Подвижные упругие муфты

В упругих муфтах усилие между полумуфтами передается через упругие элементы, и это определяет их основные свойства: способность амортизировать толчки и удары, гасить колебания и предупреждать резонанс.

Вместе с этим они в известной степени компенсируют смещение валов.

Муфты с постоянной жесткостью имеют линейную характеристику крутильной жесткости, то есть

,

где φ - угол закручивания.

Муфты с переменной жесткостью - нелинейную характеристику крутильной жесткости, то есть

.

Демпфирующие свойства муфты, то есть способность рассеивать энергию при деформировании, зависят от материала и конструкции упругих элементов.

К этим муфтам относятся: упругие с постоянной жесткостью, с переменной жесткостью, втулочно-пальцевые, с резиновой звездочкой, с торообразной оболочкой.

1. Упругая муфта с постоянной жесткостью показаны на рисунке 12.9. В ней крутящий момент между полумуфтами передается через торсионный вал и витые цилиндрические пружины сжатия. Пружины ставятся с предварительным сжатием F_о.

Рисунок 12.9. Упругая муфта с постоянной жесткостью

При Т<То = F_о*R*Z (Т_о – момент предварительного сжатия) муфта работает как жесткая. При Т>Т_о становится упругой. По достижении максимальной деформации пружина - снова как жесткая.

Расчет муфты с цилиндрическими пружинами сводится к расчету пружины. Остальные размеры муфты назначают конструктивно.

2. Муфта с переменной жесткостью хорошо обеспечивают смягчение толчков при пусках. Муфта со змеевидной плоской пружиной показана на рисунке 12.10. Пружина является наиболее ответственной деталью муфты. Передаваемая нагрузка распределяется между большим числом витков пружины, что позволяет выполнять муфты небольших размеров. Рабочие поверхности зубьев очерчены дугами окружностей. Муфта допускает и компенсирует осевое 0,5 – 3,0 мм, радиальное 4-20 мм и угловое 1⁰10' смещения. Основное ее применение - в тяжелом машиностроении

Рисунок 12.10. Упругие муфты с переменной жесткостью

3. Муфта упругая втулочно-пальцевая (МУВП) - одна из наиболее распространенных упругих муфт (рисунок 12.11) ГОСТ 21424-75.

		Полумуфта 2

Рисунок 12.11. Муфта упругая втулочно-пальцевая

Момент передается через резиновые гофрированные втулки, взаимодействующие с поверхностями отверстий одной из полумуфт и стальными пальцами, установленными в другой полумуфте. Эти муфты допускают радиальное смещение валов 0,2 ...0,5 мм, осевое – 1...5 мм, угловое до 1º.

Работоспособность муфт определяется стойкостью втулок.

4. Муфта с резиновой звездочкой состоит из двух полумуфт с торцовыми кулачками и резиновой звездочкой, зубья которой расположены между кулачками (рисунок 12.12) ГОСТ 14084-76. При передаче момента в каждую сторону работает половина зубьев.

Муфта очень компактна, применяется для соединения быстроходных валов. Материал полумуфт - сталь 35, материал звездочек - резина с пределом прочности при разрыве - 16 Н/мм². Муфта допускает радиальное смещение валов до 0,2 мм и угловое до 1⁰30'. Характерными особенностями этих муфт является незначительная жесткость при кручении (при Т_max ).

Рисунок 12.12. Упругая муфта со звездочкой

5. Муфта упругая с торообразной оболочкойсостоит из двух полумуфт, упругой оболочки, по форме напоминающей автомобильную шину и двух колец, зажимающих при помощи винтов оболочку (рисунок 12.13) ГОСТ 20884-75. Эта муфта обладает высокими упругими и демпфирующими свойствами. Обеспечивает шумо - и электроизоляцию узлов привода, удобна и надежна в эксплуатации. Применяется в конструкциях, где трудно обеспечить соосность валов при переменных и ударных нагрузках. Муфта допускает радиальное смещение валов до 1,6-5 мм, осевое – 5 – 11 мм и угловое до 1⁰30'.

Упругим элементом является резиновая или резинокордная оболочка, срок службы последней в несколько раз больше, хотя она и сложнее в изготовлении. К недостаткам муфты следует отнести их большие размеры по диаметру и появление осевых нагрузок на опоры валов, вызываемых центробежными силами, действующими на упругий элемент.

Рисунок 12.13. Муфта упругая с торообразной оболочкой