Соединительные муфты

Соединительные глухие муфты

Втулочные муфты (рис. 1) применяют в случаях, когда вал должен работать как одно целое. Такие муфты требуют точной соосности соединяемых валов. Втулочную муфту закрепляют на валу шпонками или штифтами.

Рис. 1.

Фланцевые муфты состоят из двух фланцевых полумуфт 1 и 2, установленных на концах валов и шпоночными соединениями (рис. 2). Эти муфты надёжно соединяют соосные валы и способны передавать большие моменты.

Рис. 2. Муфта фланцевая открытая.

Расчёт фланцевой муфты

Болты установлены с зазором

где Т_тр – момент трения на рабочих поверхностях;

F_з – сила затяжки одного болта;

f – коэффициент трения;

z – число болтов;

D₀ – диаметр центра болта;

d₁ – внутренний диаметр резьбы болта;

К - коэффициент затяжки.

где Т_р – расчётный момент.

Болты установлены без зазора

где Т_ср – момент среза болтов;

F_t – окружная сила, срезающая болт;

d₀ – наружный диаметр стержня болта;

n – число поверхностей среза.

.

Соединительные компенсирующие муфты с подвижным элементом

Компенсирующие муфты применяют для уменьшения нагрузок на валы и опоры за счёт компенсации радиальных, осевых и угловых смещений.

Зубчатые муфты компенсируют продольные и радиальные смещения валов в пределах 1-8 мм и угловое до 1°. Зубчатая муфта состоит из двух полумуфт 1 и 2 с наружными зубьями и разъёмной обоймы 3 с двумя рядами внутренних зубьев (рис. 3).

Рис. 3. Муфта зубчатая: 1 – обойма; 2 – втулка.

Расчёт на прочность

,

где К_д - коэффициент динамичности;

F_t – окружная сила;

b, h – длина и рабочая высота зуба;

z – число зубьев;

D₀ = mz – делительный диаметр зубьев,

где ψ = 0,12…0,16.

Сила, действующая на валы

F_M ≈ (0,15…0,2) F_t.

Соединительные компенсирующие муфты с упругим элементом

Упругие втулочно-пальцевые муфты (МУВП) имеют широкое распространение в приводах электродвигателей с малыми и средними вращающими моментами (рис. 4). Деформация резиновых упругих элементов смягчает толчки и удары. МУВП компенсирует радиальное смещение до 0,6 мм, угловое до 1° и небольшое осевое смещение валов.

Рис. 4. Муфта упругая втулочно-пальцевая.

Для проверки прочности рекомендуется рассчитывать пальцы по напряжениям изгиба, а резину – по напряжениям смятия на поверхности соприкосновения втулок с пальцами.

Пальцы

,

где l_n – длина пальцев;

z - число пальцев;

d_n – диаметр пальцев;

D₁ – диаметр центра пальцев;

.

Втулки

,

где l_в – длина втулки;

.

Муфты упругие со звёздочкой (рис. 5) применяют для валов диаметром 12…48 мм в диапазоне крутящих моментов 6,3…400 Н∙м. Муфты такого типа допускают радиальное смещение до 2 мм, угловое до 1°30′; их применяют для соединения быстроходных валов (3000…6000 об/мин).

Рис. 5. Муфта упругая со звёздочкой.

Работоспособность резиновой звёздочки определяется напряжением смятия

,

где D – наружный диаметр звёздочки;

z – число зубьев звёздочки;

h – ширина зубьев звёздочки;

d₁ – диаметр вала.

Муфты с торообразной упругой оболочкой (рис. 6) обладают высокой податливостью, угол закручивания до 5°, могут компенсировать радиальные смещения валов до 5 мм, осевые – до 4 мм, углы поворота до 4°.

Рис. 6. Муфта с торообразной оболочкой.

Оболочку рассчитывают по напряжениям сдвига в сечении около зажима фланцами

Используя эту формулу и принятые соотношения, можно получить выражение для наружного диаметра оболочки

.