Компенсирующие самоустанавливающиеся муфты

МУФТЫ

(Гузенков П.Г., §19.1 … 19.8)

1. Муфты это устройства предназначенные для передачи крутящего момента между валами расположенными вдоль одной оси .

Кинематическая и силовая связь между валами с помощью муфт может осуществляться при условиях, когда необходимо:

а) компенсировать влияние вибраций и ударных нагрузок;

б) уменьшить вредное влияние несоосности соединяемых валов;

обусловленной неточностью изготовления и монтажа;

в) предохранить элементы привода от перегрузок;

г) сцеплять и расцеплять передачи;

д) регулироватъ скорость ведомой части кинематической цепи;

е) облегчать пуск.

Муфты представляют собой автономные узлы, присоединяемые к ва­лам машины по простым посадочным поверхностям цилиндрическим или коническим.

Применяемые в современном машиностроении муфты приводов по наз­начению, принципу действия и конструкции чрезвычайно многочисленны и разнообразны. Основные конструкции муфт охвачены стандартами или нормалями.

По назначению и конструктивным особенностям муфты можно классифицировать на несколько классов и групп. В курсе « Де­тали машин» изучают только группу механических, муфт.

Основная характеристика при подборе муфт по ГОСТу, каталогу или справочнику - передаваемый муфтой крутящий момент, учитывающий наи­более тяжелое условие ее нагружения и называемый расчетным крутящим моментом:

Т_к = к·Т, Нм

где Т - крутящий ( номинальный ) момент, передаваемый муфтой при установившемся режиме работы, определяе­мый по формуле

Т= 9,55· 10⁶ , Нмм;

к- коэффициент динамичности или режима работы.

Коэффициент динамичности рассчитывают на основании данных о спектре нагружения с учетом влияния различных уровней нагрузки на прочность и износостойкость деталей муфты, при отсутствии таких данных пользуются приближенными рекомендациями, отражающими в из­вестной степени опыт эксплуатации.

В соответствии с этим определяют

К = К₁·К₂

где К₁ - коэффициент безопасности, учитывающий характер последствий при выходе муфты из строя К₁ = 1,0.... 1,8;

К₂ - коэффициент, учитывающий условия работы муфты; удары,

толчки, реверс и т.д. ( К₂= 1,0 ... 1,5; меньшие значения при спокойной нагрузке, большие - при обработке с ударами, а также при реверсивной; нагрузке).

Так как муфты подбирают по ГОСТу или ведомственным нормалям, то расчет их осуществляют как проверочный.

2. Не расцепляемые муфты

Смещение радиальное – δ

Не расцепляемые муфты служат для постоянного соединения валов. Конструкция муфты при этом зависит от взаимного расположения соеди­няемых валов. Возможные варианты взаимного расположения валов показаны на Рис. 2.

2.1 Жесткие или глухие муфты

Жесткие или глухие муфты предназначены для жесткого соединения строго соосных валов. При­меняются для соединения длинных валопроводов и при стесненных габа­ритах в месте соединения валов, при n < 250 об/мин и d <550 мм.

Жесткие муфты бывают: втулочные, поперечно - свертные и продольно-

-

а)

б)

Рис.3 а) Муфты втулочные ГОСТ24246–80,

б) Муфты продольно–свертные ГОСТ 23106–93

Из глухихжестких муфт наибольшее распространение получили фланцевые поперечно - свертные муфты Рис.4, состоящие из двух фланцев соединенных болтами поставленными с зазорами – 1 или без

зазоров - II

В муфтах типа I крутящий момент передается силой трения между фланцами полумуфт прижатых болтами. Болты рассчитывают на растяжение с учетом кручения при затяжке.

В муфтах типа II болты установлены без зазора, поэтому крутящий момент передается телом болтов. Болты рассчитывают на срез и на смятие.

Оба случая относятся к расчету группового соединения болтами при действии сдвигающего момента и установке болтов на одном радиусе.

Рис. 4.

На фланцевое муфты имеется стандарт ГОСТ 207 61 - 80 для валов диаметрами 12 - 220 мм и крутящих моментов от- 8 ·10³ до 46 ·10⁶ Н мм.

Компенсирующие самоустанавливающиеся муфты

К компенсирующим самоустанавливающимся муфтам относятся: зубчатые; кулачково - дисковые (крестовые ); шарнирные (шарниры Гука)и другие

Эта группа муфт служит для компенсации несоосности соединяемых валов.

Самая распространенная из них зубчатая муфта ГОСТ 5006 – 94, Рис.5.

Зубчатая муфта компенсирует любые взаимные смещения валов - осевые, радиальные и угловые. Для этого зубчатое зацепление выполняют с боковым зазором, а зубья полумуфт – бочкообразной формы.

Полумуфты и половины обоймы изготовляют из стали 40, 45 или 45Л, 50

Размеры зубчатой муфты принимают по таблицам ГОСТа в зависимости от расчетного крутящего момента рассчитанного по формуле 1. Проверочный расчет на прочность проводят по формуле:

Т_{к max} 2 T_k ,

где Т_{к max} –максимальный кратковременно передаваемый муфтой крутящий момент, принимаемый по ГОСТ 5006– 94.

2.2.2 Кулачково - дисковые (крестовые ) муфты

Рис. 6.

состоит из двух полумуфт I и 2, промежуточного плавающего ди­ска 3 и кожуха 4. Насаженные на валы полумуфты соединяют между со­бой диском благодаря тому, что на торцах диска имеются выступы, которые вставляют в пазы полумуфт. Так как выступа расположены взаим­но перпендикулярно, то муфта обеспечивает свободное радиальное пе­ремещение соединяемых валов. Она допускает также осевое и угловое перемещения валов. Муфты работают со значительные износом, поэто­му их по нормам Госгортехнадзора не устанавливают на кранах.

F_t - равнодействующая всех с удельных нагрузок.

Tк- крутящий момент, который передает муфта; Тк = Ft·L

Наоснове опыта проектирования установлено, что

l_см = 0,3(D - е); L= 0,8(D - е)

Tk = Ft·L; Tk =

отсюда получим формулу для практических расчетов

Допускаемые .давления [р] > 7 в муфтах со стальными, закаленными до высокой твердости рабочими гранями достигают [р] = 15 ..25 МПа , а для текстолита по стали [р] = 8. ..10 МПа.

Упругие муфты

Назначение упругих муфт - смягчение толчков нагрузки, и предотвращение опасных колебаний. Кроме того, упругие муфтыдопускают некото­рую компенсацию неточностей взаимного положения валов.

Упругая муфта состоит из двух полумуфт и упругих элементов, которые могут быть металлическими (стальные пружины) и неметаллическими (обычно резиновыми).

2.2.3 Муфты упругие втулочно - пальце по ГОСТ 21424 - 93. Материал муфт - чугун СЧ 21 , сталь З0 или 35Л. Материал пальцев - сталь 45 не ниже, материал колец - резина с пределом прочности при растяжении не менее 3 МПа. Конструкция муфты изображена на рис. 8.

Муфта состоит из полумуфт 1 и 2. На фланце полумуфты 1 на одном диаметре закреплено Z пальцев 3 с резиновыми кольцами или втулками 4, которые входят в отверстия фланца полумуфты 2, передавая ей крутящий момент.

Критерием работоспособности муфт является стойкость слабого звена – резиновых колец. Расчет втулочно – пальцевой муфты с неметаллическим упругим элементом состоит из проверочного расчета упругих элементов на смятие и пальцев на изгиб.

Напряжение в материале одного упругого элемента определяется в предположении, что окружное усилие распределено между пальцами равномерно. Расчет проводится по минимальной площади контакта резиновых колец с полумуфтами, то есть по площади контакта с пальцем.

где – Z число пальцев;

D₁ – диаметр окружности расположения пальцев, мм;

d_п – диаметр пальцев (под упругим элементом),

l – длина упругого элемента, мм.

Для резиновых колец = 2 … 4 МПа.

Пальцы муфт рассчитывают на изгиб с допускаемым напряжением

= (0,4 … 0,5) , где – предел текучести материала пальцев.

Определим нагрузку на один палец

Рис.9

.

Максимальный изгибающий момент в заделке пальца

M = F_t1·l₀ .

Допускаемые напряжения изгиба 60 … 80 МПа.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: