Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Муфтами в техніці називають пристрої, які служать для з'єднання кінців валів, трубопроводів та ін. Розглянемо лише муфти для з'єднання валів. Потреба в з'єднанні валів пов'язана з тим, що більшість машин компонують з ряду окремих частин з вхідними та вихідними валами, які з'єднують за допомогою муфт. З'єднання валів - основне призначення муфт. але не єдине.
Муфти використовують також для включення і виключення виконавчого механізму при працюючому двигуні; для запобігання машини від перевантаження (запобіжні муфти); для компенсації шкідливого впливу несоосности валів (компенсуючі муфти); для зменшення динамічних навантажень (пружні муфти).
У машинобудуванні застосовують велику кількість муфт, що розрізняються за принципом дії і управління, призначенням та конструкції.
В курсі «Деталі машин» розглядаються тільки механічні муфти.
Всі муфти за призначенням і принципом дії поділяють на такі групи:
1) муфти постійної дії. недопускати роз'єднання валів при роботі машини;
2) муфти зчіплюються керовані. що дозволяють з'єднувати і роз'єднувати вали при роботі машини або при її зупинці;
3) муфти автоматичні або самоврядні. з'єднують або роз'єднують вали автоматично при зміні режиму роботи машини (при зміні крутного моменту, частоти обертання і т.д.).
Муфти постійної дії в свою чергу діляться на:
а) глухі, призначені для жорсткого з'єднання співвісних валів;
б) компенсуючі, призначені для з'єднання валів з невеликими взаємними зміщеннями і перекосами валів;
в) пружні, призначені в основному для зменшення динамічних навантажень, що передаються валами.
Широко застосовуються муфти стандартизовані. Основний паспортної характеристикою муфти є значення крутного моменту, на передачу якого вона розрахована.
Муфту підбирають за величиною розрахункового крутного моменту
де К - динамічний коефіцієнт.
45) Зубчасті муфти відносяться до жорстких компенсуючих муфт. Їх перевагами є: висока здатність навантаження і при порівняно невеликих габаритах; здатність компенсації будь-яких зсувів осей валів і технологічність виготовлення.
До недоліків слід віднести: порівняно низьку стійкість через швидке зношення і руйнування зубів, відсутність пружно-демпфуючих властивостей.
Зубчаста муфта складається з двох обойм з внутрішніми зубами, що знаходяться в зачепленні відповідно з двома зубчастими втулками мають зовнішні зуби. Зуби - евольвентного профілю. У зачепленні має місце підвищений бічний зазор. Компенсація зміщення валів досягається перекосом втулок щодо обойм за рахунок бічних зазорів і сферичної поверхні зовнішніх зубів.
Радіальну силу, з якою муфта діє на вал, приймаємо
де Ft - окружна сила на ділильному діаметрі зубів.
Ланцюгові муфти мають гарні компенсують властивостями. В якості з'єднувального елемента полумуфт-зірочок застосовують стандартні ланцюга (однорядні або дворядні); при монтажі і демонтажі цих муфт не потрібно осьового зсуву вузлів.
Перевагами ланцюгової муфти є: простота конструкції і обслуговування; надійність в роботі; технологічність виготовлення; малі габарити і вага.
Недоліком є наявність кутових зазорів і мертвого ходу, внаслідок чого вони не можуть застосовуватися в реверсивних передачах, а також при наявності великих динамічних навантажень.
У проектованих муфтах застосовують однорядні втулочно-роликові ланцюги. Для утримання мастила муфту закривають роз'ємним кожухом з вбудованими ущільненнями і фіксуючим гвинтом або штифтом, що забезпечує спільне обертання з муфтою і запобігання зсуву кожуха.
Радіальну силу, з якою муфта діє на вал, приймаємо
де Ft - окружна сила на ділильному діаметрі зірочки.
де: z - число зубів зірочки;
р - крок ланцюга, в мм.
Муфта пружна дозволяє:
1) компенсувати несоосность валів;
2) усунути резонансні коливання;
3) зменшити динамічні навантаження;
4) знизити короткочасні перевантаження.
У машинобудуванні застосовується велика кількість пружних муфт різноманітних по конструкції. Все пружні муфти ділять на дві групи: муфти з неметалічних пружним елементом і муфти з металевим пружним елементом.
Основним матеріалом неметалевих елементів є гума. Металеві пружні елементи це різні пружини, пружинні стрижні та інше.
Найширше поширення з пружних муфт отримала муфта пружна втулочно-пальцева (МУВП). завдяки легкості виготовлення і заміни гумових елементів, особливо в приводах від електродвигунів з малими і середніми крутять моментами.
Вона складається з двох напівмуфт, насаджених на кінці валів, сталевих пальців, закріплених в одній з напівмуфт і пружних гумових втулок. Через порівняно невеликої товщини втулок муфти мають малу податливість і застосовують в основному для компенсації несоосности валів в невеликих межах (Dа »1 ... 5 мм, Dr» 0,3 ... 0,6 мм, Da до 1 °).
Муфту підбирають по ГОСТ за величиною крутного моменту, а потім перевіряють пальці на вигин, а втулки на зминання
де: Трасч - розрахунковий крутний момент;
Do - діаметр окружності, що проходить через центри пальців;
d - діаметр пальця;
l - довжина втулки;
z - число пальців.
Муфта пружна з зірочкою
Компенсуючі здатності муфти невеликі. При з'єднанні Неспіввісність валів муфта надає на них значне силовий вплив, хоча і менше, ніж втулочно-пальцева муфта. Муфти із зірочкою мають великий радіальної, кутовий і осьової жорсткістю і вимагають точного монтажу вузлів.
Муфта з гумовою зірочкою складається з однакових напівмуфт, що мають на фланцях торцеві кулачки і пружного елемента, виконаного у вигляді зірочки. Виступи зірочки розташовуються між кулачками полумуфт і працюють на стиск через один при дії крутного моменту.
Основні параметри, габаритні і приєднувальні розміри муфт, які допускаються зміщення осей валів визначають за каталогами. Напівмуфти виготовляють зі сталі 35 ГОСТ 1050-88; матеріал зірочок - гума з межею міцності при розриві на менше 10 Н / мм 2.
Радіальна сила, викликана радіальним зсувом, визначається за співвідношенням
де D r - радіальне зміщення, мм (табл. К23 [2])
CDr - радіальна жорсткість муфти, Н / мм (по каталогу) залежить від діаметра посадкового місця муфти.
Муфти з торообразной оболонкою застосовують для з'єднання тихохідного вала редуктора з приводним валом. Ці муфти прості за конструкцією і мають високу піддатливість, що дозволяє застосовувати їх в конструкціях, де важко забезпечити співвісність валів, при змінних ударних навантаженнях, а також при значних короткочасних перевантаженнях.
Пружним елементом муфти є гумова або резино-кордова оболонка. Резино-кордних елемент складніше у виготовленні, ніж гумовий, проте термін його служби в кілька разів більше гумового. Матеріал пружною оболонки - гума з межею міцності при розриві не менше 10 Н / мм 2.
Ці муфти відрізняються високими компенсаційними властивостями, здатними зменшувати динамічні навантаження завдяки малій крутильній жорсткості і високою демпфирующей здатності.
До недоліків муфт відносять їх великі розміри по діаметру і поява значних осьових навантажень на опори валів, що викликаються відцентровими силами, що діють на пружний елемент.
При гранично допустимих для муфти зсувах радіальна сила і згинальний момент від неї невеликі, тому при розрахунку валів і їх опор цими навантаженнями можна знехтувати Fм = 0 Н.
Деталі, складові машину, пов'язані між собою тим чи іншим способом. Ці зв'язки можна розділити на рухливі (підшипники, зачеплення) і нерухомі (зварні, болтові, пресові). наявність рухливих
зв'язків в машині обумовлено її кінематичною схемою. Нерухомі зв'язку обумовлені доцільністю розчленовування машини на вузли та деталі для того, щоб спростити виробництво і полегшити складання.
Нерухомі зв'язку в техніці називають сполуками.
За ознакою раз'ёмності всі з'єднання ділять на ра'ёмние і нероз'ємні.
Роз'ємні з'єднання дозволяють роз'єднувати деталі без їх пошкодження. До них відносяться різьбові, штифтові, клеммовие, шпонкові, шліцьові і профільні з'єднання.
Нероз'ємні з'єднання не дозволяють роз'єднати деталі без їх пошкодження. Застосування нероз'ємних з'єднань обумовлено в основному технологічними і економічними вимогами. До цієї групи належать заклепувальні, зварні та пресове з'єднання.
З'єднання є важливими елементами конструкцій. Багато аварії і неполадки в роботі машин обумовлені незадовільною якістю з'єднань.
Основним критерієм працездатності і розрахунку з'єднань є міцність.
Необхідно прагнути до того, щоб з'єднання було рівноміцним з сполучаються елементами. Бажано, щоб з'єднання не спотворювало форму виробу, не вносило додаткових елементів в його конструкцію.
52. Шпонкові з'єднання служать для закріплення деталей на валах і осях і передачі крутного моменту. Такими деталями є зубчасті колеса, шківи, зірочки. З'єднання навантажується в основному крутним моментом Т.
Всі основні види шпонок діляться на клинові і призматичні. Клинові шпонки зараз застосовують рідко і лише в одиничному виробництві.
У масовому і серійному виробництві застосовують призматичні шпонки і.
З'єднання призматичними шпонками ненапружених. Воно вимагає виготовлення вала і отвору з великою точністю. У багатьох випадках посадка маточини на вал виробляється з натягом.
Розглядаючи рівновагу вала або маточини при цих припущеннях, отримуємо умови міцності у вигляді:
У стандартних шпонок розміри b і h підібрані так, що навантаження з'єднання обмежують напруги зминання. а не напруги зрізу. Тому при розрахунках стандартні шпонки перевіряють тільки на зминання.