Неметаллические упругие элементы муфт

Основным материалом неметаллических упругих элементов в настоящее время является резина. Она обладает следующими положительными качествами:

1. Высокой эластичностью. В пределах упругости резина допускает относительные деформации , а сталь только. При таких деформациях единица массы резины может аккумулировать большое количество энергии (в 10 раз больше, чем сталь).

2. Высокой демпфирующей способностью вследствие внутреннего трения. Относительное рассеяние энергии в муфтах с резиновыми элементами достигает 0,3 – 0,5.

3. Электроизоляционной способностью.

4. Муфты с резиновыми упругими элементами проще и дешевле, чем со стальными.

Недостатками резиновых элементов являются:

1. Меньшая долговечность, чем стальных; вследствие структурных изменений, ускоряемых внешними воздействиями и нагреванием при переменных деформациях, резина постепенно теряет свою прочность и упругие свойства.

2. Меньшая прочность, которая приводит к увеличению габаритов муфт; для передачи больших крутящих моментов такие муфты становятся нерациональными.

Муфты с резиновыми упругими элементами широко распространены во всех областях машиностроения для передачи малых и средних крутящих моментов.

Основные типы резиновых упругих муфт и схемы их нагружения изображены на рис.16.22.

При выборе типа упругого элемента учитывают следующее:

а) упругие элементы с равномерным напряженным состоянием по объему обладают большей энергоемкостью;

б) кручение и сдвиг дают большую энергоемкость, чем сжатие;

в) выгодно, чтобы упругий элемент занимал большую долю объема муфты.

Этим условиям в большей степени удовлетворяют типы упругих элементов, показанные на рис.16.22,ж,з,и.

Типичные конструкции муфт рассмотрены ниже.

Рис.16.22

Муфта с резиновой звездочкой

Муфта (рис.16.23) состоит из двух полумуфт с торцевыми выступами и резиновой звездочки, зубья которой расположены между выступами. Зубья звездочки работают на сжатие. При передаче момента в каждую сторону работает половина зубьев.

Муфта стандартизирована и широко применяется для соединения быстроходных валов (nдо 60003000 об/мин при Т до 0,312 кгс ·м и диаметрах выловdдо 1245 мм соответственно). Муфта компактна и надежна в эксплуатации, допускает радиальное смещение осей Δ ≤ 0,2 мм; перекос осей Δ_а≤ 1⁰31'. Соотношение основных размеров:D≈ 2,5d;d₁≈ (0,550,5)D;h= (0,30,22)D;L≈ 3d.

Работоспособность резиновой звездочки определяется величиной напряжений смятия и может быть рассчитана по формуле

(16.33)

где z– число зубьев звездочки.

Принимают .

Рис. 16.23

Муфта упругая втулочно-пальцевая (МУВП) Благодаря легкости изготовления и замены резиновых элементов эта муфта (рис.16.24). получила распространение, особенно в приводах от электродвигателей с малыми и средними крутящими моментами.

Муфты нормализованы для диаметров валов до 15 мм и соответственно крутящих моментов до 1500 кгс·м.

Рис.16.24

Упругими элементами здесь служат гофрированные резиновые втулки (Iвариант) или кольца трапецеидального сечения (IIвариант).

Вследствие сравнительно небольшой толщины втулок муфты обладают малой податливостью и применяются в основном для компенсации несоосности валов в небольших пределах ( Δ_L≈ 15 мм; Δ_r≈ 0,30,6 мм; Δ_адо 1⁰).

Для проверки прочности рекомендуют рассчитывать пальцы на изгиб, а резину – по напряжениям смятия на поверхности соприкосновения втулок с пальцами. При этом полагают, что все пальцы нагружены одинаково, а напряжения смятия распределены равномерно по длине втулки

(16.34)

где z– число пальцев.

рекомендуют принимать равным 1820 кгс/см²(1,82 МПа)

18