ТМ, ДП и ОК Лектор: Резников Станислав Сергеевич

Лекция 8

Т М Д П О К ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ ДЕТАЛИ ПРИБОРОВ ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ

МУФТЫ

Это устройства для соединения валов и передачи между ними вращающего момента

Муфты могут передавать вращающий момент и валам, и другим деталям (колёсам, шкивам и т.д.). Соединяют соосные и несоосные валы. Муфты существуют потому, что всегда есть некоторая несоосность, перекосы, взаимная подвижность валов. Конструкции муфт весьма разнообразны. Простейшая муфта сделана из куска ниппельной трубочки и соединяет вал электромоторчика с крыльчаткой автомобильного омывателя стекла. Муфты турбокомпрессоров реактивных двигателей состоят из сотен деталей и являются сложнейшими саморегулирующимися системами

Группы муфт различают по их физической природе. Муфты механического действия. Муфты электрического (электромагнитного) действия. Муфты гидравлического или пневматического действия. Классы муфт различают по режиму соединения валов. Нерасцепляемые (постоянные, соединительные) – соединяют валы постоянно, образуют длинные валы. Управляемые – соединяют и разъединяют валы в процессе работы, например, широко известная автомобильная муфта сцепления. Самодействующие – срабатывают автоматически при заданном режиме работы. Прочие.

Основная характеристика муфты – передаваемый вращающий момент. Существенные показатели – габариты, масса, момент инерции.

Муфта, рассчитанная на передачу определённого вращающего момента, выполняется в нескольких модификациях для разных диаметров валов. Муфты – автономные узлы, поэтому они легко стандартизируются

Муфты рассчитывают по их критериям работоспособности: прочности при циклических и ударных нагрузках, износостойкости, жёсткости.

КОМПЕНСИРУЮЩИЕ МУФТЫ Иногда называют самоустанавливающимися. Они соединяют валы с небольшими смещениями осей. Наиболее популярна конструкция зубчатой муфты. Она компенсирует осевые, радиальные и угловые смещения валов. Состоит из двух втулок (полумуфт с зубьями) и надетой на них обоймы с внутренними зубьями. Зубчатые зацепления выполняют с боковым зазором; зубьям придают бочкообразную форму; венцы полумуфт располагают на некотором расстоянии друг от друга. Зубчатые муфты малы и легки, весьма грузоподъёмны (до к Гм), высокооборотный. ЗУБЧАТАЯ МУФТА Однако эти муфты чувствительны к перекосам. Кроме того, при перекосах валов вследствие трения в зубьях муфта нагружает валы изгибающим моментом примерно 10% от вращающего. Несущая способность муфт резко падает с ростом перекоса валов. Размеры муфт подбирают по таблицам в зависимости от вращающего момента, который находят по наибольшему длительно действующему моменту на ведущем валу.

ПОДВИЖНЫЕ МУФТЫ Допускают соединение валов с повышенным взаимным смещением осей как вызванными неточностями, так и специально заданными конструктором. Ярким представителем этого семейства являются шарнирные муфты. Идея муфты впервые предложена Джероламо Кардано в 1570 г. и доведена до инженерного решения Робертом Гуком в 1770 г. Поэтому иногда в литературе они называются карданными муфтами, а иногда – шарнирами Гука. Шарнирные муфты соединяют валы под углом до 45 о, позволяют создавать цепные валы с передачей вращения в самые недоступные места. Всё это возможно потому, что крестовина является не одним шарниром, а сразу двумя с перпендикулярными осями. Прочность карданной муфты ограничена прочностью крестовины, в особенности мест крепления пальцев крестовины в отверстиях вилок

ФРИКЦИОННЫЕ МУФТЫ Передают вращающий момент благодаря силам трения, возникающим в контакте между элементами муфты (лат. frictio - трение). Силы трения легко регулируются изменением силы сжатия трущихся поверхностей. Поэтому фрикционные муфты допускают плавное сцепление при любой скорости, что успешно используется, например, в конструкции автомобильного сцепления. Кроме того, фрикционная муфта не может передать через себя момент больший, чем момент сил трения, поскольку начинается проскальзывание контактирующих фрикционных элементов, поэтому фрикционные муфты являются эффективными неразрушающимися предохранителями для защиты машины от динамических перегрузок.

Встречаются различные формы рабочих поверхностей фрикционных элементов: дисковые, в которых трение происходит по торцевым поверхностям дисков (одно- и многодисковые); конусные, в которых рабочие поверхности имеют коническую форму; цилиндрические, имеющие цилиндрическую поверхность контакта (колодочные, ленточные и т.д.).

ДИСКОВАЯ КОНУСНАЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ ФРИКЦИОННЫЕ МУФТЫ