упругая с осевыми пружинами

Класс II

Муфты управляемые и цепные

Управляемые муфты позволяют соединять или разъединять валы при помощи механизма управления. По принципу работы все эти муфты можно разделить на две группы: муфты, работающие за счет зацепления, и муфты, работающие за счёт сцепления (за счёт сил трения фрикционные муфты).

Группа 2.1.

Муфты синхронные

В этих муфтах момент передается от ведущего вала к ведомому взаимным зацеплением полумуфт посредством кулачков (выступов на торцах) или зубьев. Включение или выключение этих муфт при вращении валов сопровождается ударами, так как добиться полного совпадения частот вращения соединяемых валов (синхронности вращения) трудно. Для этого требуется производить включение без нагрузки или снижать окружную скорость до 1 м/с. Поэтому синхронные муфты применяют при отсутствии требования плавности включения, при редких включениях и малой относительной угловой скорости, а также в условиях стесненных габаритов.

Рис. 5.1. Кулачковая управляемая муфта (синхронная)

Вид. 2.1.1

Муфта кулачковая состоит из двух полумуфт 1 и 2, сцепляющихся между собой посредством торцовых кулачков 3 (рис 5.1). Втулка 5 служит для центровки валов. Одна из полумуфт (на рис. левая) соединена с валом неподвижно, а другая установлена на валу с возможностью осевого перемещения на направляющих шпонках (или шлицах). Осевое перемещение подвижной полумуфты осуществляется с помощью устройства, называемого отводкой, кольцо которой помещается в пазу 4 полумуфты 2. Для уменьшения износа деталей отводки подвижная полумуфта устанавливается на ведомом валу. Чаще всего кулачковые и зубчатые сцепные муфты располагают на одном валу и используют для переключения скоростей.

Вид 2.1.2

Муфта зубчатая сцепная (синхронная) (рис 5.2) по устройству и методике расчета подобна зубчатой компенсирующей муфте
(рис. 4.1) с той лишь разницей, что здесь, обойма 1 изготавливается подвижной и управляется с помощью отводки. На рис 5.2 обойма расположена в положении «включено». Диски 3 и 2 являются ограничителями, а втулка 4 центрирует валы и одновременно выполняет функцию подшипника при их относительном вращении (когда муфта включена).

Рис. 5.2. Муфта зубчатая сцепная

Применяют зубчатые муфты и без обоймы 1, у них одна полумуфта имеет внутренние, а другая внешние зубья.

Для устранения ударов при включении в зубчатых муфтах применяют синхронизаторы (например, в коробках скоростей автомобилей), которые выравнивают скорости валов перед их соединением (рис. 5.3) Синхронизатор здесь выполнен в виде двусторонней конической фрикционной муфты 2.

Рис. 5.3. Синхронизатор постоянного давления

При перемещении обоймы 1 с внутренними зубьями вправо или влево она через шарик передает осевую силу конусной полумуфте синхронизатора и сцепляет её с конусной полумуфтой одной из шестерен. Проскальзывание, которое наблюдается при включении, позволяет плавно разгонять ведомые элементы, происходит выравнивание угловых скоростей ведущего вала и ведомой шестерни. После преодоления сопротивления пружины фиксатора обоймы и смещения фиксирующих шариков внутрь муфты дальнейшим перемещением обоймы включается зубчатая муфта.

 

Группа. 2.2