Тема: МУФТЫ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ МУФТ Муфтами называют устройства,

для соединения валов, а также для соединения с валами других

вращающихся деталей (зубчатых колес, шкивов и др.). Муфты служат для пере­дачи вращающего момента, в качестве предохранительных устройств, а также тормозов и имеют различное конструктивное оформление в зависимости от назначения и требований, предъявляемых к меха­низмам.
Муфты разделяют на постоянные и сцепные. Первые служат для постоянного соединения вращающихся деталей в процессе работы механизма, вторые позволяют без разборки соединять и разъеди­нять вращающиеся детали при работе машины.

при этом исключаются их относительные угловые или поперечные смещения. В

машиностроении используют глухие жесткие муфты следующих разновидностей: втулочные, фланцевые поперечно - свертные и реже — продольно-свертные.
Втулочная муфта (рис. 1) представляет собой стальную или чугунную втулку, которую насаживают на соединяемые концы валов и закрепляют на них штифтами или стопорными винтами. Втулочная муфта, чрезвычайно простая по конструкции, широко применяется при небольших нагрузках, особенно в приборах. Основным ее недостатком является необходимость точного совмещения осей валов, а для их разъединения необходимы значительные смещения валов в осевом направлении.

по­лумуфт, соединяемых при помощи болтов. Точная сборка двух по­лумуфт достигается

с помощью центрирующего буртика (рис. 2, а) или центрирующих полуколец (рис. 2, б). В послед­нем случае обеспечивается разборка конструкции без сдвига валов в осевом направлении. Фланцевые муфты широко применяют в тяжелом машиностроении, когда требуется точное и жесткое соединение валов при передаче больших крутящих моментов. Фланцевые муфты передают крутящий момент либо силами трения, возникающими на торцах полумуфт от затяжки болтов, поставленных в отверстия с зазорами, либо непосредственно болтами, установленными в от­верстиях полумуфт без зазора (рис. 2, б). В последнем случае муфты могут передавать большие крутящие моменты.

двух полумуфт, между которыми зажимают болтами концы соединяемых валов. Продольно-свертные

муфты обеспечивают монтаж и демонтаж конструкций без осевых перемещений валов.
Компенсирующие жесткие муфты применяют для уменьшения вредного влияния несоосности валов на работу подшипников и других устройств. У муфт имеются элементы, обладающие относительной подвижностью. Компенсация смещений валов при использовании таких муфт достигается наличием больших зазоров в сопряжениях их деталей или скольжения деталей друг по другу. Имеются следующие разновидности жестких компенсирующих муфт.

зубча­тыми венцами и двух соединительных обойм с внутренними зубьями (рис.

4, а). Втулки устанавливают на соединяемых концах валов, а соединительные обоймы, внутренние зубья которых входят в зацепление с эвольвентными зубьями втулок (рис. 4, б), стягивают болтами. Головки зубьев на втулках имеют сферическую форму по длине зуба и бочкообразную форму в продольном сечении (рис. 4, б). При такой форме зубьев и предусмотренных боковых зазорах в зацеплении допускается перекос оси каждого вала до 0°30' и некоторое радиальное смещение валов. Внутреннюю полость муфты заполняют маслом для уменьшения износа зубьев и потерь на трение между ними.

Она состоит из двух полумуфт, имеющих диаметральные пазы, и промежуточного

диска с двумя выступами, выполненными крестообразно на противоположных сторонах диска. Выступы диска входят в пазы полумуфт. Несоосность соединяемых валов, а также угловых смещений до 1° компенсируется подвижностью соединительного диска в пазах полумуфт. При передаче крестовыми муфтами крутящих моментов на рабочих гранях выступов и пазов возникают неравномерно распределенные давления. Для уменьшения потерь на трение и износа сопряженных поверхностей их периодически смазывают.

рас­положены под большим углом друг к другу, причем в про­цессе

работы величина угла наклона может изменяться. Шарнирная муфта состоит из двух вилок 1 (рис. 6, а) и крестовины 2, шарнирно соединенной с вилками. Недостатком шар­нирной муфты является неравномерность вращения ведомого вала при равномерном вращении ведущего, если валы установлены несоосно. Для устранения этого недостатка применяют сдвоенные шар­нирные муфты, содержащие промежуточный элемент 2 (рис. 6, б), однако для равномерного вращения ведомого вала необходимо со­блюдение параллельности соединяемых валов 1 и 3.

некоторой компенсации неточностей взаимного расположения соединяемых валов. Эти муфты влияют

на общую динамическую характеристику системы и могут изменять ее в нужном направлении. Кроме того, упругие муфты способствуют гашению колебаний и являются поэтому виброизолирующими эле­ментами машин.
Втулочно-пальцевые муфты типа МУВП (рис. 7), выпускаемые по нормали машиностроения, получили наибольшее распространение. Муфта состоит из двух фланцевых полумуфт, в одной из которых закреплены коническими хвостовиками стальные пальцы, армированные резиновыми втулками или набором резиновых колец. Муфты типа МУВП допускают перекос валов от 0°30' до 1 радиальное смещение валов от 0,2 до 0,6 мм и осевое смещение до 1—2 мм.

из двух полумуфт, насаживаемых на соединяемые концы валов. Полумуфты соединяют

резиновой (или резинокордной) оболочкой, закрепляемой с помощью прижимных колец и болтов. Преимуществами муфт с упругими оболочками являются компенсация неточностей взаимного расположения соединяемых валов, а также простота монтажа и демонтажа упругого элемента. Недостатком этих муфт является увеличение габаритов по сравнению с другими конструкциями муфт.

пакетов упругих пластин. Пластины соединяют наружную и внутреннюю полумуфты. Пакеты

пластин закреплены в пазах внутренней полумуфты, а их свободные концы изгибаются под нагрузкой. Муфта работает как упругая с переменной жест­костью только в определенном диапазоне изменения нагрузки. При максимальной нагрузке муфта работает как жесткая.

рис. 9

от ведущего вала к ведомому через зацепления полумуфт, имеющих на

внутренних торцах выступы (кулачки) или зубья (кулачковые и зубчатые муфты), или силами трения, возникающими на рабочих поверхностях полумуфт (фрикционные муфты). Общим требованием для всех типов сцепных муфт является строгая соосность соединяе­мых валов. По сравнению с кулачковыми и зубчатыми фрикционные муфты обладают рядом преимуществ: плавная передача движения от ведущего вала к ведомому, возможность включения при любой разности скоростей и предохранение механизмов от поломок деталей в случае внезапной перегрузки. В этой связи фрикционные муфты получили наиболее широкое распространение.

не требуется строгого соблюдения равенства угловых скоростей соединяемых валов.
Принципиальные схемы

фрикционных муфт показаны на рис. 10. Полумуфты 1 закреплены на валах неподвижно, а полумуфты 2 являются подвижными или имеют подвижные элементы. В зависимо­сти от формы рабочих поверхностей различают следующие разно­видности фрикционных муфт: дисковые (рис. 10, а, б), конусные (рис. 10, в) и цилиндрические (рис. 10, г),

рис. 10

включения, неболь­шим габаритам и несложной регулировке при износе дисков. Муфта

(рис. 11) состоит из двух неподвижных полумуфт 1 и 2 и пакета дисков, один из которых 3 соединен с помощью наружных зубьев или шлицев с полумуфтой 2, а внутренние диски 4 скреплены с по­лумуфтой 1.
При включении муфты диски сжимаются между упор­ными кольцами 5 и 6 при помощи рычажного механизма включения 7. В выключенной муфте между дисками появляются зазоры, момент трения практически исчезает и движение ведомому валу не пере­дается.

муфт соединяются и разъединяются автоматически в зави­симости от изменения одного

из следующих параметров: крутящего момента, скорости или направ­ления вращения. Различают пре­дохранительные, обгонные и цен­тробежные сцепные самоуправ­ляемые муфты.
Предохранительные муфты или муфты предельного момен­та служат для защиты механиз­мов от перегрузки, когда пере­даваемый крутящий момент до­стигает предельной величины. В основном применяют предо­хранительные муфты двух ви­дов. Предохранительные муфты с разрушающимся элементом имеют наиболее простую конст­рукцию. Чаще всего применяют муфты со срезными штифтами (рис. 12). Такая муфта состоит из двух дисковых полумуфт 1 и 2, соединяемых металлическим штифтом 3, вставленным в термически обработанную втулку 4. При возникновении перегрузки штифт срезается и муфта разъединяет валы.

или частым кратко­временным перегрузкам. На­ибольшее распространение по­лучили многодисковые фрик­ционные муфты.

На рис. 13 показана одна из конструк­ций такой муфты. Она от­личается от фрикционной уп­равляемой муфты тем, что у нее диски 1 постоянно сжаты пружиной 2, при этом сила нажатия пружины регули­руется гайкой 3. В случае перегрузки возникает проскальзывание дисков вплоть до останова ведомого вала.

рис. 13

валы в зависимости от соотношения их угловых скоростей. Если скорость

ведущего вала больше, чем у ве­домого, муфта соединяет валы. Когда скорость ведомого вала пре­высит скорость ведущего, муфта разъединяет валы, не препятствуя ведомому валу обгонять ведущий. Применяют две разновидности таких муфт.
Обгонная фрикционная муфта (рис. 14) состоит из двух полу­муфт — наружной 1 и внутренней 2, насаженных на соединяемые валы. Внутренняя полумуфта (зве­здочка) образует с наружной обой­мой клиновидные пазы, в которых расположены ролики 3, поджимае­мые пружинами 4. Если ведущей является внутренняя полумуфта, то сцепление валов возможно толь­ко при вращении звездочки по ча­совой стрелке, когда ролик затя­гивается силами трения в суживаю­щийся паз и заклинивается между полумуфтами.

не препятствуют дви­жению полумуфт и валы не соединяются.
Храповые обгонные муфты

применяют реже фрикционных, так как при их работе появляются в механизме шумы.
Центробежные муфты служат для автоматического соединения или разъединения валов при достижении ими заданных уг­ловых скоростей, при которых полумуфты сцепляются или рас­цепляются под действием сил инерции грузов и пружин. По­этому процесс пуска машины при использовании этих муфт протекает плавно, без перегруз­ки двигателя, который разго­няется вхолостую.

приве­денной на рис. 15, а схеме ве­дущим является вал 4,

на сту­пице 2 которого свободно уста­новлены колодки 3 или ленты. Ведомым звеном является барабан 1, к ободу которого центробеж­ными силами прижимаются колодки или ленты.
К центробежным муфтам относятся также шариковые и порош­ковые муфты. У шариковой муфты (рис. 15, б) ведущим звеном является лопастное колесо, а ведомым — барабан, закрытый тор­цовыми крышками. Образовавшиеся камеры заполняют шариками со смазкой. При вращении лопастного колеса шарики под действием центробежных сил прижимаются к ободу барабана, увлекая его за собой силами трения.­

корпус 1 с гладкой внутренней поверхностью, а ведомым звеном —

гофрированный диск 2. Внутреннюю полость муфты заполняют чугунной дробью, мелкими стальными шариками или металлическими опилками. При вращении корпуса наполнитель муфты смещается центробежными силами к внешнему контуру и зажимает гофрированный диск; тем самым он приводит в движение ведомый вал.­