Большинство машин и технологических систем состоит из отдельных узлов. Для обеспечения кинематической и силовой связи валы) узлов соединяют муфтами (рис. ЗОЛ).
Муфтой называют устройство для соединения концов валов или валов со свободно установленными на них деталями (зубчатыми колесами, шкивами и т. д.). Муфты передают вращающий момент без изменения его величины и направления. Некоторые типы муфт дополнительно могут поглощать вибрации и толчки, предохранять машину от перегрузок, включать и выключать рабочий механизм машины без останова двигателя.
Многообразие требований, предъявляемых к муфтам, и различные условия их работы обусловили создание большого количества конструкций муфт (см. [2], [8]).
По управляемости муфты разделяют на:
неуправляемые (нерасцепляемые), осуществляющие постоянное соединение валов между собой (глухие, жесткие компенсирующие, упругие компенсирующие);
управляемые (сцепные), допускающие во время работы сцепление и расцепление валов с помощью механизма управления (кулачковые, фрикционные);
самоуправляемые, автоматически соединяющие и разъединяющие валы при изменении заданного режима работы машины (обгонные, центробежные, предохранительные).
По степени снижения динамических нагрузок муфты ^ывают:
жесткие, не сглаживающие при передаче вращающего момента вибрации, толчки и удары;
|
| Рис. 30.1. Втулочная муфта |
упругие, сглаживающие вибрации, толчки и удары благодаря наличию упругих элементов — пружин, резиновых втулок и др.
Основной характеристикой муфт является передаваемый вращающий момент Т. Муфты подбирают по ГОСТам, ведомственным нормалям, каталогам или проектируют по расчетному вращающему моменту Тр:
ΤР = КТ,
где К— коэффициент режима работы муфты; Т— номинальный вращающий момент (наибольший из длительно действующих).
В приводах от электродвигателя принимают:
при спокойной работе и небольших разгоняемых массах (приводы конвейеров, испытательные установки и др.) К= 1,15... 1,4;
при переменной нагрузке и средних разгоняемых массах (металлорежущие станки, поршневые компрессоры и др.) К= 1,5..2;
при ударной нагрузке и больших разгоняемых массах (прокатные станы, молоты и др.) К=2,5...3.
Диаметры посадочных отверстий муфты согласуют с диаметрами концов соединяемых валов, которые могут быть различными при одном и том же вращающем моменте вследствие применения разных материалов и различной нагруженности изгибающими моментами.
Стандартные муфты каждого типоразмера выполняют для некоторого диапазона диаметров валов.
Наиболее слабые звенья выбранной муфты проверяют расчетом на прочность по расчетному моменту Тр.
Работа муфт сопровождается потерями. По опытным данным при расчетах обычно принимают КПД η = 0,985...0,995.
Шпоночные и шлицевые соединения вала с муфтой проверяют методами, изложенными в § 7.3 и 8.3.
Ниже рассмотрены наиболее применяемые механические муфты.
