2.7. Выбор соединительных муфт

В механизмах приводов применяют компенсирующие муфты, способные не только передавать крутящий момент, но и компенсировать смещения валов и их перекосы, возникающие как при монтаже, так и при деформации валов и металлоконструкций во время работы машины. Как правило, выбирают зубчатые, втулочно-пальцевые и цепные муфты. Цепные муфты не следует применять в реверсивных приводах, так как изменение направления вращения будет вызывать ударные нагрузки. Цепные муфты не следует также применять в приводах с большими динамическими нагрузками. Характеристики этих муфт указаны в табл. П. 13, П. 14, П. 15.

Муфты выбирают в зависимости от передаваемого крутящего момента и условий работы по формуле

[T] T_р = kT,

где [T] – допускаемый для данной муфты крутящий момент; T_р – расчетный крутящий момент; T – крутящий момент, передаваемый муфтой; k – коэффициент, учитывающий тип муфты и реальные условия работы машины.

Для упругой втулочно-пальцевой муфты коэффициент k:

k = k₁ + k₂.

Коэффициент k₁ определяется типом двигателя. Для машин, приводимых электродвигателями, k₁ = 0,25. Коэффициент динамичности k₂, указанный в табл. 12, определяется типом машины.

Таблица 12

Ориентировочные значения коэффициента динамичности k₂

для втулочно-пальцевых муфт

Тип рабочей машины	k2
С весьма малыми разгоняемыми массами при спокойной нагрузке (вентиляторы, центробежные насосы)	1,0
С малыми разгоняемыми массами при малых ударах (элеваторы, турбокомпрессоры, транспортеры)	1,2
Со средними разгоняемыми массами при средних ударах (мешалки, прессы, компрессоры, ножницы, штамповочные машины)	1,4
Со средними разгоняемыми массами при сильных ударах (центробежные мельницы, центрифуги, строгальные станки по металлу)	1,6
С большими разгоняемыми массами при сильных ударах (гидравлические прессы, ковочные прессы, крановые приводы, лифты, камнедробилки, вращающиеся печи, волочильные станы, вибромашины)	2,0
С весьма большими разгоняемыми массами при особо сильных ударах (шаровые мельницы, вальцы, тяжелые прокатные станы)	2,3

Для втулочно-пальцевых муфт производят проверку по наибольшему кратковременно действующему крутящему моменту Т_max по формуле

Т_max < 2[Т].

Для зубчатой муфты коэффициент k:

k = K₁K₂K₃,

где K₁ – коэффициент ответственности (если при поломке зубчатой муфты произойдет остановка машины, то K₁ = 1; если произойдет авария машины, то K₁ = 1,2; если будут человеческие жертвы, то K₁ = 1,8); K₂ – коэффициент условий работы машины (при спокойной работе равномерно нагруженных механизмов K₂ = 1; при работе неравномерно нагруженных механизмов K₂ = 1,2; при работе реверсивных механизмов и неравномерно нагруженных механизмов с ударами K₂ = 1,3…1,5); К₃ – коэффициент углового смещения (К₃ = 1 при угле перекоса валов γ ≤ 0,25^°; К₃ = 1,25 при 0,25^° < γ ≤ 0,5^°; К₃ = 1,5 при 0,5^° < γ ≤ 1^°; К₃ = 1,75 при 1^° < γ ≤ 1,5^°).

При подборе стандартных муфт учитывают также диаметры концов валов, сопрягаемых с муфтой. Если двигатель соединен с редуктором муфтой, то разница диаметров соединяемых валов не должна превышать 20%. Следует заметить, что в каталогах на муфты указываются максимально возможные расточки муфт под присоединяемые валы. Завод-изготовитель поставляет муфты с нерасточенными отверстиями. На сборочных чертежах, где указывается соединения муфт, должны быть проставлены размеры, позволяющие назначить размеры расточки.

При компенсации смещений валов, соединяемых втулочно-пальцевой муфтой, на концы валов со стороны муфты действует радиальная сила, определяемая по формуле:

,

где Т_ном – номинальный крутящий момент, Н·м; D_о – диаметр окружности расположения центров пальцев муфты, мм (см. табл. П. 14).

При компенсации смещений валов, соединяемых зубчатой муфтой, на концы валов со стороны муфты действует радиальная сила

,

где D_m – делительный диаметр зубчатого зацепления в муфте (табл. П. 13).

При компенсации смещений на концы валов со стороны цепной муфты действует радиальная сила

где d_m – диаметр делительной окружности, мм;

где t – шаг цепи, мм; z – число зубьев полумуфты (см. табл. П. 15).