21.1. Общие сведения

Приводные муфты служат для продольного соединения двух деталей машины, связанных общим вращательным движением (вала с валом, вала с зубчатым колесом, двух зубчатых колес и т.д.). Кроме передачи крутящего момента, муфты также используются для следующих целей:

· для сцепления и разъединения кинематически связанных деталей (управляемые муфты);

· для предохранения от перегрузок (предохранительные муфты);

· для ограничения скорости автоматическим разъединением ведущего и ведомого валов (нормально-замкнутые центробежные муфты) или обеспечения плавного разгона машины без перегрузки двигателя, разгоняемого вхолостую (нормально-разомкнутые центробежные муфты);

· для передачи момента в одном направлении при автоматическом разобщении валов, когда частота вращения ведомого звена превышает частоту вращения ведущего (муфты свободного хода);

· для компенсации радиальных (рис. 21.1, а), осевых (рис. 21.1, б), угловых (рис. 21.1, в) и комбинированных (рис. 21.1, г) смещений валов (компенсирующие муфты);

· для уменьшения динамических нагрузок вследствие амортизации возникающих толчков, ударов и колебаний (упругие муфты).

Также используются специальные и сложные комбинированные муфты, сочетающие свойства нескольких простейших муфт.

Снимок

Рис. 21.1. Смещения валов

Приводные муфты классифицируют по следующим признакам (рис. 21.2):

· по принципу действия;

· по назначению;

· по конструкции;

· по принципу управления.

Приводные муфты выбираются по величине расчетного момента:

,

где  – расчетный момент;  – номинальный момент;  – коэффициент, учитывающий режим работы привода;  – допускаемый момент для данной муфты, выбираемый по таблицам стандартов или нормалей.

Для машин с небольшими разгоняемыми массами и при спокойной работе (приводы конвейеров, испытательных установок) . Для машин со средними разгоняемыми массами и переменной нагрузкой (поршневые компрессоры, строгаль

ные станки, мельницы) . Для машин с большими разгоняемыми массами и ударной нагрузкой (молоты, прокатные станы, шаровые мельницы) .

Когда можно достаточно точно определить момент в период неустановившегося движения (период пуска) за значение расчётного момента () принимается значение пускового момента (), определяемого по формуле:

,

где  – момент, необходимый для преодоления статических сопротивлений в период пуска, приведенный к валу, на котором устанавливается муфта;  – динамический момент от сил инерции вращающихся масс в период пуска, приведенный к валу;  – динамический момент от сил инерции поступательно движущихся масс в период пуска, приведенный к валу.

Важными показателями муфт являются габариты, масса и момент инерции относительно оси вращения.

Муфты каждого типоразмера, рассчитанные на передачу определенного вращающего момента, выполняют для некоторого диапазона посадочных диаметров валов.


Это обусловлено тем, что валы для передачи одного и того же вращающего момента имеют разные диаметры из-за нагружения разными изгибающими моментами и изготовления их из различных материалов.

Снимок

Рис. 21.2. Классификация приводных муфт

Муфты ответственных машин следует рассчитывать по их действительным критериям работоспособности: прочности при циклических нагрузках или однократных перегрузках, износостойкости, податливости на кручение и других характеристик.

Муфты должны обладать определенной компенсирующей способностью, т.е. компенсировать отклонения от соосного положения соединяемых валов, обусловленные особенностями конструкции машины, неизбежными отклонениями, вызванными погрешностями монтажа (см. рис. 21.1), а также деформациями валов от эксплуатационных нагрузок, тепловых воздействий и т.п.

Дополнительные изгибающие и перерезывающие нагрузки в системе вал–муфта–опоры можно снизить:

· уменьшением погрешностей монтажа;

· увеличением компенсирующей способности системы за счет взаимных кинематических перемещений деталей под нагрузкой в пределах зазоров или по направляющим элементам муфты (компенсирующие и подвижные муфты);

· увеличением податливости, т.е. компенсирующей способности за счет деформации одного из звеньев системы.

Опыт проектирования показывает, что во многих случаях из конструктивных, технологических и эксплуатационных соображений выгодно применять для этих целей муфты, имеющие элементы с высокой податливостью (упругие муфты). В качестве упругих элементов используют пружины, мембраны, материалы с малым модулем упругости (например, резину т.п.).

Важными свойствами муфт являются способности амортизировать (ослаблять) и демпфировать (заглушать, успокаивать) колебания внешней нагрузки, толчки и удары динамически нагруженных агрегатов (особенно при реверсивной нагрузке).