Компенсирующие муфты

компенсирующие муфты

150 руб.

Описание товара

Компенсирующие муфты

Жесткие и полужесткие компенсирующие муфты

         Жесткие компенсирующие муфты предназначены для соединения приводных валов имеющих определенную несосоность и перекос осей, но не испытывающих больших динамических нагрузок, порождающих резкие скачки передаваемого крутящего момента, а также вибрации с большой амплитудой колебаний. Обычно их используют для соединения вала двигателя с ведущим валом понижающего редуктора, или выходного вала понижающего редуктора и входным валом приводимого механизма или агрегата машины.
Жесткие компенсирующие муфты делятся на следующие типы:
− зубчатые муфты,
− цепные муфты,
− кулачково – дисковые муфты,
− полужесткие дисковые муфты,
− муфты со сферическими и цилиндрическими промежуточными телами,
− шарнирные муфты.
Зубчатые муфты применяются для соединения валов с небольшой величиной несоосности и углом перекоса (несоосность валов Δ = 0,25 – 0,7мм, перекос валов φ = 0,03 – 0,07мм на 100мм). Зубчатая муфта состоит из двух обойм с внутренними зубьями и находящихся с ними в зацеплении зубчатых втулок с наружными зубьями, которые стянуты болтами (см. Рис 2а). Для соединения ведущего и ведомого валов расположенных на значительном расстоянии друг от друга зубчатая муфта могут быть выполнена с промежуточным валом (см. Рис 2б)

Рис 2 Конструкция зубчатой муфты

         Основные конструктивные размеры зубчатых муфт общего назначения, для передачи крутящего момента от 1000 Нм до 63000 Нм определены ГОСТ 50895-96. Согласно ГОСТ 50895-96 зубья обойм и втулок муфты изготавливаются с эвольвентным профилем и углом зацепления a = 20 град. двух степеней точности, нормальной ( при скорости v менее 15м/с) и повышенной (при скорости v более15м/с), при этом зубчатые втулки могут изготавливаться, как с прямым, так и с бочкообразным зубом. Зубчатое зацепление в муфте выполняется с увеличенным боковым зазором, необходимым для компенсации погрешности взаимного расположения соединяемых валов. Зубья зубчатой муфты при передаче крутящего момента воспринимают не только изгибные и контактные напряжения, но и работают на износ, находясь при этом в сложном напряженном состоянии, инженерной методики расчета которого на сегодня нет. Поэтому типоразмер зубчатой муфты выбирается по ГОСТ 50895-96 в зависимости от величины передаваемого крутящего момента, скорости вращения и диаметра вала. Однако в приводе различных механизмов и агрегатов возникает необходимость применения зубчатых муфт оригинальной конструкции, дающих возможность, например, повысить износостойкость, увеличить компенсационные возможности, снизить динамические нагрузки, улучшить демпфирующие свойства. Рассмотрим конструкции таких зубчатых муфт.

Рис 3 Конструкция зубчато – роликовой муфты с увеличенными компенсирующими возможностями

         На Рис 3 показана конструкция зубчатой муфты, дополнительно оснащенной бочкообразными роликами, что позволяет увеличить ее компенсирующие возможности. Предлагаемая конструкция муфты содержит ведущую и ведомую втулки 1, обойму 2, жестко закрепленные на втулках 1 диски 4 в отверстиях которых с зазором установлены цапфы бочкообразных роликов 3, таким образом, чтобы их рабочая поверхность имела возможность контактировать с ответными радиусными поверхностями пазов в обойме и втулках. Возникающий перекос осей втулок 1 и обойм 2 в пределах до 3 град. компенсируется за счет сферической формы венца зубчатой втулки 1 бочкообразной формы роликов и радиальному зазору между роликами и охватывающим их цилиндром, образованным двумя полуцилиндрическими пазами обоймы 2 и втулки 1.

            Рис 4 Конструкция тяжело нагруженной зубчатой муфты с промежуточной
зубчатой втулкой,

              На Рис 4 показана конструкция тяжело нагруженной зубчатой муфты с промежуточной зубчатой втулкой, позволяющей повысить долговечность муфты и ее ремонтопригодность. Она состоит из зубчатой обоймы 3, закрепленной посредствам болтов 2 и штифтов (штифты на Рис 4 не показаны) на фланце ведущего вала 1, промежуточной втулки 4 имеющей наружный и внутренний зубчатые венцы, которая зацепляется с ведомой зубчатой полумуфтой 5, закрепленной с помощью призонных болтов 6 на фланце торсионного вала 7. Кроме того промежуточная втулка 4 посредсвам установочного кольца 8 и болтов 8 закреплена на правом торце стакана 10, который в свою очередь закреплен на внутренней поверхности обоймы 3 с помощью болтов 11. При этом стакан 10 выполнен за одно целое с втулкой 12, которая посредствам уплотнения 13 закрывает внутреннюю полость зубчатой муфты, тем самым предохраняя ее от попадания пыли и грязи. Зубчатая втулка 3 имеет более низкую твердость, чем зубчатые венцы обоймы 3 и ведомой полумуфты 5, что позволяет в процессе работы прирабатываться ее зубьям с зубьями обоймы и ведомой полумуфты, что позволяет повысить износостойкость дорогостоящих деталей муфты (обоймы 3 и ведомой муфты 5). Кроме того, наличие в конструкции муфты зубчатой втулки упрощает ее разборку при выполнении обслуживания и ремонта, при выполнении которых откручиваются болты 2, и освобожденная при этом обойма 3 вместе с подлежащей замене зубчатой втулкой 4 смещается влево, в результате чего к последней обеспечивается свободный доступ.

Рис 5 Конструкция зубчатой муфты, позволяющая снизить динамические нагрузки за счет удлинения ножек зубьев полумуфты.

          На Рис 5 показана конструкция зубчатой муфты позволяющая, снизить динамические нагрузки за счет удлинения ножек зубьев полумуфты. Она состоит из ведущей полумуфты 1 с наружным зубчатым венцом и сборной ведомой полумуфты включающей фланец 2, соединенный посредствам призонных болтов 8 и гаек 9 с втулкой 3, имеющей внутренний зубчатый венец, а также стакан 4,соединенный с фланцем 2 с помощью болтов 10. В отверстии полумуфты 1 установлен радиальный двухрядный сферический подшипник 6, наружное кольцо которого зажато посредствам крышки 5, закрепленной на полумуфте 1 с помощью болтов 11, а его внутреннее кольцо свободно установлено на наружной поверхности стакана 4. Для образования в зоне зацепления полумуфт замкнутой полости на левом торце втулки 3 установлена крышка 7 с уплотнением. Для снижения динамических нагрузок действующих на муфту увеличена податливость зубчатого венца ведущей полумуфты 1, за счет выполнения ножек 13 ее зубьев удлиненными (см. разрез А – А Рис. 4)

Рис 6 Конструкция зубчатой муфты для вертикальных валов, воспринимающих осевую
нагрузку

              На Рис 6 показана конструкция зубчатой муфты для вертикальных валов, воспринимающих осевую нагрузку. Она содержит установленную на полом валу 1 зубчатую втулку 2 и установленную на валу 3 зубчатую втулку 4, которые соединены обоймой 5 с двумя внутренними зубчатыми венцами, закрытой с торцев крышками 6 с уплотнениями 7. Зубчатые втулки соединены с валами посредствам шпоночных соединений. Между зубчатыми втулками установлено опорное устройство включающее упорный подшипник 8, верхнее кольцо 9 которого посредствам диска 10 удерживается от радиальных перемещений, а его нижнее кольцо 11 удерживается от радиальных смещений диском 12, при этом последний имеет вогнутую сферическую поверхность которая опирается на выпуклую сферическую поверхность штока 13, свободно установленного внутри полого вала 1. Осевое положение зубчатой втулки 4 относительно вала 3 зафиксировано установочным болтом 14.
Работает муфта следующим образом. Крутящий момент от полого вала 1 и закрепленной на нем посредствам шпоночного соединения зубчатой                  втулки 2, через зубчатую обойму 5 передается зубчатой втулке 4 и валу 3 соединенному с ней посредствам шпоночного соединения. Осевая нагрузка Р от штока 13 через упорный подшипник 8 и диски 10 и 12 передается валу 3,              разгружая таким образом полый вал 1. Сферические поверхности диска 12 и штока 13 позволяют самоустанавливаться соединяемым валам при их угловом смещении допускаемым муфтой.

 

Рис 7 Конструкция зубчатой муфты с повышенными демфирующими свойствами за счет введения упругих элементов.

             На Рис 7 показана конструкция зубчатой муфты с повышенными демфирующими свойствами, достигнутых за счет введения упругих элементов. Она содержит полумуфты 1 и 2 с наружными зубчатыми венцами, охватываемые обоймой 3 с внутренними зубчатыми венцами, при этом полумуфта 1 выполнена с фланцем, на котором посредствам болтового соединения 6 закреплена обойма 4 с внутренними радиальными ребрами 8, расположенными в шахматном порядке с наружными ребрами 7, выполненными на зубчатой обойме 3, а в образовавшемся между ребрами 7 и 8 зазоре установлены упругие элементы 5, выполненные в виде коротких цилиндров. Упругие элементы 5 расположены между ребрами 7 и 8 таким образом, что боковой зазор δ между зубьями полумуфт 1, 2 и обоймы 3 распределяется поровну с обоих сторон зубьев (см разрез А – А Рис. 5)

             Работает муфта следующим образом. При передаче крутящего момента сначала начинают работать упругие элементы 5, а после увеличения нагрузки зазор δ/2 в направлении вращения муфты выбирается, и в работу вступают зубья полумуфт 1, 2 и обоймы 3. Возникающие в процессе работы привода колебания и вибрации гасятся упругими элементами 5, при этом нагрузочная способность муфты не снижается.

Рис 8 Конструкция зубчатой муфты с повышенной нагрузочной способностью и демпфирующими свойствами.

         На Рис 8 показана конструкция зубчатой муфты с повышенной нагрузочной способностью и демпфирующими свойствами. Она содержит ведущую полумуфту 1 с внутренним зубчатым венцом, ведомую полумуфту 2, в отверстиях которой посредствам пальцев 5 с гайками 6 установлены зубчатые секторы 3, зацепляющиеся с зубчатым венцом полумуфты 1, а их боковые поверхности, выполненные под углом α, контактируют без зазора с ответными поверхностями лучей упругой звездочки 4, имеющих толщину δ. Эта звездочка выполнена из эластичного материала, например резины, и расположена в пространстве между смежными торцами полумуфт.

         Работает муфта следующим образом. При вращении ведущей полумуфты 1ее внутренний зубчатый венец контактирует с зубьями секторов 3, которые при этом стремятся повернуться на пальцах 5 и сжимают лучи звездочки 4, что приводит к уменьшению их толщины δ. После уравновешивания нагрузки на обоих полумуфтах, поворот зубчатых секторов 3 прекращается и вращение передается ведомой полумуфте 2. Полное заполнение пространства между полумуфтами упругой звездочкой 4 позволяет амортизировать удары за счет накопления потенциальной энергии при ее упругой деформации, и обеспечивает высокую нагрузочную способность муфты.

Рис 9 Конструкция зубчатой упругой муфты с увеличенной нагрузочной способностью.

            На Рис 9 показана конструкция зубчатой упругой муфты с увеличенной нагрузочной способностью. Она содержит ведущую 1 и ведомую 2 полумуфты с зубьями 6выполненными на их торцевых поверхностях 13 и соединительную упругую обойму 3, выполненную, например из резины или полиуретана, с внутренними зубьями. Зубья 6 полумуфт на периферийной части выполнены с выступами 8 и впадиной 9, а зубья упругой обоймы имеют различную толщину (зубья 4 с увеличенной толщиной и зубья 5 с уменьшенной толщиной) и разделены впадинами 10. При сборке полумуфты и обойма соединяются таким образом, что зубья 6 одной полумуфты располагаются во впадинах другой и входят своими выступами 8 во впадины 10 обоймы, при этом толстые зубья 4 обоймы 3
входят во впадины 9 зубьев 6 полумуфт, а тонкие зубья 5 располагаются в зазоре между зубьями 6 ведущей 1 и ведомой 2 полумуфт. Увеличенная нагрузочная способность муфты обеспечивается за счет увеличенной площади контакта зубьев полумуфт с зубьями обоймы и крутильной податливости последней, которая при передаче крутящего момента гарантирует нахождение в постоянном контакте боковых поверхностей всех выступов и впадин зубьев 6 полумуфт с ответными поверхностями зубьев 4, 5 и впадин 10 обоймы.

 

Рис 10 Конструкция цепной муфты по ГОСТ 20742 – 93

        Цепные муфты являются упрощенным аналогом зубчатой муфты и состоит из двух одинаковых звездочек, охватывающей их общей цепи и защитного кожуха (см. Рис 10). Параметры цепных муфт передающих крутящий момент от 63Нм до 16000Нм определены ГОСТ 20742 – 93, который предусматривает их исполнение с одно – двухрядной втулочно – роликовой цепью по ГОСТ 13568 – 97. Цепные муфты применяют для соединения валов с несоосностью  0,5 – 1,2 мм и перекосом валов  3 – 6 град.

Рис 11 Конструкция цепной муфты с двурядной втулочно – роликовой цепью

               Конструкция цепной муфты с двурядной втулочно – роликовой цепью по ГОСТ 13568 – 97 показана на Рис 11. Она содержит ведущую звездочку 1 с зубчатым венцом 2, ведомую звездочку 3 с зубчатым венцом 4, промежуточную втулку 5, на обеих торцах которой также выполнены зубчатые венцы 6, соединенные с зубчатыми венцами 2 и 4 полумуфт посредствам двух замкнутых отрезков двурядной втулочно – роликовой цепи 7.

Рис 12 Конструкция малогабаритной цепной муфты с повышенной нагрузочной способностью.

         На Рис 12 показана конструкция малогабаритной цепной муфты с повышенной нагрузочной способностью. Она содержит ведущую 1 и ведомую 2 полумуфты с наружными зубчатыми венцами, соединенными между собою посредствам втулочно – роликовой цепи 3. При этом каждая полумуфта на торце имеет три открытых секторных паза а и три секторных выступа б, которые свободно входят в ответные пазы а, что позволяет без использования двурядной втулочно – роликовой цепи.  За счет этого муфта способна передавать увеличенный крутящий момент без увеличения ее длины.

Рис 13 Конструкция цепной муфты позволяющая соединять валы
с увеличенной несоосностью и перекосом осей.

         На Рис 13 показана конструкция цепной муфты, позволяющая соединять валы с увеличенной несоосностью и перекосом осей. Она содержит установленную на ведущем валу 1 полумуфту 2 с зубчатым венцом 3 и установленную на ведомом валу 4 полумуфту 5 с зубчатым венцом 6 и промежуточный блок звездочек 10, при этом последний установлен на валу 4 посредствам сферической опоры 9, внутренняя втулка 7 которой расположена на валу, а наружная 8 запрессована в отверстие блока звездочек 10. Зубчатые венцы полумуфт 3 и 6 с помощью втулочно – роликовых цепей 13 и 14 соединены с соответствующими зубчатыми венцами 11 и 12 промежуточного блока звездочек 10. Компенсация несоосности и перекоса осей валов 1 и 4 осуществляется за счет установки промежуточного блока звездочек 10 на сферической опоре 5.

Рис 14 Конструкция кулачково – дисковой муфты

            Кулачково – дисковые муфты (плавающие муфты) предназначены  для соединения валов со значительной несоосностью и небольшими перекосами.          Муфта состоит из двух полумуфт с пазами, расположенными перпендикулярно друг относительно друга и промежуточного диска с кулачками, входящими с зазором в пазы полумуфт (см. Рис 14а, б).

         Передача крутящего момента осуществляется кулачками диска, скользящими по пазам полумуфт при наличии несоосности соединяемых валов. При этом за один оборот вала промежуточный диск совершает два оборота, описывая в пространстве окружность диаметром равным удвоенной несосности валов. Параметры и размеры кулачково – дисковых муфт для валов диаметром 16 – 100 мм., при передаче крутящих моментов 120-20000 Нм и скорости вращения 250 об/мин, установлены ГОСТ 20720-93 и допускают несоосность валов до  0,04 d и перекос осей до 30 град. Параметром определяющим долговечность работы кулачково – дисковой муфты является ее износостойкость, поэтому муфты этого типа рассчитываются по удельным давлениям q, возникающим на поверхности кулачков при передаче крутящего момента по следующей формуле:

       Разновидностью кулачково – дисковой муфты является муфта со скользящим сухарем. Ее отличие от кулачково – дисковой муфты состоит в том, что в ней стальной или чугунный промежуточный диск заменен на сухарь, который выполняется из текстолита (см. Рис 11в). Эта муфта позволяет соединять валы с несоосностью до 0,2 мм, и перекосом осей до 40 град, при этом она способна работать при более высоких скоростях (до 8000 об/мин) но передает крутящий момент на 5 – 15% меньшие, чем кулачково – дисковая муфта, что вполне закономерно поскольку стальной промежуточный диск заменен на текстолитовый сухарь. Расчет муфты со скользящим сухарем также, как и кулачково – дисковой муфты, выполняется по параметру износа, по следующей формуле:

В приводах с точным перемещением выходного звена для соединения вала двигателя с валом или ходовым винтом, являющимся ведущим звеном приводимого механизма, или агрегата применяются беззазорные кулачково – дисковые муфты. Рассмотрим несколько примеров конструктивного исполнения таких муфт.

Рис 15 Конструкция беззазорной кулачково – дисковой муфты.

           На Рис 15 показана конструкция беззазорной кулачково – дисковой муфты. Она содержит полумуфты 1 и 2, с взаимно перпендикулярными пазами на торцах и промежуточный диск 3 с кулачками также расположенными взаимно перпендикулярно друг к другу и размещенными в пазах полумуфт. При этом кулачки промежуточного диска 3 взаимодействуют с пазами полумуфт посредствам четырех комплектов роликов 4 и клиновых вставок 5, кроме того в кулачках диска 3 выполнены поперечные пазы 8, в которых расположены поводки 7 клиновых вставок 5 между которыми находятся пружины сжатия 6, постоянно смещающие клиновые вставки 5 в радиальном направлении от центра к периферии. Размеры клиновых вставок 5 и их поводков 7 выбраны таким образом, чтобы центробежные силы инерции, действующие на части клиновых вставок, расположенных по обе стороны от оси муфты, уравновешивали друг друга. При наличии смещения между осями соединяемых муфтой валов кулачки диска 3 скользят по роликам 4, а сам диск при этом совершает планетарное движение.
Работает муфта следующим образом. При вращении ведущей полумуфты 1 крутящий момент передается ведомой полумуфте 2 через ролики 4 и клиновую вставку 5 рас-положенные в пазах ведущей полумуфты 1, промежуточный диск 3 и ролики 4 и клиновые вставки 5, расположенные в пазах ведомой полумуфты 2. Наличие пружины сжатия расположенной между поводками 7 клиновых вставок 5 постоянно смещающих последние в радиальном направлении от центра к периферии обеспечивает постоянную компенсацию люфта между поверхностями деталей муфты, взаимодействующими с роликами 4. При этом, центробежные силы инерции действующие на клиновые вставки по обе стороны от центра вращения благодаря указанному выбору их размеров равно нулю и не влияет на работу муфты.

Рис 16 Конструкция тяжело нагруженной беззазорной кулачково – дисковой муфты.

        На Рис 16 показана конструкция тяжело нагруженной беззазорной кулачково – дисковой муфты. Она содержит полумуфты 1 и 2, на торцах которых выполнены взаимно пепендикулярные V – образные пазы, промежуточный диск 3, также выполненный с двумя взаимно перпединулярными V – образными пазами, ответными пазам на полумуфтах. В пазах расположены сепараторы 4 и 5 с роликами 6 и 7, которые контактируют с V – образными пазами полумуфт и промежуточного диска. Наличие роликов позволяет муфте воспринимать крутящий момент и осевые нагрузки.
Работает муфта следующим образом. При вращении ведущей полумуфты 1 крутящий момент передается ведомой полумуфте 2 через ролики 6 расположенные в V – об-разных пазах ведущей полумуфты 1 и ответных пазах промежуточного диска 3, промежуточный диск 3 , ролики 7 расположенные в V – образных пазах промежуточного диска 3 и ответных пазах ведомой полумуфты 2. В процессе работы муфты за счет смещения осей соединяемых валов промежуточный диск 3 совершает планетарное движения в плоскости перпендикулярно оси муфты, при этом ролики 6 и 7 в сепараторах 4 и 5 перемещаются вдоль пазов диска и полумуфт. Наличие между полумуфтами и промежуточным диском роликов расположенных в сепараторах исключает люфт при передаче муфтой крутящего момента.

Рис 17 Конструкция маломоментной беззазорной кулачково – дисковой муфты.

         На Рис 17 показана конструкция маломоментной беззазорной кулачково – дисковой муфты. Она содержит полумуфты 1 и 2, каждая из которых имеет по диаметрально рас-положенному пазу, а также плавающую крестовину 3 с двумя парами взаимно перпендикулярных плоских кулачков, входящих в ответные пазы полумуфт. В каждом пазу полумуфты 1 и 2 расположен опорный шарик 4, запертый плоской крышкой 5 и подпружиненный шарик 6, при этом шарики 4 находятся в постоянном контакте с поверхностями А и Г, а шарики 6 в контакте с плоскостями Б и В крестовины 3. Для подпружинивания шариков 6 в конструкции муфты предусмотрены плоские пластины 7 и 8, усилие прижима которых регулируется винтами 9, вкрученными с полумуфты 1 и 2. Крестовина 3 зафиксирована на полумуфте 1 посредствам быстросъемной шайбы 10. Диаметры отверстий в полумуфтах под установку шариков больше диаметра шариков на удвоенную величину несоосности соединяемых муфтой валов, что позволяет шарикам в процессе работы муфты перекатываться в пределах зазора.

           Работает муфта следующим образом. При вращении ведущей полумуфты 1 крутящий момент передается ведомой полумуфте 2 через опорные шарики 4 полумуфты 1 двум диаметрально расположенным плоским кулачкам крестовины 3, и далее через ее вторую пару плоских кулачков опорным шариками 2 ведомой полумуфты 2. Несоосность соединяемых муфтой валов компенсируется за счет перемещения крестовины 3 в двух взаимно перпендикулярных направлениях путем перекатывания ее поверхностей А, Б, В, Г по соответствующим опорным 4 и подпружиненным 6 шариками полумуфт 1 и 2. Зазоры между деталями муфты в процессе ее работы исключаются за счет поджима роликов 6 плоскими пружинами 7 и 8 к соответствующим поверхностям крестовины.

           Полужесткие дисковые муфты состоят из полумуфт с пальцами, соединенных между собою посредствам комплектов упругих стальных дисков, или пластин различной формы выполненных из листового проката. Конструкция и размеры полужестких дисковых муфт передающих крутящий момент от 40 Нм до 6300 Нм определены ГОСТ 26445 – 85 . Полужесткие дисковые муфты применяются в приводах, в которых необходимо не только компенсировать несоосность и перекос осей валов, но и обеспечить их беззазорное соединение, что особенно важно в приводах станков с ПУ. На Рис 11 показаны варианты конструктивного исполнения полужестких дисковых муфт по ГОСТ 26445 – 97.

Рис 18 Конструкция одинарной полужесткой дисковой муфты по ГОСТ 26445 – 97

          На Рис 18а показана конструкция одинарной полужесткой дисковой муфты, которая содержит полумуфты 1, комплект дисков 2, выполненных из листовой стали толщиной 0,3 – 0,5 мм, соединенных с полумуфтами посредствам насадок 3, имеющих змеевидную форму и болтов 4, скрепленных с помощью гаек 5, плоских шайб 6 и шайб гровера 7. Место крепления комплекта дисков и конструкция насадки показаны на Рис 18в. На Рис 18б показана конструкция сдвоенной полужесткой дисковой муфты, которая содержит полумуфты 1, промежуточную втулку 8, два комплекта дисков 2, соединенных с полумуфтами и промежуточной втулкой посредствам насадок 3, имеющих змеевидную форму и болтов 4, скрепленных с помощью гаек 5, плоских шайб 6 и шайб гровера 7. Одинарная полужесткая муфта по ГОСТ 26455 – 97 допускает только перекос осей соединяемых валов в пределах 45 град, а сдвоенная полужесткая муфта, помимо указанной величины перекоса, допускает непараллельность осей соединяемых валов в пределах 0,5 – 2,5 мм.

Рис 19 Конструкция пластинчатой полужесткой муфты

        На Рис 19 показана конструкция пластинчатой полужесткой муфты, основным отличием которой от рассмотренной ранее дисковой муфты является выполнение промежуточного упругого элемента не в виде комплекта дисков, а в виде комплекта пластин. Она состоит из ведущей 1 и ведомой 2 полумуфт, каждая из которых имеет по пять радиальных выступов с отверстиями, в которых установлены болты 6 гайки 7 и шайбы 5 с увеличенными фасками на одном из торцев, посредствам которых полумуфты соединены комплектами пластин 3 и 4, которые изготавливаются из пружинной стали. Длина свободных концов 8 комплектов пружин 3 и 4 определяется по следующей формуле:

          Данное требование устанавливается из условия перекрытия площади конуса давления, возникающего в пластинах пакетов 3 и 4 при затяжке болтов крепления 6 (см. Рис 19)
Работает муфта следующим образом. При приложении крутящего момента к ведущей полумуфте 1 в работу вступает пять комплектов пластин 3, 4 и передают крутящий момент ведомой полумуфте 2, при этом другие пять комплектов пластин 3, 4 находятся в нерабочем состоянии. При изменении направления передаваемого крутящего момента работают вторые пять комплектов пластин 3, 4, а первые пять комплектов пружин 3, 4 не работают. Несоосность и перекос осей полумуфт установленных на ведущем и ведомом валах привода приводит к продольному изгибу комплектов пластин 3, 4 в зоне упругой деформации, которая для пластин гораздо больше чем для диска. Такая конструкция муфты за счет наличия пластин намного проще, чем у дисковой муфты, и в тоже время, способна передавать больший крутящий момент при увеличенной несоосности и перекосе соединяемых валов.

Рис 20 Конструкция пластинчатой полужесткой муфты, с пластинами в виде звеньев втулочно – роликовой цепи.

              На Рис 20 показана конструкция пластинчатой полужесткой муфты, с пластинами в виде звеньев втулочно – роликовой цепи. Она содержит ведущую 1 и ведомую 2 полумуфты с фланцами 3, 4, кольцевые диски 5, 6, соединенные между собою призонными болтами 7, которые осуществляют передачу крутящего момента от одного диска к другому. Между дисками 5, 6 и фланцами 3,4 полумуфт 1, 2 на осях 10 установлено два комплекта упругих пластин 8, состоящие из звеньев 9 втулочно – роликовой цепи. Оси 10, выполненные в виде ступенчатого валика с диаметрами D и d, установлены по окружности фланцев 3, 4 и дисков 5, 6 с определенным шагом , при этом на каждом шаге положение осей 10 меняется на противоположенное (см. разрез А – А на Рис 20). По диаметру d оси устанавливаются в отверстия фланцев и дисков с натягом и фиксируются в осевом положении посредствам корончатых гаек 11, стопорящихся шплинтами 12. С противоположной стороны осей выполнены два пояска 13 разделенные проточкой, в которой установлено эластичное уплотнительное кольцо 14, при этом пояски 13 входят в отверстия фланцев и дисков с зазором δ. На концах осей 10 выполнены квадратные хвостовики 15 необходимые для их удержания при затяжке гаек 11. На наружной цилиндрической поверхности фланцев 3, 4 с помощью винтов 16 закреплены кожухи , состоящие из крышки 18 и обечайки 19, закрепленной на крышке посредствам посадки с натягом. В канавках выполненных на наружной цилиндрической поверхности дисков 5 и 6 расположены круглые уплотнительные кольца 20, обеспечивающие герметичность полостей Б и В муфты, которые заполняются консистентной смазкой.
Работает муфта следующим образом. Крутящий момент от ведущей полумуфты 1 через оси 10 и первый комплект пластин 8 перелается диску 6, а через призонные болты 7 он сообщается диску 6, который в свою очередь через оси 10 и второй комплект пластин 8 передает крутящий момент ведомой полумуфте 2. При передаче крутящего момента оси 10, на которых установлены звенья цепи 9, упруго прогибаются в зазоре δ, что обеспечивает их равномерную нагрузку и увеличивает нагрузочную способность муфты. При кратковременных перегрузках, вызывающих пиковые крутящие моменты зазоры δ выбираются и оси 10 кольцевыми поясками 13 упираются в стенки отверстий фланцев или дисков, в которых они расположены, в результате у них появляется вторая опоры, что исключает их остаточную деформацию.

         Муфты со сферическими промежуточными телами качения позволяют компенсировать несосоности и непаралельность осей соединяемых валов в ограниченном про-странстве, поскольку имеют малые габаритные размеры по длине и по диаметру

Рис 21 Конструкция малогабаритной шариковой муфты обеспечивающей соединение валов с радиальным смещением.

             На Рис 21 показана конструкция малогабаритной шариковой муфты обеспечивающей соединение валов с радиальным смещением. Она содержит полумуфту 1 в отверстии которой с зазором δ расположена полумуфта 2, продольные канавки 3 которой контактируют с шариками 4, расположенными в радиальных отверстиях полумуфты 1 и постоянно поджатыми в радиальном направлении обоймой 5. Передача крутящего момента осуществляется от  полумуфты 1 к полумуфте 2 посредствам шариков 5, которые находятся в            постоянном контакте с радиальными отверстиями в полумуфте 1 и продольными канавками 3 в полумуфте 2. Радиальное смещение полумуфт 1 и 2 осуществляется в пределах зазора δ между внутренней цилиндрической поверхностью полумуфты 1 и наружной цилиндрической поверхностью полумуфты 2 .

Рис 22 Конструкция шариковой муфты для соединения валов с большим
радиальным смещением.

           На Рис 22 показана конструкция шариковой муфты для соединения валов с большим радиальным смещением. Она содержит ведущий вал 1 с фланцем 2, который будучи посредствам болтов 3 и гаек 4 соединен с обечайкой 5 и крышкой 6, образует коробку, являющуюся корпусом шариковой муфты, а также ведомый вал 7 с фланцем 8, который расположен внутри коробки и контактирует с ведущим валом 1 посредствам двух комплектов шариков 9. Шарики 9 одновременно расположены в радиальных канавках 10, выполненных на внутренних поверхностях фланца 2 и крышки 6 и в аналогично расположенных канавках 11, которые выполнены на обоих торцах фланца 8.
При передаче муфтой крутящего момента валы 1и 7 совершают вращательное движения, при котором они контактируют посредствам шариков 9, при этом последние для компенсации радиального смещения соединяемых валов перекатываются по канавкам 10 во фланце 2 и крышке 6 и канавкам 11 во фланце 8.

Рис 23 Конструкция шариковой муфты с увеличенной нагрузочной способностью.

        На Рис 23 показана конструкция шариковой муфты с увеличенной нагрузочной способностью. Она содержит две наружные обоймы 1, 2, жестко соединенные между собою посредствам призонных болтов 3 и две внутренние обоймы 4, 5. В наружных обоймах 1, 2 выполнены продольные цилиндрические пазы 13, в которых размещены вкладыши 6 с полусферическими гнездами 7 с установленными в них шариками 8, находящиеся в постоянном контакте со сферическими гнездами 9 выполненными во внутренних обоймах 4, 5. На торцах наружных обойм 1, 2 посредствам болтов 12 закреплены крышки 10 с уплотнениями 11, образующие внутри наружных обойм 1 и 2 закрытую полость, в которую закладывается консистентная смазка. При монтаже муфты в составе привода внутренние обоймы 4 и 5 располагаются внутри наружных обойм 1 и 2 таким образом, чтобы между наружными торцами вкладышей 6 и упорным буртом наружных обойм 1 и 2 был образован зазор S.
Работает шаровая муфта следующим образом. Крутящий момент передается от ведущей внутренней обоймы, например 4, через шарики 8, расположенные в ее гнездах 9 и вкладыши 6, контактирующие с шариками 8 посредствам гнезд 7 передается наружной обойме 1 посредствам пазов 13, которая в свою очередь с помощью призонных болтов 3 передает крутящий момент наружной обойме 2, а последняя через вкладыши 6 и шарики 8 сообщает его ведомой внутренней обойме 5. При этом несоосность и перекос осей веду-щей и ведомой внутренних обойм 4 и 5 компенсируется за счет осевого смещения вкладышей 6 вместе с шариками 8 в пазах 13 наружных обойм 1 и 2. Увеличенная нагрузочная способность муфты обеспечивается за счет увеличенной площади контакта шариков 8 с гнездами 7 и 9 во внутренних обоймах 4, 5 и вкладышах 6, которая сохраняется при осевом смещении вкладышей, компенсирующих положение соединяемых муфтой валов.

Рис 24 Конструкция шариковой муфты с промежуточной самоустанавливающейся обоймой.

                   На Рис 24 показана конструкция шариковой муфты с промежуточной самоустанавливающейся обоймой. Она содержит полумуфты 1 и 2, закрепленные на валах 3 и 4 посредствам шпонок 5 и 6. На поверхностях 7 ступиц полумуфт 1 и 2 выполненных с радиусом R1 сделаны, смещенные на величину эксцентриситета e кольцевые канавки 8, а также установлены упругие сепараторы 9, выполненные, например из резины, в отверстиях которых с некоторым зазором установлены комплекты шариков 10 различного диаметра. Полумуфты 1 и 2 посредствам шариков 10 соединены между собою с помощью самоустанавливающейся обоймы 11, а между торцами полумуфт и обоймы установлены упругие шайбы 13, при этом каждый комплект шариков 10 находится в постоянном контакте с соответствующей эксцентричной расточкой 12 обоймы, выполненной с радиусом R2 и смещенной на величину эксцентриситета e.

         Работает муфта следующим образом. При вращении ведущего вала 3 вместе с ведомой полумуфтой 1 в любую сторону, благодаря наличию смещенных на величину эксцентриситета e кольцевых канавок 8 и эксцентричных расточек 12 в обойме 11, шарики 10 заклинивают самоустанавливающуюся обойму 11 и вращение через шарики и обойму передается ведомой муфте 2 , а через шпоночное соединение ведомому валу 4. При этом обойма 11 совершает сложное движение все время самоустанавливаясь относительно шариков 10. Рассмотренная конструкция шариковой муфты позволяет осуществлять передачу крутящего момента при наличии у соединяемых валов значительного перекоса осей (см. Рис. 24б) и радиального смещения (см. Рис. 24в).

Рис 25 Конструкция шариковой муфты для соединения вертикальных валов.

             На Рис 25 показана конструкция шариковой муфты для соединения вертикальных валов. Она содержит ведущую 1 и ведомую 2 полумуфты, между которыми расположена промежуточная вставка 3, при этом в полумуфте 1 выполнены ступенчатые радиальные пазы 4, а в промежуточной вставке 3 соответствующие им радиальные пазы 5, в которых установлены упругие пластины 6. Кроме того, в ведомой полумуфте 2 и промежуточной вставке 3 выполнены продольные цилиндрические канавки 7 и 8, в которых размещены шарики 9, а на нижнем торце промежуточной вставки 3 и верхнем торце ведущей полумуфты 1 выполнены конусные углубления 10, в которых расположен шарик 11, обеспечивающий удержание в вертикальном положении промежуточной вставки 3 и ее центрирование.

        Работает полумуфта следующим образом. Ведущая полумуфта 1через упругие пластины 6 передает крутящий момент промежуточной вставке 3, а последняя через шарики 9 сообщает его ведомой полумуфте 2. При этом упругие пластины 6 могут свободно скользить по боковым поверхностям пазов 4 в полумуфте 1 и деформироваться в зоне упругости при работе муфты. Размеры упругих пластин 6 выбираются таким образом, чтобы при передаче муфтой до 20 % максимальной величины крутящего момента она работала как упругая и допускала относительный проворот полумуфты 1 и промежуточной вставки 3 на угол 2 – 3град, а при дальнейшем увеличении передаваемого момента работала как жесткая. Такая конструкция муфты обеспечивает плавную передачу крутящего момента, и при этом, гашение крутильных колебаний и компенсацию радиальных и торцевых биений соединяемых валов.

       Шарнирные муфты строятся на принципе работы пространственного шарнира Гука. Они служат для передачи крутящего момента между валами, имеющими большие угловые перекосы осей (до 45 град.), которые в процессе работы могут меняться. Обычно муфта состоит из двух вилок и промежуточной крестовины, шарнирно соединенных между собою. По габаритным размерам и величине передаваемого крутящего момента шарнирные муфты делятся на два типа:
–  малогабаритные (см. Рис 26), которые способны передавать крутящий момент от 12,5 до 1280 Нм,
–  крупногабаритные (см. Рис. 30), которые способны передавать крутящий момент до 800000Нм.

Рис 26. Конструкция малогабаритной шарнирной муфты по ГОСТ 5147 – 97

       Конструкция малогабаритной шарнирной муфты по ГОСТ 5147 – 97 показана на Рис 26. Одинарная шарнирная муфта (см. Рис. 26а) состоит из двух полумуфт 1, имеющих форму вилки, которые шарнирно соединены со сборной крестовиной включающей сухарь 2, две втулки 4, палец 3 и ось 5. Для фиксации осевого положения полумуфт устанавливаются штифты 6. Сдвоенная шарнирная муфта (см. Рис. 26б) состоит из двух полумуфт 1, которые посредствам сборных крестовин шарнирно соединены со спаренной вилкой 7. Одинарная шарнирная муфта способна компенсировать только перекос осе й соединяемых валов, а сдвоенная муфта за счет наличия двух крестовин и спаренной вилки способна компенсировать перекос и радиальное смещение валов.

Рис 27 Конструкция крупногабаритной шарнирной муфты

          На Рис 27 показана конструкция крупногабаритной шарнирной муфты. Она состоит из полумуфт 1 и 2 имеющих вильчатую форму, крестовины 3, шарнирно установленной на четырех игольчатых подшипниках 4, расположенных в расточках вилок полумуфт 1 и 2, при этом игольчатые подшипники герметично закрыты снаружи крышками 5, а изнутри чашками 8, что позволяет удерживать в них консистентную смазку и исключить попадание пыли и грязи. Крышки 5 крепятся на торцах вильчатой части полумуфт 1 и 2 посредствам болтов 6, которые стопорятся планками 7.

Рис 28 Конструкция синхронной шарнирной муфты

           В переднеприводных автомобилях применяются так называемые синхронные шарнирные муфты, которые характерны тем, что при изменении углового положения ведомого вала его скорость остается постоянной. Конструкция синхронной муфты, показанная на Рис 28а, содержит наружную обойму 1, имеющую на внутренней поверхности канавки для размещения шариков 2, сепаратора 3, внутренней обоймы 6 с канавками на наружной поверхности для размещения шариков 2 и внутренним шлицевым отверстием для соединения с валом, а также ступицу 5, манжету 8 и крышку 9. При этом ступица 5 и крышка 9, фиксирующая манжету 8, крепится к наружной обойме 1 посредствам болтов 7. Центры кривизны канавок на наружной и внутренней обойме лежат на оси муфты, но смещены по отношению друг к другу, что обеспечивает установку шариков в бисекторной плоскости. Муфта допускает перекос осей валов до 15 град.
Конструкция синхронной муфты, показанная на Рис 28б содержит наружную обойму 1, выполненную за одно с валом, и имеющую канавки для размещения шариков 4, сферический сепаратор 7, положение которого определяется делительным рычагом 2, внутреннюю обойму 5, соединенную шлицами с валом 6 и чашку 3. Центры кривизны канавок выполненных на наружной и внутренней обоймах, лежат на оси муфты, но смещены друг относительно друга. При смещении валов, рычаг 2 поворачивается в гнезде обоймы 1 и вызывает смешение сепаратора 7 таким образом, что плоскость расположения шариков 4 совпадает с бисекторной плоскостью. Муфта допускает перекос осей валов до 35 град. Существуют и другие конструкции синхронных шарнирных муфт.
Шарнирные муфты, как правило, применяются в паре, образуя при этом карданный вал. Карданные валы применяются:
–  в автомобилестроении для передачи крутящего момента от коробки передач к редуктору заднего моста, компенсируя при этом смещение и перекос ведущего и ведомого валов, вызванных погрешностями изготовления и сборки и изменением положения рамы и рессор автомобиля при его движении (см. Рис 29),
–  в станкостроении для передачи вращения валам, положение которых меняется при наладке (валки прокатных станов), или во время работы (консоли фрезерных станков).

Рис 29 Карданный вал легкового автомобиля

        На Рис 29 показана конструкция карданного вала легкового автомобиля. Он содержит два карданных подшипника вилки которых жестко соединены (приварены) с соединительным валом. Карданный шарнир включает ведущую вилку 3, подвижно установленную в осевом направлении, на шлицах вторичного вала 2 коробки передач 1, в отверстиях которой на игольчатых подшипниках 10 установлены две цапфы крестовины 5, а вторые ее цапфы также на игольчатых подшипниках установлены в отверстиях вилки 4, при этом игольчатые подшипники зафиксированы в отверстиях вилок посредствам стопорных колец 11. Соединительный вал 6, расположенный между карданными подшипниками приварен к их внутренним вилкам 4

Рис 30 Карданный вал привода валков прокатного стана.

           На Рис 30 показан карданный вал привода валков прокатного стана. Он содержит промежуточный вал 11, на концах которого посредствам стаканов 13 установлены шарнирные муфты 12, вилки 9 которых с помощью закладных винтов 10 соединены со ступицами 1 ведущего и ведомого валов привода. Шарнирные муфты 12 состоят из крестовины образованной четырьмя осями 6, втулкой 4, гайкой 3, винтами 5, наружной обоймой 7 и коническими роликовыми подшипниками 8.

Рис 31 Конструкция малогабаритного карданного вала способного передавать увеличенный крутящий момент и осевую нагрузку.

       На Рис 31 показана конструкция малогабаритного карданного вала способного передавать увеличенный крутящий момент и осевую нагрузку. Он содержит полумуфты 1, и соединительный вал 3 с проушинами на концах, основания крестовин 4 и 5 и наружные кольца 6 и 7. При этом в основаниях крестовин 4 и 5 выполнены отверстия в которых установлены пальцы 8 и 9, а полумуфты 1, 2 и промежуточный вал 3 расположены таким образом, что пальцы 8 и 9 соединяют их проходя в отверстия выполненные в их проушинах. На наружной поверхности колец 6 и 7 выполнена канавка в которой установлено стопорное кольцо, которое исключает выпадение пальцев 8 и 9 при вращении муфты вместе с соединяемыми валами. С целью увеличения компенсационной возможности муфты внутренняя поверхность наружных колец 6 и 7 разделена на два конических участка, наибольшие диаметры которых располагаются на их торцах, а наружная поверхность крестовин 4 и 5 разделена на два конических участка, наименьшие диаметры которых располагаются на их торцах. Увеличенная нагрузочная способность муфты достигается за счет того, что в отличии от классической конструкции карданных подшипников, пальцы 8 и 9 расположены в отверстиях соединяемых деталях муфты (проушинах полумуфт и промежуточного вала, а также наружных колец) таким образом, что работают как двухопорная балка.

Рис 32 Конструкция тяжело нагруженного карданного вала работающего в условиях больших перекосов и смещения соединяемых валов.

Упругие компенсирующие муфты.

         Муфты этого типа характеризуются наличием упругого элемента, за счет деформации которого осуществляется взаимное перемещение деталей муфты, компенсирующее несоосность и перекос соединяемых валов. Кроме компенсации погрешности взаимного расположения соединяемых валов упругие подвижные муфты позволяют сглаживать удары и толчки в работе привода при этом демпфируя (поглощая) и преобразовывая один вид механической энергии в другой за счет упругой деформации.
Основными типами упругих подвижных муфт являются:
–  муфты с упругим элементом пружинного типа,
–  муфты и резиновым упругим элементом.
Существуют различные виды муфт с пружинными элементами, отличающиеся видом пружинного элемента и его расположением в муфте это: муфты с радиальными пакетами плоских пружин, муфты с осевыми пакетами плоских пружин, муфты со змеевидными пружинами, муфты с винтовыми пружинами и другие. Муфты такого типа позволяют компенсировать несоосность валов в пределах  0.5 – 3,0 мм и перекос осей  1 – 1,25 град.

Рис 33 Муфта с радиальными пакетами пружин

            Конструкция муфты с радиальными пакетами плоских пружин показана на Рис 33. Она состоит из двух полумуфт 1 и 5 соединенных пакетами плоских пружин 8 расположенных в радиальном направлении. Пакеты пружин соединены с полумуфтой 1 посредствам кольца 7, а с полумуфтой 5 посредствам кольца 3, которое вместе с крышкой 2 крепится к полумуфте 5 болтами 4. Крышка 2 с уплотнением 6 закрывает внутреннюю полость муфты, заполненную пластинчатой смазкой. При передаче крутящего момента от ведущей полумуфты 1 к ведомой 5 пакеты пружин работают на изгиб, Компенсация несоосности и перекоса осей валов осуществляется за счет изгиба пружин и зазоров между пакетом пружин и пазами колец , в которых они расположены

Рис 34 Муфта со змеевидными пружинами

      Муфты со змеевидными пружинами из всех видов муфт с пружинными элементами позволяют передавать максимальные крутящие моменты и компенсировать наибольшую величину погрешности взаимного положения соединяемых валов при малых габаритных размерах, поэтому, несмотря на сложность изготовления змеевидных пружин и зубчатых венцов полумуфт, они находят широкое применение в приводах прокатных станов и паровых турбин. Конструкция такой муфты показана на Рис 34. Она состоит из двух полумуфт ведущей 1 и ведомой 5 с зубчатыми венцами во впадины, в которых укладывается змеевидная пружина 2, а также сборного кожуха состоящего из двух частей 3 и 4, соединенных винтами 3. Зубья полумуфт имеют специфический профиль, выполненный с утонением толщины зуба в направлении стыка между полумуфтами, что необходимо для прогиба пружины на всей длине зуба во время работы муфты.

Рис 35 Конструкция упругой компенсационной муфты способной передавать крутящий момент и осевое усилие.

          На Рис 35 показана конструкция упругой компенсационной муфты способной передавать крутящий момент и осевое усилие. Она содержит внешнюю часть, которая передает крутящий момент и внутреннюю часть которая передает осевое усилие. Внешняя часть муфты включает посадочные втулки 1 и 2, связанные между собою упругим элементом который выполнен в виде прорезной пружины, состоящей из плоских колец 3, соединенных между собою перемычками 4. Внутренняя часть муфты содержит две цилиндрические вставки 5 и 6, с внутренними цилиндрическим поясками 7 и 8 на торцах, в которые входят ответные центрирующие пояски ведущего и ведомого валов, а также шарик 9, расположенной между вставками 7 и 8 и контактирующий с их сферическими торцами 10 и 11
Работает муфта следующим образом. При вращении посадочной втулки 1 крутящий момент передается посадочной втулке 2 через упругий элемент, выполненный в виде прорезной пружины. Поскольку посадочные втулки и прорезная пружина выполнены за одно целое в муфте отсутствуют зазоры, что позволяет осуществлять точную передачу вращательного движения от двигателя к ведущему валу исполнительного механизма. Кроме того, наличие пружины, соединяющей посадочные втулки, позволяет компенсировать погрешность взаимного положения ведущего и ведомого валов соединяемых муфтой. Осевая нагрузка передается муфтой от ведущего вала к ведомому посредствам цилиндрических вставок 5, 6 и шарика 9, при этом, наличие у вставок сферических поверхностей 10 и 11, контактирующих с шариком, также позволяет компенсировать погрешность взаимного положения соединяемых муфтой валов.

Рис 36 Конструкция упругой торсионной муфты.

           На Рис 36 показана конструкция упругой торсионной муфты. Она содержит стакан 1 с фланцем 2 жестко соединенный с ведущим валом 3 привода посредствам штифта 4, торсион 5 с зубчатыми венцами 6 и 7 и шипами 8, при этом во фланце 2 стакана 1 выполнены отверстия в которых запрессованы пальцы 9, с упругими роликами 10, установленными на пальцах посредствам подшипников 11. Зубчатый венец 6 торсионного вала 5 взаимодействует с внутренним зубчатым венцом ведущего вала 3, а зубчатый венец 7с внутренним зубчатым венцом ведомого вала 12.

       Работает муфта следующим образом. Вращение от ведущего вала 3 через торсионный вал 5 передается ведомому валу 12. При возникновении перегрузки торсионный вал 5 поворачивается и его шипы 8 входят в контакт с упругими роликами 10, что предотвращает торсионный вал 5 от поломки.

        Муфты с упругими резиновыми элементами отличающиеся видом упругого элемента и его расположением в муфте это: муфты с резиновыми звездочками, втулочно – пальцевые муфты, муфты с резиновыми дисками, муфты с тороидальным упругим эле-ментом, муфты с резиновыми вставками и другие.
    Муфта с резиновой звездочкой представляет собой разновидность кулачковой муфты, у которой рабочие поверхности кулачков разделены резиновыми прокладками, выполненными в виде одной детали, имеющей форму четырех или шести лучевой звездочки (см. Рис 37).

Рис 37 Муфта с резиновой звездочкой по ГОСТ 14084 – 76

          Конструкция муфты проста и малогабаритна но требует точного монтажа, поскольку способна компенсировать несоосность валов неболее 0,01d и перекос осей валов до 1 град. Она содержит ведущую полумуфту 1, резиновую звездочку 3 и ведомую полумуфту 2. При передаче крутящего момента лучи звездочки работают на сжатие. Параметры и размеры муфт с резиновой звездочкой определены ГОСТ 14084-76.

Рис 38 Втулочно – пальцевая муфта по ГОСТ 21424 – 93

       Втулочно – пальцевые муфты, благодаря своей простоте, наиболее часто применяются в соединении валов и прежде всего для соединения вала электродвигателя с ведущим валом понижающего редуктора, хотя при этом, они обладают далеко не лучшими характеристиками упругих элементов (упругость, износостойкость) и показателями работоспособности в целом. Такие муфты позволяют компенсировать несоосность валов в пределах 0,3 – 0,5 мм. и перекос осей валов до 1град . Параметры и размеры втулочно – пальцевых муфт определены ГОСТ 21424-93. Конструкция муфты показана на Рис 38. Она состоит из полумуфты 1, во фланце которой закреплены пальцы 2 с коническим хвостовиком, на цилиндрической поверхности которых установлены резиновые втулки 3, расположенные в отверстиях полумуфты 4.Одним из недостатков рассмотренной втулочно – пальцевой муфты являются ее большие габариты.

Рис 39 Втулочно – пальцевая муфта с уменьшенными габаритными размерами

       На Рис 39 показана конструкция втулочно – пальцевой муфты, позволяющая значительно уменьшить ее габаритные размеры. Она содержит полумуфты 1 и 2, в которых установлен вкладыш 3 с двумя отверстиями 4 и 5, с размещенными в них упругими элеменами 6 и 7, представляющими собой втулку, пальцы 8 и 9, закрепленные с помощью пружинных колец 10 и 11. При вращении полумуфты 1 крутящий момент передается через связанный с ней палец 8 и упругий элемент 6 вкладышу 3 и далее через второй упругий элемент 7 и палец 9 ведомой полумуфте 2.

Рис 40 Муфта с упругими дисками

      Муфты с упругими дисками отличаются высокой крутильной податливостью и демпфированием, хорошо компенсируют перекос осей валов, могут работать при высоких скоростях вращения (например, при соединении вала электродвигателя с приводом), не требуют ухода при эксплуатации. Конструкция муфты показана на Рис 40. Она состоит из ведущей полумуфты 1 и ведомой полумуфты 2, во фланцах которых посредствам гаек 5 и шайб 6 жестко закреплены пальцы 3 с коническим хвостовиком, на цилиндрической поверхности которых установлен резиновый диск 6 (обычно диски устанавливаются на шести пальцах). Для повышения долговечности муфты резиновые диски 6 выполняются армированными в местах контакта с пальцами.

Рис 41 Муфта с тороидальными упругими элементами

         Муфта с тороидальным упругим элементом обладает хорошими демпфирующими способностями и позволяет компенсировать несоосность валов в пределах  3 – 6 мм. и перекос осей  2 – 6град. Тороидальный упругий элемент муфты работает на крутильный сдвиг, а при наличии погрешностей монтажа валов дополнительно испытывает и изгибные нагрузки, аналогично мембране. Размеры муфт с тороидальным упругим элементом и передаваемые ими крутящие моменты установлены ГОСТ 20884 – 82. Конструкция муфты с тороидальным упругим элементом показана на Рис 41. Она состоит из двух одинаковых по конструкции полумуфт 5 (отличие может быть только из-за посадочных мест соединяемых валов покупных элементов привода, например электродвигателя и редуктора), резиновой тороидальной оболочки 1, прижимных полуколец 2, крепящихся к полумуфтам 5 посредствам втулок 3 и болтов 4, осуществляющих прижим оболочки 1 к полумуфтам 5. Передача крутящего момента между полумуфтами 5 обеспечивается за счет сил трения между оболочкой 1 и полумуфтами 5, создаваемых путем ее прижима полукольцами 2 к полумуфтам.

Рис 42 Муфта с резиновыми вставками

       Муфта с резиновыми вставками конструкция, которой показана на Рис 42 является разновидностью муфты с резиновой звездочкой, но обладает повышенной нагрузочной способностью и может быть использована для передачи гораздо больших крутящих моментов. Конструкция муфты должна предусматривать возможность расширения резиновых пластин в плоскости нормальной к направлению сжимающего усилия, поскольку в противном случае муфта будет работать как жесткая. Муфта состоит из полумуфты 1 соединенной с обоймой 2 имеющей на внутренней поверхности ребра – лопатки, полумуфты 5 имеющей такие же ребра – лопатки на наружной поверхности, упругих элементов 4 установленных между ребрами полумуфт 1 и 5, которые имеют форму брусков с трапецеидальным поперечным сечением. Упругие элементы в таких муфтах могут быть самой разнообразной формы, прямоугольной, цилиндрической, сферической и проч. В зависимости от формы, количества и расположения резиновых вставок меняется крутильная жесткость муфты и ее демпфирующие свойства.

Рис 43 Конструкция упругой муфты с увеличенными компенсирующими и демпфирующими возможностями.

               На Рис 43 показана конструкция упругой муфты с увеличенными компенсирующими и демпфирующими возможностями. Она содержит упругую, например резиновую трубу 1, соединяющую вала 1 и 2, в отверстие которой вставлены тонкостенные кольцевые пружины 4 и кольца 12, которые собраны в    пакет посредствам крышек 6, стянутых болтами 7 и гайками 8. Для соединения упругой тру-бы 3 с валами 1 и 2 на последние установлены полумуфты 11, с наружной конической поверхностью Б, к которой труба 3 прижимается внутренней конической поверхностью А чашки 12, затягиваемой болтами 13, которые вкручиваются в торец полумуфты 11.Увеличенные компенсирующие и демпфирующие возможности рассмотренной муфты достигаются за счет использования для передачи крутящего момента упругой трубы , армированной изнутри тонкостенными кольцевыми пружинами и кольцами, собранными в пакет

Рис 44 Конструкция компенсирующей упругой муфты обеспечивающей плавную передачу крутящего момента.

             На Рис 44 показана конструкция компенсирующей упругой муфты обеспечивающей плавную передачу крутящего момента. Он содержит ведущую полумуфту 1 и ведомую полумуфту 2, при этом в радиальном пазу полумуфты 2 установлены два поводка 3 подпружиненных пружиной 6 в направлении от центра к периферии, которые снабжены ро-ликами 5, шарнирно установленными на осях 4. Во внутреннюю цилиндрическую полость муфты 2 завулканизирована резиновая обойма 9 имеющая две эксцентричные внутренние поверхности 10, расположенные аппозитно друг относительно друга и два упорных выступа 11, которые выполнены со стальными ребрами жесткости 12 завулканизированными в их тело Для улучшения сцепления обоймы 9 с внутренней поверхностью полумуфты 2 на наружной поверхности обоймы сделаны выступы 13, которые входят в ответные пазы полумуфты 2. Полость 7, в которой расположена пружина 6 соединена с атмосферой посредствам дросселирующего отверстия 8.
Работает муфта следующим образом. В начале вращения ведущей полумуфты 1 ролики 5, увлекаемые поводками 3, начинают перекатываться по внутренней эксцентричной поверхности 10 резиновой обоймы 9, при этом, поводки 3 перемещаются в радиальном направлении от периферии к центру паза полумуфты 1, это приводит к сжатию пружины 6 и уменьшению полости 7, воздух из которой выходит в атмосферу через дросселирующее отверстие 8, создавая сопротивление перемещению поводков 3. Таким образом, между роликами 5 ведущей полумуфты 1 и поверхностью 10 полумуфты 2 увеличивается сила нормального давление , и как только, величина возникающей при этом силы трения, становиться достаточной, ведомая полумуфта 2 начинает ускоренно вращаться и через определенный промежуток времени ее угловая скорость уравнивается со скоростью ведущей полумуфты 1, чем обеспечивается плавный пуск приводимого агрегата. При увеличении момента сопротивления приложенного к ведомой полумуфте 2 ведущая полумуфта 1 пробуксовывает, поворачиваясь относительно ведомой полумуфты, на некоторый угол и упирается своими роликами 5 в выступы 11 ведомой полумуфты 2, после чего совместное вращение полумуфт возобновляется. Компенсирующие возможности муфты определяются величиной зазора S между наружным диаметром ступицы ведущей полумуфты 1 и выступами 11 ведомой полумуфты 2
В различных областях машиностроения все больше применяются технологическое оборудование с приводом, обеспечивающим с точное программируемое перемещение выходного звена, а это требует, чтобы вал двигателя соединялся с ведущим валом исполнительного механизма беззазорно., что накладывает на соединяющую их муфту соответствующие требования. Ряд оригинальных конструкций беззазорных муфт ранее уже были рассмотрены. Но, в ряде случаев, нет необходимости для соединенияи двигателя с ведущим валом приводимого механизма создавать оригинальную беззазорную муфты поскольку, более целесообразно применить серийно выпускаемые образцы таких муфт. В настоящеевремя ряд отечественных и зарубежных фирм предлагают ширпокий спект различных типов и типоразмеров упругих компенсирующих беззазорных муфт. Основные типы покупных беззазорных муфт, обычно применяемых в станках с ЧПУ для соединения вала двигателя с ведущим валом приводимого механизма, показаны на Рис 45

Рис 45 Основные типы покупных беззазорных муфт,
применяемых в станках с ЧПУ

         На Рис 45а показана конструкция сильфонной безазорной муфты, которая включает закрепляемые с помощью клеммного соединения на ведущем и ведомом валах две опорные втулки, соединенные сильфоном, посредствам которого передается крутящий момент и осуществляется компенсация погрешности взаимного положения соединяемых валов.
На Рис 45б показана конструкция дисковой беззазорной муфты, которая включает ведущую и ведомую полумуфты, крутящий момент между которыми передается посредствам расположенного между ними промежуточной обоймы, которая безазорно соединена с полумуфтами с помощью двух комплектов упругих дисков изготовленных из листового материала, соединительных винтов и промежуточных втулок беззазорно установленных в отверстия упругих дисков., последние также обеспечивают компенсацию погрешности взаимного положения соединяемых валов.
На Рис 45в показана конструкция беззазорной муфты с винтовой пружиной, пред-ставляющая собою выполненные за одно целое опорные втулки и расположенную между ними спиральную пружину, которая беззазорно соединяет их, а также компенсирует погрешность взаимного положения соединяемых валов.
На Рис 45г показана конструкция безазорной муфты с прорезной пружиной, представляющая собою выполненные за одно целое опорные втулки и расположенную между ними прорезную пружину, которая беззазорно соединяет их, а также компенсирует погрешность взаимного положения соединяемых валов.

             Недостатком безазорных муфт со стальным компенсирующим элементом является то, что они порождают крутильные колебания, поэтому в последнее время все чаще при-меняются муфты с неметаллическим упругим элементом.

Рис 46 Конструкция двух типов упругих зубчатых муфт выпускаемых фирмой ROTEX.

          На Рис 46 показана конструкция двух типов упругих беззазорных кулачковых муфт выпускаемых фирмой ROTEX. На Рис 46 а, б показан общий вид кулачковой беззазорной муфты включающей две полумуфты и промежуточную упругую звездочку, а на Рис 46 в, г общий вид удлиненной кулачковой беззазорной муфты, включающей полумуфты, две упругие звездочки и промежуточную проставку различной длины, позволяющую соединять удаленные друг от друга валы.

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Игнатьев Н. П. Основы проектирования.часть 2 Проектирование механизмов и систем Азов 2011
2. Ряховский О. А. Справочник по муфтам Ленинград Политехника 1991

Для приобретения полной версии статьи добавьте ее в корзину

Стоимость полной версии статьи 150 руб