Муфта упругая.

Как указано ранее, упругие муфты служат для уменьшения динамических нагрузок, передаваемых соединяемыми ими валами. Кроме того, эти муфты предохраняют соединяемые валы от резонансных колебаний и позволяют несколько компенсировать точности взаимного расположения валов. Основные характеристики упругих муфт: жесткость или обратная ей величина — податливость и демпфирующая способность, т. е. способность превращать в теплоту энергию деформирования упругих элементов муфты.

Различают упругие муфты: линейные и нелинейные или постоянной и переменной жесткости. Первые имеют линейную характеристику, т. е. прямую пропорциональность угла закручивания муфты (угла поворота одной полумуфты относительно другой) от передаваемого момента, а вторые — нелинейную характеристику. Достоинство муфт с нелинейными характеристиками — предотвращение резонанса крутильных колебаний при периодически изменяющихся нагрузках, воспринимаемых муфтами.

Конструкции упругих муфт.

Конструкции упругих муфт разнообразны. По материалу упругих элементов они делятся на муфты с неметаллическими и металлическими упругими элементами. Основной материал неметаллических упругих элементов — резина, которая обладает следующими достоинствами: высокими эластичностью и демпфирующей способностью, а также электроизоляционной способностью. Металлические упругие элементы муфт представляют собой различные стальные пружины или стальные пружинные стержни, пластины или пакеты пластин.

Из муфт с неметаллическими упругими элементами широко распространена втулочно-пальцевая муфта МУВП (рис. 1, а); ее размеры в зависимости от номинального момента нормализованы ГОСТ 21424—75 (для соединения валов диаметром 9...160 мм). Она состоит из:

  • двух полумуфт, насаженных на концы соединяемых валов;
  • стальных пальцев, закрепленных в одной из полумуфт гайками с посадкой на конус;
  • упругих резиновых втулок.
Разрешается замена упругих втулок набором колец из того же материала. Широкое применение в машиностроении этой муфты, в особенности в приводах электродвигателей, объясняется такими ее достоинствами, как легкость изготовления, простота упругих элементов, удобство их замены и надежность. Полумуфты изготовляют из чугуна СЧ21, стали 30 или стального литья 35Л. Материал пальцев — сталь 45.

муфта МУВП
Рис. 1

Расчет муфты МУВП.

Расчет муфты МУВП состоит из проверочного расчета упругих элементов на смятие:

sigma_{с м}={2T_к}/(zD_1 ld)<=delim{[}{sigma_{с м}}{]}

и проверочного расчета пальцев на изгиб:
sigma_и={T_к l}/(0.1d^3 zD_1)<=delim{[}{sigma_и}{]}

где Тк — расчетный крутящий момент муфты;
D1 — диаметр окружности расположения центров пальцев;
d — диаметр пальцев под резиновыми кольцами или втулкой;
l — длина втулки;
z — число пальцев;
σсм — расчетное напряжение смятия между пальцами и втулкой;
см]=2...4 МПа — допускаемое напряжение смятия для резины;
σи - расчетное напряжение на изгиб для пальцев;
и]=60...80 МПа — допускаемое напряжение на изгиб для пальцев.

Муфта упругая со звездочкой.

Муфта упругая со звездочкой (рис. 1, б; ГОСТ 14084-76) состоит из двух полумуфт с двумя или тремя торцовыми кулачками трапецеидального сечения каждая. Кулачки входят в соответствующие впадины промежуточного между полумуфтами упругого элемента — звездочки, изготовленной из резины. Данная муфта компактна и надежна в эксплуатации. Материал полумуфт — сталь Ст3. Размеры муфты принимают по ГОСТу в зависимости от расчетного крутящего момента Tк вычисляемого по формуле. Лучи (зубья) звездочки проверяют расчетом на смятие. Допускаемое напряжение на смятие для звездочки см]=2..10 МПа при n=1750...100 мин-1.

Муфта с торообразной оболочкой.

В машиностроении применяют целый ряд упругих муфт, в которых упругие резиновые элементы работают на кручение и сдвиг. К таким муфтам относятся, например, муфты с упругими оболочками. Муфта с торообразной оболочкой (рис, 1, в; ГОСТ 20884—82) состоит из двух полумуфт, упругой оболочки, по форме напоминающей автомобильную шину, и двух колец, которые с помощью винтов закрепляют оболочку на полумуфтах. Достоинства муфты: способность компенсировать значительные неточности установки соединяемых валов, легкость сборки, разборки и замены упругого элемента. Муфты с упругими оболочками имеют перспективы широкого применения в отечественном машиностроении.

По сравнению с муфтами с неметаллическими упругими элементами муфты с металлическими упругими элементами более долговечны, имеют меньшие габариты, но дороже. Их применяют в основном для передачи больших моментов.

Муфта со змеевидной пружиной.

Из муфт с металлическими упругими элементами наиболее распространена муфта со змеевидной пружиной (рис. 2). Она 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 (рис. 2, а) или резьбой (рис. 2, б). Кожух служит резервуаром для смазки и защищает муфту от пыли. Упругие муфты со змеевидной пружиной различают двух видов: линейные и нелинейные. Конструктивно муфты обоих этих видов различаются лишь очертаниями рабочих поверхностей боковых сторон зубьев. Рабочие поверхности зубьев линейных муфт очерчиваются двумя прямыми линиями, образующими тупой угол (рис. 2, в), вершина которого служит опорой для пружины. Расстояние между точками контакта пружины с зубьями постоянно и не зависит от нагрузки пружины. Рабочие поверхности зубьев нелинейных муфт очерчиваются дугами окружностей, центры которых обычно располагаются в плоскости внешних торцов зубьев (рис. 2, г). С увеличением нагрузки пружина, изгибаясь, вступает в контакт с зубьями По всевозрастающей длине. При этом уменьшается длина ее активной части и жесткость пружины увеличивается. Преимущественное применение имеют линейные муфты, как наиболее совершенные. При отсутствии колебаний применяют нелинейные муфты, так как зубья этих муфт более простые. Материал полумуфт — сталь 45 или стальное литье 45Л. Пружины изготовляют из пружинной стали 65Г, 60С2 и др. Половины кожуха отливают из чугуна СЧ15, СЧ18.

муфта МУВП
Рис. 2

Расчет на прочность муфты со змеевидной пружиной.

Расчет на прочность муфты со змеевидной пружиной заключается в проверочном расчете ее пружины на изгиб:

sigma_и={8T_к ah}/delim{[}{zD_c bt^2 (t-h)(ln {t+h}/{t-h}-{2h}/t)}{]}<=delim{[}{sigma_и}{]}

где σи — расчетное напряжение на изгиб в пружине;
Тк — расчетный крутящий момент муфты;
z — число зубьев полумуфты;
Dc — диаметр средней окружности зубьев;
b — ширина сечения пружины;
t — шаг пружины;
h — толщина сечения пружины;
и]= 400...700 МПа — допускаемое напряжение на изгиб в пружине.






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.