Муфта с цилиндрическими пружинами

Конструкция одной из муфт с цилиндрическими пружинами показана на рис.16.18.

Муфта состоит из обода 1 с ребром 2 и ступицы 3 с диском 4. ребро обода размещается в кольцевой канавке диска так, что возможен относительный поворот этих двух деталей. Ребро и диск имеют одинаковые фасонные вырезы, в которые закладывают пружины 5 с ограничителями 6. С торцев муфту закрывают дисками 7, которые прикрепляют к ступице или ободу для предохранения пружины и ограничителей от выпадения и загрязнения.

Рис.16.18

В разгруженной муфте (рис.16.18,а) каждый из ограничителей соприкасается своей цилиндрической поверхностью и с диском, и с ребром, а пружины предварительно сжаты.

Под нагрузкой (рис.16.18,б) ребро перемещается в пазу между дисками, а пружины дополнительно сжимаются. При этом один из ограничителей соприкаса-

Рис.16.19

ется только с ребром, а другой – только с диском. Такие муфты целесообразно применять как упругие звенья в системе соединения валов с зубчатыми колесами или цепными звездочками. В этом случае обод является зубчатым венцом, а муфта как бы встраивается в конструкцию зубчатого колеса. Для уменьшения износа деталей необходимо предусматривать смазку трущихся поверхностей муфты. Муфты с цилиндрическими пружинами применяют также для соединения валов. В этом случае их конструкция несколько изменяется.

Характеристика муфты с цилиндрическими пружинами показана на рис.16.19. Вследствие предварительного сжатия пружин с силой Р₁муфта работает как жесткая до нагрузки моментом Т₁. При этом

(16.28)

где R– радиус расположения пружин (см.рис.16.18);z– число пружин.

При Т > Т₁муфта работает как упругая с постоянной жесткостью.

Деформацию пружины λ и напряжениев ее витках определяют по формулам :(16.29)

где Р – осевая сила, сжимающая пружину; D– средний диаметр пружины;d– диаметр проволоки;i– число рабочих витков пружины;G– модуль сдвига;k_в- коэффициент, учитывающий влияние кривизны витков (см.табл.17.1).

Угол закручивания муфты при Т > Т₁

(16.30)

и жесткость муфты

(16.31)

Угол φ_maxна характеристике (см.рис.16.19) соответствует упору ограничителей, после чего муфта снова становится жесткой. Упор ограничителей должен происходить до соприкосновения витков пружины (минимальный зазор между витками около 0,1d).

Величины С_φ,φ_maxи Т₁определяют при исследовании работы муфты в зависимости от ожидаемых изменений нагрузки. При этом величина угла закручивания при колебаниях располагается в пределах 0 <φ<φ_max.

Несоблюдение этого условия приводит к ударам ограничителей в обеих крайних точках или в одной из них.

Размеры пружины (D,d,i), соответствующие данной характеристике, определяют обычно методом подбора по формулам (16.30), (16.29) и (16.32) с учетом конструктивных размеров муфты.

Условием прочности пружины является

, (16.32)

где Т_max– момент, соответствующий упору ограничителей.

Для изготовления пружин применяют специальные стали.