Компенсирующие самоустанавливающиеся муфты.

Зубчатая муфта.

Из компенсирующих самоустанавливающихся универсальных муфт самая распространенная зубчатая муфта (рис. 1; ГОСТ 5006—55) для соединения валов диаметром от 40 до 560 мм. Муфта состоит из двух полумуфт 1 и 2 с наружными зубьями и двух половин обоймы 3 и 4 с внутренними зубьями, сцепляющимися с зубьями полумуфт. Полумуфты насаживают на концы соединяемых валов. Половины обоймы соединяют между собой болтами. Зубья полумуфт и половины обоймы имеют эвольвентный профиль, аналогичный эвольвентному профилю зубьев зубчатых колес, что позволяет нарезать их нормальным зуборезным инструментом. Зубчатая муфта компенсирует любые взаимные смещения валов — осевые, радиальные и угловые, так как зубчатое зацепление ее выполняют с боковым зазором и возможностью свободного осевого взаимного смещения сопряженных зубьев, а зубья изготовляют бочкообразной формы со сферической наружной поверхностью.

Широкое применение в машиностроении зубчатых муфт объясняется рядом их достоинств:

  • небольшими габаритами и массой;
  • большой нагрузочной способностью из-за большего числа одновременно сцепляющихся зубьев;
  • допустимостью высоких окружных скоростей (≥25 м/с);
  • технологичностью.

Полумуфты и половины обоймы изготовляют из сталей 40, 45 или из стального литья 45Л, 50Л и др.

зубчатая муфта состоит из двух полумуфт
Рис. 1

Для повышения износостойкости зубья подвергают термообработке до твердости HRC40 для зубьев полумуфт и HRC35 для зубьев половин обоймы. Тихоходные зубчатые муфты (при v>5 м/с) изготовляют с твердостью зубьев не ниже НВ280. Для уменьшения износа зубьев муфты в ее обойму заливают масло большой вязкости. Размеры зубчатой муфты принимают по таблицам ГОСТа в зависимости от расчетного крутящего момента муфты

T_к=k_1 k_2 T,

где k1 - коэффициент безопасности;
k2 - коэффициент условий работы муфты;
T - номинальный крутящий момент, определяемый по формуле. Значения коэффициента безопасности k1=1...1,8 принимают в зависимости от последствий, которые повлечет за собой поломка муфты. Значения коэффициента условий работы муфты k2 принимают
при спокойной работе - 1;
при неравномерной работе - 1...1,3;
при тяжелой работе с ударами - 1,3...1,5.

Проверочный расчет на прочность зубчатой муфты производят по формуле

T_{к max}<=2T_к,

где Ткmах - максимальный кратковременно передаваемый муфтой крутящий момент; значение Тк принимают по ГОСТ 5006-55.

Цепная муфта.

Применяют и другие компенсирующие муфты, в том числе цепную, полумуфты которой представляют собой одинаковые цепные звездочки, насаженные на валы и соединенные между собой охватывающей их однорядной или двухрядной роликовой или зубчатой цепью. Цепные муфты допускают перекосы валов до 1° и радиальные смещения до 1,2 мм. Конструкция их проста, они малогабаритны и удобны при монтаже и демонтаже, так как не требуют осевых смещений валов. Из цепных муфт наиболее распространена муфта цепная однорядная (рис. 2; ГОСТ 20742-81).

Цепная муфта допускает перекосы
Рис. 2

Крестовая муфта.

Из компенсирующих самоустанавливающихся радиальных муфт применяют крестовые муфты, предназначенные для соединения валов с радиальным смещением, они допускают также осевое и угловое смещения соединяемых валов. Из крестовых муфт наиболее распространена кулачково-дисковая (рис. 3; ГОСТ 20720-81). Она состоит из двух полумуфт 1 и 2, промежуточного плавающего диска 3 и кожуха 4. Насаженные на валы полумуфты соединяются между собой диском благодаря тому, что на торцах диска имеются выступы, которые вставляют в пазы полумуфт. Так как выступы расположены взаимно перпендикулярно, то муфта обеспечивает свободное радиальное перемещение соединяемых валов. Она допускает также осевое и угловое перемещения валов.

кулачково-дисковая муфты
Рис. 3
Крестовыми муфтами можно соединять валы
Рис. 4

Довольно широко распространена крестовая муфта со скользящим вкладышем (рис. 4), которая состоит из двух полумуфт 1 и 2 и вкладыша 3, имеющего форму параллелепипеда. Полумуфты снабжены двумя выступами, осуществляющими направление вкладыша. Принцип действия муфты такой же, как и крестовой кулачково-дисковой. Для снижения износа поверхностей деталей крестовых муфт их смазывают через отверстия 4. Крестовыми муфтами можно соединять валы диаметром 15... 150 мм. Полумуфты и диск изготовляют из стали Ст3, Ст4, Ст5, стального литья 25Л, ЗОЛ и чугунного литья СЧ15-32, СЧ18-36 и др. Для тяжелонагруженных муфт полумуфты и диск выполняют из легированной спали 15Х, 20Х с цементацией и закалкой рабочих поверхностей. Вкладыш муфты изготовляют обычно из текстолита, благодаря чему уменьшается масса муфты. Проверочный расчет на прочность крестовых муфт рекомендуется производить по формулам:
кулачково-дисковых

p_max={8T_к}/(D^2 h)<= delim{[}{p}{]}

со скользящим вкладышем
p_max={8T_к}/(b^2 h)<= delim{[}{p}{]}

где pmax - максимальное давление на рабочих поверхностях сопряженных деталей муфты;
[р] - допускаемое давление для этих деталей;
Тк — расчетный крутящий момент муфты;
D — наружный диаметр муфты;
h - рабочая высота выступов диска или вкладыша;
b - ширина вкладыша. Допускаемое давление [р] принимают в зависимости от материала, термообработки и условий работы муфты; для стали по стали [р]=15...25 МПа и для текстолита по стали [р]=8...10 МПа.

Шарнирная муфта.

К компенсирующим самоустанавливающимся угловым муфтам относятся шарнирные муфты для соединения валов с взаимным наклоном до 45° и возможностью изменения угла наклона.

Конструкции и размеры шарнирных муфт самые различные (рис. 5). Простейшая шарнирная муфта - одинарная (рис. 5, а), состоящая из двух полумуфт-вилок 1 и 2, насаженных на концы валов, взаимно расположенных под прямым углом, и крестовины 3, шарнирно соединенной с вилками. Недостаток этой муфты - неравномерное вращение ведомого вала. Для обеспечения вращения ведомого вала с постоянной угловой скоростью или для возможности передачи вращательного движения между параллельными, но смещенными валами, а также при необходимости увеличения угла наклона между соединяемыми валами применяют сдвоенную шарнирную муфту (рис. 5, б). Для того чтобы ведомый вал имел постоянную частоту вращения, необходимо, чтобы оба вала, ведущий и ведомый, были параллельны и наклонены относительно промежуточного валика сдвоенной шарнирной муфты под одинаковым углом, а обе вилки промежуточного валика лежали в одной плоскости. Для возможности смещения во время работы валы соединяют шарнирной сдвоенной муфтой с телескопическим промежуточным валиком (рис. 5, в), т. е. валиком изменяющейся длины.

сдвоенная шарнирная муфта
Рис. 5

Шарнирные муфты подразделяются на малогабаритные, передающие небольшие моменты, и крупногабаритные для передачи средних и больших моментов. Малогабаритные шарнирные муфты, одинарные (рис. 6, а) и сдвоенные (рис. 6, б), нормализованы ГОСТ 5147-80 для соединения валов диаметром от 10 до 40 мм. Шарниры этих муфт образуются вставными осями, из которых одна длинная, а вторая состоит из двух коротких втулок, стянутых заклепкой. Материал вилок и заклепки — цементуемая сталь 20Х, а крестовины и осей — стали 40Х.

одинарная шарнирная муфта
Рис. 6

Шарнирные муфты, применяемые в приводах сельскохозяйственных машин, стандартизованы ГОСТ 2752—81. Вилки этих муфт изготовлены из стали 35, 40 и 40Х или стального литья 25Л, а крестовины — из цементуемой стали 20Х. Проверочный расчет шарнирных муфт состоит из определения давления на рабочие поверхности шарниров и расчета на прочность вилок и крестовины по формулам сопротивления материалов.






Навигация
Болты
Винты, шпильки, штифты, прокладки
Пружины
Заклепки
Шпонки
Гайки
Резьба
Валы
Муфты
Подшипники
Виды соединений
Передачи
Материал
Дополнительные материалы
Госты метизов
Сварка
Мы в соцсетях
podshipniki.moscow применяемость подшипников
Сортовой металлопрокат: str-steel.ru в Москве с доставкой.