13.3. Упругие муфты

Упругие муфты отличаются наличием упругих элементов: стальных спиральных либо плоских пружин или резины и являются универсальными, т.к. амортизируют удары, динамические нагрузки в момент пуска электродвигателя, компенсируют несоосность валов, способствуют защите привода машин от вредных крутильных колебаний, что повышает их долговечность.

Рис. 112

Характеристикой упругих муфт является их жесткость. ЖесткостьС при кручении представляет отношение крутящего момента Т куглу поворота полумуфт. В зависимости от конструкции муфты эта характеристика может быть линейной (кривая 1, рис.112) или нелинейной (кривая 2, рис. 112).

Для муфты с линейной характеристикой жесткости Т = C . Для муфты с нелинейной характеристикой жесткость различна в каждой точке кривой 2 и определяется как С= , т.е. является касательной к кривой жесткости в данной точке характеристики. Предварительный расчет такой муфты выполняется по напряжениям среза (рис.108).

(13.4)

где =0,6…1,0 Мпа для резины.

Примером упругих муфт являтся муфта с неметаллическим (резиновым) элементом, так называемая- муфта — шина» (рис. 113). Ее отличает простота конструкции, простота эксплуатации (не требует ухода), т.к. имеет высокую податливость резины при кручении и хорошую демпфирующую способность.

По форме упругого элемента имеются два вида исполнения: с упругим элементом в виде внешнего тора (рис. 113а) и с упругим элементом в виде внутреннего тора (рис. 113б).

При одинаковой несущей способности последняя муфта имеет меньший наружный диаметр. Поэтому она меньше подвержена влиянию цен-тробежных сил и, таким образом, допускает большую частоту вра-щения. Конструкция муфт определяется ГОСТом, в котором приве-дены основные размеры муфт в зависимости от величины крутящего момента.

Рис. 113

После выбора муфты:

1. Уточняют толщину h упругого элемента в сечении А-А (рис.113б). Из расчета по касательным напряжениям , где T – расчетный крутящий момент; =0,8…1,5 МПа – допускаемое напряжение, зависящее от марки резины и числа слоев корда;

2. Определяют необходимую силу прижатия края упругого элемента к полумуфте. Из условия находим момент от сил трения , где - сила затяжки одного винта: ;

f-коэффициент трения резины по металлу; z – число винтов;

; =(1,2…1,5);

3. Проверяют напряжение смятия на кольцевой поверхности контакта края упругого элемента с полумуфтой (рис.113б)

где МПа , (13.5)

которая зависит от наличия корда или металлических колец и качества резины.

13.4. Втулочно-пальцевые муфты типа мувт

В этих муфтах крутящий момент передается через пальцы и закрепленные на них упругие элементы в форме гофрированных втулок (рис.114).

Рис. 114

Упругие элементы подвергаются неравномерному сжатию, а их форма обеспечивает повышенную податливость и некоторое выравнивание напряжений.

Стальные пальцы закреплены своей конической частью в одной полумуфте и входят в сборе в цилиндрические отверстия в другой полумуфте. Число пальцев в зависимости от размеров муфт составляет 4…10.

Эти муфты благодаря простоте изготовления, легкости и удобству замены упругих элементов получили в машиностроении широкое применение, особенно в приводах от электродвигателей. Муфты стандартизированы по ГОСТ21424-75, допускают несоосность валов до 1…3мм и угловое смещение до 0,6…1°.

Критерием работоспособности муфт является стойкость резиновых втулок муфты. Её проверяют по допускаемому давлению между пальцами и упругими элементами в предположении, что крутящий момент равномерно распределяется между пальцами: , где z — число пальцев; d₁— диаметр пальца под упругим элементом; l — длина упругого элемента; D₁ — диаметр окружности расположения центров пальцев.

[р] = З МПа для резиновых втулок.

[р] = 2 МПа для муфт, выбранных по ГОСТ, (Рис.114).

Стальные пальцы муфт проверяют на изгиб (рис.114).

, (13.6)

Здесь , где - предел текучести материала.