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.
Муфты компенсирующие жесткие
С
оединяемые
валы при монтаже механизмов могут иметь
смещения: осевые
,
радиальные
,
угловые
.
(рис.4): На практике в большинстве случаев
встречаются различные комбинации этих
смещений. Для соединения валов с
несовпадающими осями применяют
компенсирующие
муфты.
Благодаря своей конструкции эти муфты
обеспечивают работоспособность машины
даже при взаимных смещениях валов.
Однако необходимо помнить, что валы и
опоры при этом дополнительно нагружаются
радиальными и осевыми силами и изгибающими
моментами, зависящими от величины и
вида смещения валов. Следует подчеркнуть,
что с ростом смещений валов ресурс самой
муфты падает.
Рис.4. Погрешности расположения валов
1. Зубчатые муфты применяют в высоконагруженных конструкциях для валов диаметрами от 40 до 560 мм при скорости до 25 м/с. Зубчатым муфтам свойственна большая нагрузочная способность, компактность, технологичность, малые размеры. Пределы допустимых смещений: осевые – 0,7...10,5мм, угловые – до 1º30'.
М
уфта
(рис.5)
состоит из двух втулок 1, и двух обойм 2
соответственно с внешними и внутренними
эвольвентными зубьями. Втулки и обоймы
изготовляют из стали 40 или стали 45Л.
Соединение втулок с валом осуществляется
шпонкой и посадкой с натягом и шлицами.
Число зубьев и их размеры подобраны
так, чтобы зубья втулки располагались
с некоторым зазором между зубьями
обоймы. Благодаря этим зазорам зубчатые
муфты компенсируют радиальные, осевые
и угловые смещения валов.
Рис.5. Зубчатая муфта
При работе муфты имеет место износ боковой поверхности зубьев. Для снижения интенсивности износа зубьев их термически обрабатывают, а муфту заливают маслом большой вязкости, которое заменяют через каждые три месяца.
2.Шарнирные муфты (рис.6) допускают соединение валов с повышенным взаимным смещением осей как вызванными неточностями, так и специально заданными конструктором.
Идея муфты впервые предложена Джероламо Кардано в 1570 г. и доведена до инженерного решения Робертом Гуком в 1770 г. Поэтому иногда в литературе они называются карданными муфтами, а иногда – шарнирами Гука.
Рис.6. Шарнирная муфта
Шарнирные муфты соединяют валы под углом до 45о, позволяют создавать цепные валы с передачей вращения в самые недоступные места. Всё это возможно потому, что крестовина является не одним шарниром, а сразу двумя с перпендикулярными осями.
Прочность карданной муфты ограничена прочностью крестовины, в особенности мест крепления пальцев крестовины в отверстиях вилок. Поломка крестовины – весьма частый дефект, известный, практически, каждому автовладельцу.
Муфты выбираются по каталогу. Проверочный расчёт ведётся для рабочих поверхностей шарниров на смятие, проверяется прочность вилок и крестовины.