Классификация механических муфт

ЛЕКЦИЯ 11

Муфты

Назначение, классификация и конструкции муфт

Муфты - устройства служащие для соединения концов валов или для соединения валов со свободно сидящими на них деталями (зубчатые колеса звездочки и т.д.)

В приводе на рис.1 муфты соединяют электродвигатель и редуктор, а редуктор - с исполнительным механизмом.

                   Рис.1. Схема привода

Муфты предназначены:

· соединять соосные валы отдельных узлов и механизмов, а также разнообразные детали (зубчатые колеса, звёздочки, шкивы и т.п.) с валами с целью передачи между ними крутящего момента;

· предохранять элементы машин от недопустимых кратковременных перегрузок в машинах ударного действия;

· компенсировать вредное влияние несносности валов. Необходимость компенсирующих свойств муфт возникает в связи с тем, что при соединении валов имеет место смещение их осей, вследствие неточности изготовления, монтажа;

· уменьшать динамические нагрузки, интенсивность вибрации, устранять опасность резонансных явлений;

· управлять работой машин. В некоторых случаях управлять отдельными машинными операциями рациональнее с помощью муфт.

Основная характеристика муфты – передаваемый крутящий момент .

Существенные показатели – габариты, масса, момент инерции.

Муфты рассчитывают по их критериям работоспособности:

· прочности при циклических и ударных нагрузках;

· износостойкости;

· жёсткости.

На практике муфты подбираются по стандартам, каталогам, редко проектируют самостоятельно, например новые типы или конструкции. Критерием выбора является величина длительно действующего крутящего момента на ведущий вал:

                                           ,                                                                           (1)

где  - номинальный момент (среднее значение длительно действующего момента) обычно приближенно определяют по потребляемой мощности двигателя и по частоте вращения;

 – коэффициент динамичности:

 - спокойная работа, для машин с небольшими разгоняемыми массами и небольшой переменной нагрузкой (конвейеры, транспортеры, металлорежущие станки);

 - переменные нагрузки, машины среднего веса (поршневые компрессоры, строгальные станки, мельницы);

 ударные нагрузки, большие массы (прессы, молоты).

Классификация механических муфт

I. Нерасцепляемые муфты

Нерасцепляемые муфты применяют в машинах и механизмах, в которых при их эксплуатации не требуется разобщение соединяемых элементов либо подобные разобщения производятся на остановленных технических объектах с целью проведения профилактических, ремонтных и других плановых работ и при аварийных ситуациях. К этому виду относятся глухие, упругие компенсирующие и жесткие компенсирующие муфты.

Глухие муфты

Глухие муфты образуют жесткое и неподвижное соединение валов. Это самые простые конструкции и обычно применяются в лёгких машинах. Требуют точной соосности, затрудняют сборку-разборку, имеют малую жёсткость на изгиб. Их работоспособность определяется прочностью в местах крепления к валам. Передают вместе с крутящим моментом вибрации, толчки и удары

Виды глухих муфт

1. Втулочная муфта (рис.2) представляет собой втулку надеваемую с зазором на концы валов. Муфта отличается малыми габаритами по диаметру. Материал втулок – конструкционная сталь (ст.5, ст.3).

                                          а)                                                    б)

Рис.2. Втулочные муфты:

а – соединение с валом с помощью штифтов; б - соединение с валом с помощью шпонок

Скрепление втулки с валами выполняют с помощью штифтов, шлицов и шпонок. Прочность муфты определяется прочностью соответствующего соединения, а также прочностью втулки. Втулочные муфты применяют для соединения валов диаметром до 70 мм.

2.Фланцевая муфта(рис.3)состоит из двух полумуфт, соединенных между собой болтами. Болты могут устанавливаться как с зазором так и без зазора. В первом варианте крутящий момент передается непосредственно болтами, поставленными без зазора. Во втором варианте при постановке болтов с зазором крутящий момент передается за счет сил трения, возникающих в стыке полумуфт от затяжки болтов.

 Рис.3. Фланцевая муфта

Эти муфты допускают лёгкую сборку-разборку. Полумуфты устанавливают на концы валов с натягом. В тяжёлых машинах фланцы приваривают к валам. Материал полумуфт – стали 40 и 35Л. Возможно применение чугунов СЧ 30.