Пальцевая (поводковая) муфта

Лекция №28

Муфты

Муфты служат для соединения валов и осей, используются как предохранительные элементы конструкции, компенсаторы погрешностей сборки. По принципу действия бывают механические и электрические. Механические муфты разделяют на соединительные  (глухие) и компенсирующие. Предохранительные механические – неуправляемые и самоуправляемые.

 

Соединительные муфты

Применяются для соединения соосных длинных валов, расположенных в труднодоступных местах приборов, а также для соединения валов двигателей, потенциометров, тахометров с валами редуктора.

Глухие (втулочные и дисковые) муфты требуют строгой соосности соединяемых валов. Передаточное отношение соединительных муфт равно 1. При отклонениях i от 1 возникают кинематическая и люфтовая погрешности.

Виды погрешностей, возникающие при соединении валов.

Рис.28.1

 

Δх- продольное осевое смещение;

Δу - поперечное осевое смещение;

Δα - смещение по углу.

             

28.1. Втулочная муфта

     Втулочные муфты (глухие) применяют для жесткого соединения двух валов. В таких муфтах при отсутствии смещений по углу ∆α и поперечных смещений ∆ y сложно скомпенсировать продольные осевые смещения ∆ х.

        Рис.28.2

Конструкция этих муфт чаще всего бывает неразборной, динамические нагрузки не демпфируются, поэтому втулочные муфты применяют редко.

Расчеты таких муфт в приборных конструкциях сводятся к расчету штифтов на срез:

d 1≥

.

где d ₁ – диаметр штифта, мм;

М_кр – крутящий момент, передаваемый муфтой, Н·мм;

d – диаметр вала, мм;

[τ_ср] - допустимые напряжения среза штифта, Мпа.

Допустимые напряжения среза штифта можно найти по выражению

[τ_ср]=(0.75…0,8)σ _в / n

где σ _в – временное сопротивление разрыву (предел прочности), МПа;

n – коэффициент запаса.

У материалов, рекомендуемых для изготовления штифтов втулочных муфт, σ _в имеет значения: Сталь 45 – 598 МПа, Сталь 50 – 628 МПа, Сталь 65Г – 736 МПа.

 

ЛЕКЦИЯ№29

Предохранительные муфты

Предохранительная фрикционная муфта

Между полумуфтой и зубчатым колесом расположен фрикционный диск. На полумуфту установлена пружина сжатия, сила давления которой  регулируется гайкой.

 

Проектировочный расчет муфт заключается в расчете геометрических параметров пружин, исходя из известного момента на валу двигателя:

,

где (1.25..1.5)– коэффициент запаса;

F _{прижатия} – сила прижатия пружины;

М_кр – крутящий момент на валу;

f – коэффициент трения;

r _ср – средний радиус рабочих поверхностей дисков.

 

 

Лекция №28

Муфты

Муфты служат для соединения валов и осей, используются как предохранительные элементы конструкции, компенсаторы погрешностей сборки. По принципу действия бывают механические и электрические. Механические муфты разделяют на соединительные  (глухие) и компенсирующие. Предохранительные механические – неуправляемые и самоуправляемые.

 

Соединительные муфты

Применяются для соединения соосных длинных валов, расположенных в труднодоступных местах приборов, а также для соединения валов двигателей, потенциометров, тахометров с валами редуктора.

Глухие (втулочные и дисковые) муфты требуют строгой соосности соединяемых валов. Передаточное отношение соединительных муфт равно 1. При отклонениях i от 1 возникают кинематическая и люфтовая погрешности.

Виды погрешностей, возникающие при соединении валов.

Рис.28.1

 

Δх- продольное осевое смещение;

Δу - поперечное осевое смещение;

Δα - смещение по углу.

             

28.1. Втулочная муфта

     Втулочные муфты (глухие) применяют для жесткого соединения двух валов. В таких муфтах при отсутствии смещений по углу ∆α и поперечных смещений ∆ y сложно скомпенсировать продольные осевые смещения ∆ х.

        Рис.28.2

Конструкция этих муфт чаще всего бывает неразборной, динамические нагрузки не демпфируются, поэтому втулочные муфты применяют редко.

Расчеты таких муфт в приборных конструкциях сводятся к расчету штифтов на срез:

d 1≥

.

где d ₁ – диаметр штифта, мм;

М_кр – крутящий момент, передаваемый муфтой, Н·мм;

d – диаметр вала, мм;

[τ_ср] - допустимые напряжения среза штифта, Мпа.

Допустимые напряжения среза штифта можно найти по выражению

[τ_ср]=(0.75…0,8)σ _в / n

где σ _в – временное сопротивление разрыву (предел прочности), МПа;

n – коэффициент запаса.

У материалов, рекомендуемых для изготовления штифтов втулочных муфт, σ _в имеет значения: Сталь 45 – 598 МПа, Сталь 50 – 628 МПа, Сталь 65Г – 736 МПа.

 

Пальцевая (поводковая) муфта

   Эта муфта компенсирует несоосность Δх (до 0,5 мм) и небольшие продольные осевые смещения Δу и перекосы Δα, проста по конструкции, удобна в эксплуатации.

1 - левая полумуфта

2 - правая полумуфта

3 – палец                                     Рис.28.3

Существенным недостатком муфт этого типа является наличие люфта (зазора) между пальцем 3, закрепленным в правой полумуфте 2 и пазом е в левой полумуфте 1, следствием чего является увеличение люфтовой погрешности всего механизма. Например, при r = 5 мм вероятный мёртвый ход может составить 5 угловых минут при допуске на диаметр пальца d ₁ - h 9, а на паз e - H 9.

Расчет элементов пальцевой муфты проводят аналогично расчету втулочной муфты на срез штифтов, дополнительно на срез рассчитывают палец 3 в месте установки его в полумуфте:

Материал для пальца выбирают такой же, как и для штифтов втулочной муфты.

Изменение передаточного отношения пальцевой муфты в пределах одного оборота можно рассчитать с учетом геометрических размеров, индивидуальных погрешностей изготовления и монтажа ее деталей. При ведущем вале 1 и смещении ∆ y текущее значение угла поворота ведомого вала можно определить по выражению:

При перекосах ∆ α соединяемых валов погрешность увеличивается           

28.3.Эластичные пальцевые муфты

Эта муфта кроме свойств обычной пальцевой муфты имеет следующие достоинства: снижает динамические нагрузки в механизмах вследствие деформаций упругого промежуточного диска и компенсирует небольшие несоосность, перекос и несовпадение длины.

Рис.28.5

 

Материалы для изготовления муфты – конструкционные стали для полумуфт и кожа или технические сорта резины для упругого промежуточного диска. Упругий диск может иметь конструкцию, усиленную стальными вкладышами различной формы, стальной проволокой и т.п. Недостатки эластичной пальцевой муфты: большой упругий мертвый ход и усиленный износ упругого диска. Не применяется в точных кинематических цепях.

ЛЕКЦИЯ№29

Предохранительные муфты