25.5. Муфты общего назначения. Особенности расчета

Муфты общего назначения:

– глухие;

– упругие;

– компенсирующие.

Глухими называют муфты, образующие жесткое соединение валов (составной вал). К их числу относят втулочные и фланцевые муфты (см. рис. 25.5), которые компенсируют радиальные смещения осей ва­лов до 5 мкм для исключения чрезмерных дополнительных сил.

Несущая способность втулочных муфт обычно ограничена проч­ностью соединений (шпоночных, штифтовых, болтовых).

Для передачи больших вращающих моментов применяют фланцевые муфты, у которых полумуфты снабжены торцовыми зубьями. Такие муф­ты соединяют с валами с помощью сварки или эвольвентных шлицевых соединений.

Упругие муфты за счет использования своих упругих силовых элементов способны не только компенсировать радиальные и угловые смещения, но и демпфировать колебания, амортизировать толчки и удары.

Упругие втулочно-пальцевые муфты типа МУВП по ГОСТ 21424–75 применяют в приводе от электродвигателя и в других случаях для валов диаметрами 9–160 мм при вращающих моментах 6,3–16000 Н∙м. Стандартом предусмотрены муфты типа I (с цилиндрическим отверстием для валов) и типа II (с коническим отверстием для валов); они могут быть выполнены в двух исполнениях: для длинных и коротких концов валов. Вращающий момент между полумуфтами передается через резиновые гоф­рированные втулки 1, надетые на пальцы 2. Муфты, в зависимости от типоразмера, допускают радиальное смещение осей валов на 0,2–0,4 мм, продольное смещение валов на 10–15 мм и угловое смещение на 1º. Их работоспособность определяется стойкос­тью втулок. Диапазон рабочих температур – от минус 40 до плюс 50 °С.

Для ограничения износа среднее контактное давление пальца на втулку

где z = 6 – число пальцев;

D_m – диаметр окружности расположения осей пальцев;

d_п – диаметр пальцев;

l – длина упругого элемента;

[P] – допускаемое давление для резиновых втулок (обычно 2 МПа).

25.6. Предохранительные муфты

Включение и выключение предохранительных муфт обычно происходит автоматически, поэтому иногда их называют самодействующими или самоуправляющимися.

Основные требования к таким муфтам – точность срабатывания, быстродействие, надежность.

Предохранительные муфты служат для защиты механизмов, машин от перегрузок. Они срабатывают, если вращающий момент на ведомом валу механизма превышает некоторую предельную величину.

Предохранительные муфты бывают двух типов.

1. Фрикционные предохранительные муфты.

2. Предохранительные муфты с разрушающимся элементом – штифтом (рис. 25.6). Они просты и надежны в работе, обладают сравнительно высокой точностью срабатывания. Штифты изготовляют из хрупких материалов (высокоуглеродистой стали, чугуна, бронзы и др.), чтобы повысить быстродействие, и размещают в закаленных до вы­сокой твердости втулках из сталей 40Х, У8А, У10А и др.

Рис. 25.6. Предохранительная муфта

с разрушающимся элементом

Для обеспечения чистого среза штифтов торцы втулок в со­бранной муфте должны соприкасаться друг с другом.

После разрушения штифта (штифтов) от перегрузки муфта разъ­единяет кинематическую цепь и полумуфты вращаются относительно друг друга.

Диаметр штифта

где R₁ – радиус муфты до оси срезного штифта;

z – число штифтов (обычно z = 1–2);

– предел прочности штифта на срез.

Для закаленных штифтов из стали 45 и Ст 5 = 420 Н/мм².