О.А. РяховскиО
С. С. ИвановСправвчнин
по муфтам
О.А. РяховскиО инршишшс с иван°в по муфтамПод общей редакцией
д-ра техн. наук
проф. О. А. РяховскошЛенинград«Политехника»1991
ББК 34.445я2
Р99УДК 621.825 (031)Рецензент канд« техн. наук Ю. П. АстаховРяховский О. А., Иванов С. С,Р99 Справочник по муфтам.—Л.: Политехника, 1991.—
384 с.: ил.ISBN 5-7325-0111-8Справочник содержит сведения по методам расчета и конструкциям
механических, пневматических н электромагнитных муфт приводов изве¬
стных и новых конструкций, широко применяемых в отечественном и зару¬
бежном машиностроении. Даны примеры расчета и подбора муфт.Справочник рассчитан на инженерно-технических работников заво¬
дов, конструкторских бюро и научно-исследовательских институтов раз¬
личных отраслей машиностроения.jig—ISBN 5-7325-011-8 © О- А. Ряховсюш, С. С. Иванов, 1991
ПРЕДИСЛОВИЕСоздание новых орудий труда* технологических и тран¬
спортных машин, материалов, превосходящих по своим технико-
экономическим показателям лучшие мировые достижения, во
многом зависит от повышения долговечности деталей, и узлов ма¬
шин.Муфты, применяемые во многих машинах и механизмах, яв¬
ляются ответственными узлами, так как от правильного выбора
типа муфты и ее параметров могут зависеть уровень и характер
нагруженности деталей машин.Понятие муфты в машиностроении имеет двоякий смысл.
Так, муфтами называют устройства для соединения отдельных
участков трубопроводов. Муфтами также называют устройства,
соединяющие отдельные сборочные единицы (узлы машин) и
передающие энергию от одной части машины к другой. В настоя¬
щем справочнике представлены муфты, применяемые в приводах
машинных агрегатов.Разнообразие задач, решаемых с помощью муфт, и требований,
предъявляемых к муфтам в соответствии с условиями эксплуатации
машин, вызвало к жизни большое число муфт различных видов.
Достаточно часто в машинах применяют сложные комбинирован¬
ные муфты, сочетающие в себе свойства нескольких муфт. Эти
обстоятельства, а также разбросанность информации о муфтах
по различным источникам ставят инженерно-технических работ¬
ников, связанных с конструированием, изготовлением и эксплуата¬
цией муфт, в трудное положение.Предлагаемая книга имеет целыо обеспечить указанную кате¬
горию работников промышленности краткими справочными ма¬
териалами, необходимыми ,для рационального выбора конкрет¬
ных видов муфт, их расчета и конструирования. Наряду с обще¬
известными контрукциями муфт в ней рассмотрено значительное
число муфт, еще не освещавшихся в литературе. Вместе с тем
ограниченный объем книги и обилие имеющихся материалов по
разным видам муфт заставили авторов, сосредоточив внимание на
наиболее прогрессивных и широко распространенных в машино¬
строении конструкциях, отказаться от информации о многих
других конструкциях.В справочнике помещены данные, опубликованные в отечегт
венной и иностранной научно-технической литературе, обобщи1*
опыт проектирования и эксплуатации муфт, накопленный в кон¬
структорских бюро заводов, в научно-исследовательских инсти¬
тутах, на фирмах. В книге также отражены результаты экспери¬
ментальных и теоретических исследований муфт, выполненных на
кафедре «Детали машин» МВТУ им, Н. Э. Баумана и других ор¬
ганизаций.Многообразие существующих конструкций муфт затрудняет
проведение строгой классификации. В справочнике принята клас¬
сификация муфт (см. приложение II), удобная для практики, опре¬
делившая и рубрикацию книги: постоянные муфты (глухие, жест¬
кие, компенсирующие, упругокомпенсирующие); муфты сцепле¬
ния управляемые (кулачковые, фрикционные); муфты сцепления
самоуправляемые (свободного хода, предохранительные, центро¬
бежные); комбинированные муфты. Из-за ограниченного объема
в книгу не вошли гидродинамические муфты, муфты скольжения
и специальные муфты.При определении размеров муфты исходным обычно является
максимальный вращающий момент. В отдельных случаях этоп
момент может быть определен расчетом с учетом характера нагруз¬
ки со стороны двигателя и рабочего органа машины и величин
маховых масс. При приближенных расчетах максимальный вра
щающий момент определяют умножением номинального вращаю
щего момента на коэффициент режима работы k, учитывающий
вид двигателя, вид рабочей машины и величину разгоняемы*
масс. Обычно значения коэффициента режима работы устанавли
вают на основании опыта эксплуатации машин.Многие авторы и зарубежные фирмы (см., например, работы
[17, 25, 91]) рекомендуют различные коэффициенты режима,
однако до настоящего времени нет единой, общепринятой методики
его определения. В приложении I приведена таблица их значений,
широко и давно используемая в отечественном машиностроении.Авторы считают своим долгом выразить благодарность канд.
техн. наук доценту М. Г. Лопаткину за помощь, оказанную при
подготовке рукописи.Все замечания по книге авторы просят присылать по адресу:
191065, Ленинград, ЛО издательства «Машиностроение», ул. Дзер¬
жинского, 10.
Глава 1МУФТЫ ЖЕСТКИЕ НЕПОДВИЖНЫЕ1.1.	Муфты втулочныеМуфты предназначены для жесткого соединения соос¬
ных цилиндрических валов.На рис. 1.1 показаны втулочные муфты по ГОСТ 24246—80*.
Стандарт соответствует СТ СЭВ 536—77 в части номинальных
вращающих моментов и СТ СЭВ 537—77 в части диаметров рас-
точек под цилиндрические концы валов. Муфты изготовляют
в четырех исполнениях: I — с цилиндрическим посадочным от¬
верстием и штифтами по ГОСТ 3129—70* (рис. 1.1, а); II — с ци¬
линдрическим посадочным отверстием и шпоночным пазом по
ГОСТ 23360—78* (рис. hi, б); III — с цилиндрическим посадоч¬
ным отверстием и шпоночным пазом по ГОСТ 24071—80*
(рис. 1.1, в); IV — с шлицевым посадочным отверстием по
ГОСТ 6033—80* Размеры и параметры муфт представлены в
табл. hh Материал втулок — сталь 45 по ГОСТ 1050—74**,
для муфт со шлицами применяется сталь 45, улучшенная, твер¬
достью 24—30 HRC3. Предельные отклонения размеров: отвер¬
стий — Н14, валов ,— hl4v остальных — ±1Т14/2.Муфты отличаются простотой конструкции и изготовления, они
имеют малые габаритные размеры, небольшой маховой момент,а) Исполнение I	5)	Исполнение IIРис. 1.1. Муфты втулочные по ГОСТ 24246—80:1 — втулка; 2 — штифт по ГОСТ 3129—70*; 3 — бинт по ГОСТ 1476 — 84*; 4 — кольцо
по ГОСТ 2833 — 77*; 5 — шпонка по ГОСТ 23360—78*
Таблица IЛ*	(ш*) я пирометра** ыуфш здгудоодой (рис* 1Л)Номинальный вращающий
иомен? Тном, Н» м, для
иоюлнённйа дла асгтлкавнаD& для нс-
йолийвийКрет жныеIШтифт ко
ГОСТ
3129—70*1IIIIIIV\9 и, ШJ VI» п.
шIV21,02,0——7„ 8—10142530—1,6Х 12
2,0Х 164.08.0—11,2
22,4—9, 10
И, 12—16183540—2,5Х 20
3,0Х 2016,0—45,0—1416—28454,0Х 3031,663,0—18
(19), 20—3255—6,0X3650,071,0100,0140,022(24)16183865456,0X4090,0125,0180,0250,0252821234275508,0Х 45125,0180,0250,0\\ 28
355,0 30
! 32123264890558,0X5020028040056032, 35,
36, (38)26, 32551056510,0X60280400560800(38)
40, (42)3236601208010,0Х 65400560—1 120(42)
45, (48)3642701409012,0Х 80560800—i 600(48)
50, (53)42468015010012,0Х 908001120—2 24055, (53),
(56)60'462590170ПО16,0Х 100И 201600*150 ] тщ' | 55.100180120;16,ОХ поЯизделия для исполненийМасса, кг, не более, для
исполнений! "шII, III, IV5 Шпонка ис
I ГОСТ
j 23360—78*Шпонка no
ГОСТ
24071 —80*Винт no
ГОСТ
1476—84+Кольцо ЛО
ГОСТ
2833 —77;'числоIИIIIIVi 22I1! _———0,010,03———!|!3X5,0
3X 6,5M4X 6,66—0,040,06—0,040,05—\| _i14X 6,5
4X 7,5M6X 8,66260,130,12—0,120,11—1 _15X6,5БХ 7,5
5X9,06x 9,0
6X 10,08X11,0320,210,19—0,210,19—6Х 6Х 25! 8Х 7Х 25380,390,360,320,370,340,280,370,340,280,270,248Х 7Х 28420,480,420,450,380,450,380,330,308X7X36
! 10X8X36480,73 1
0,660,600,690,630,550,690,630,550,460,41, ’0Х 8X45!10X 13M6X 13551г221,091,090,8310X8X50, 10X8X50
1M6X 10,66
M8X 12,66601,661,571,551,501,551,17 !
1,02| 12X8X63(| 14X9X63
16Х 10X63702,802,582,652,42—1,881,60M10X 16,66803,893,443,723,25—2,752,41! 16X10X70ij '8X11X7090ii5,744,945,464,62—3,783,36j18X11X80j100 J 7,327,00—4,667
КрепежныеНоминальный вращающий
момент Тном„ К* м, для
иеяолвеннйИIIIIVd ДЛ£ исполненийI, II, IIIIVЬ длй ис-
полижиИйI. п,IIIIVШтифт по
ГОСТ
3129—70*160022404 500(65)
70, 71,(75)5662ПО200130224031506 300(75)
(80), (85)72120220 15020,0Х 120315045009000 90%821302401704500630012 500100,(105)9214025,0Х 140280190Примечание, Первый ряд является предпочтительным,, значения d второгонизкую стоимость. Монтаж и демонтаж муфты связан с необхо?
димостью значительных осевых перемещений валов, соединяемых
агрегатов относительно муфты, что исключает применение посадок
с натягом. Поэтому втулочные муфты не обеспечивают высокой
жесткости соединения валов на изгиб, и их применяют для валов
диаметром d •< 100 мм.Соотношение основных размеров? наружный диаметр D ж
& (1,5*-;-1,6) d — для исполнений I—IV; длина L ^ За — для
исполнений I—Ш и L<&2d — для исполнения IV.Пример условного обозначения втулочной муфты в испол¬
нении I, передающей номинальный вращающий момент Т =
= 200 Н-м, с диаметром посадочного отверстия d = 35 *чм, в кли¬
матическом исполнении У и категории размещения 3 поГОСТ 15150	69 * *Муфта втулочная 1-200-35УЗ ГОСТ 24246—80*.1.2.	Муфты флащбзшз (пвпервчно-р&аъешыв)Муфты фланцевые являются наиболее распространен¬
ными из класса жестких нерасцепляемых муфт из-за удобства
монтажа и возможности жесткого соединения валов. На концы
соединяемых валов насаживают полумуфты с фланцами, которые
стягивают крепежными винтами. Муфты выполняют открытыми
(рис. 1.2, 1.3, 1.4), без защитного обода, н закрытыми
(рис. L5).Продолжение табл. IJизделия для исполнения:Массар кг, не более, для
исполненийН 11IIIII, III, IV1 Шпонка погост! 23360—78*Шпонка погост24071 —80*Винт погост1476—84*Кольцо погост2833—77*числоIIIШIV! 2211I 18X11X90
j 20X12X90
!—М10Х 20,6611010,079,269,608,72—7,726,10j 20Х 12Х 100
| 20Х 14Х 100М 12X20,66120112,3111,2911,7210,64—7,641 22X14X110
| 35X14X11013015,0213,7714,0912,79—9,80| 28Х 16Х 125514017,4!16,2211,93ряда данн а скобках.Для обеспечения соосности полумуфты центрируются винтами
без зазора, поставленными через один, либо выступом на одном
фланце и выточкой на другом (рис. 1.3, 1.5), либо промежуточ¬
ными полукольцами (рис. !.4). В этом случае при монтаже и де¬
монтаже не требуется осевого смещения валов, но снижается точ¬
ность центрирования. Для точного сопряжения валов и предот¬
вращения их изгиба должна быть обеспечена строгая перпендику¬
лярность торцевых поверхностей полумуфт к оси вала.Если фланцы полумуфт жесткие и стянуты винтами, поставлен¬
ными с зазором, вращающий момент передается силами трения
(рис. 1.3) между торцевыми поверхностями полумуфт к расчетРис. 1.2. Муфта фланцевая по Рио, 1,3. Муфта фланцевая о цея~
ГОСТ 20761—80*	трирующим пояском9
Рис. 1.4. Муфта фланцевая с центри- Рис. 1.5. Муфта фланцевая закрытая
рованием промежуточными кольцами	с центрирующим пояскомсводится к определению диаметра винтов по потребной силе за¬
тяжкиf = 4-L<m/[(D +d,)zfl	(1.1)где Т — вращающий момент, Н.м; k — коэффициент режима
(табл. 1.2); D и d — диаметры, мм; г — число крепежных винтов;
f — коэффициент трения.При установке крепежных винтов без зазора вращающий
момент передается силами сопротивления на сдвиг крепежных
винтов и силами трения. Крепежные винты, вставленные в отверстия
без зазора, рассчитывают на срез по силе среза, Н:Fcp = 2..10»ГЙ/(ад,	(1.2)Таблица 1.2. Значения коэффициента учитывающего условия
эксплуатации привода [2]НагрузкаГруппа машинkПостоянная с кратковре¬
менными перегрузками до
120% от номинальной
Переменная, с колеба¬
ниями в пределах до 150%
от номинальной
Со значительными коле¬
баниями до 200% от но¬
минальнойУдарная, достигающая
300% от номинальнойКонвейеры ленточные, станки то¬
карные, шлифовальные, фрезерныеКонвейеры цепные, пластинчатые,
винтовые; станки деревообделочные,
центробежные насосыКонвейеры скребковые, ковшовые
(элеваторы); станки металлообраба¬
тывающие с возвратно-поступатель¬
ным движением, реверсивные при¬
водыПоршневые насосы и компрессоры;
прессы и молоты, дробилки, шаро¬
вые мельницы1,15—1,2
1,3-1,5
1,7-2,02,5—3,010
Таблица 1.3. Размеры (мм) н параметры муфты флакцевой (ряс. 1.2)Номинальный вращающий
mov.cht ТН* м,
для муфтd (пред. откл,.
по Н7)D. не
болезн£ болеебол»!»для исполненийстальныхчугунныхI | ИIII16,08,011, 12, И803025636316, 184028846031,616,016; 18, (19)9020, 2250361047663,031,520, 22, (24)10025, 28604212483125,063,025, 2811230, 32, 35, 368058170120160,080,030, 32, 3513036, (38)250,0125,032, 35, 36, (38)14040, (42), 4511082230170400,0200,035, 36, (38)150805817012040, (42), 45,
(48), 5011082230170630,0315,045, (48), 50,
(53), 55, (56)17060140105290220I 000,0500,050, (53), 55,
(56)1801108223017060, 66, (65),
70, 71140105290220I 600,0800,060, 63, (65),
70, 71, 7519014010529022080, 851701303502702 500,0I 250,070, 71, (75)22414010529022080, 85, 90, (95)1701303502701002101654303404 000,0i2 000,080; (85), 90;
(95)250170130350270100, (105), 11021016543034011
Продолжение таб.л, 1-3Номинальный вращающий
момент Гном, Н* м,
для муфтd (пред. откл.
по Н7)D, ке
более/, не болеене болеедля исполненийстальныхчугунныхIиIII10 000,05 000,0(95)320170130350270100, (105), 110,
(120), 125250200151041016030024061049016 000,08 000,0125360210165430340(130), 140, (150)250200510410160, (170), 18030024061049025 000,012 500,0(150)400250200510410160, (170), 180300240610490(190), 200, 21035028071057040 000,020 000,0180515300240610400(190), 200,
210, 220350280710570240, 250410330830670Примечание. Первый ряд является предпочтительным, значения <1
второго ряда даны в скобках.где Dt — диаметр окружности расположения крепежных винтов,
мм; z — число винтов.Если муфты дополнительно нагружаются изгибающим момен¬
том и осевой силой значительной величины, при расчете винтов
следует учитывать увеличение потребной силы затяжки, исключа¬
ющей раскрытие стыка.В муфтах, выполненных по ГОСТ 20761—80* (рис. 1.2 и
табл. 1.3), центрирование полумуфт и восприятие поперечных
сил осуществляются винтами, поставленными без зазора через
один.Допускаемая максимальная окружная скорость: для муфт
из стали v 70 м/с, для муфт из чугуна v 35 м/с. Полумуфгы
изготовляют литьем из сталей марки 40 по ГОСТ 1050—74** или
марки 35Л по ГОСТ 977—75*. Допускается изготовление полу¬
муфт из чугуна марки СЧ20 по ГОСТ 1412—85, в этом случае12
вращающий момент и окружная скорость должны быть умень¬
шены в два раза.Полумуфты имеют два испонения: I — с цилиндрическими кон¬
цами валов по ГОСТ 12080—66* (рис. i.2); II — с коническими
концами валов по ГОСТ 12080—66* (рис. 1.5),Размеры шпоночных пазов для полумуфт исполнения * вы¬
полняют по ГОСТ 23360—78*, для исполнения II с диаметрами
d < 30 мм — по ГОСТ 23360—78*, с диаметром d > 30 мм —
по ГОСТ 10748—79*. Предельные отклонения шпоночных пазов
выполняют по ГОСТ 23360—78* и по ГОСТ 10748—79*.Пример условного обозначения муфт: муфта фланцевая
с номинальным вращающим моментом Т = 63 Н.м, диаметром
посадочного отверстия d = 20 мм, исполнения I, материал 1 —
сталь:Муфта фланцевая 63-20-1—1 ГОСТ 20761—80*.1.3.	Муфты продольно-разъемныеЭти муфты служат для соединения соосных валов в ти¬
хоходных передачах. Муфты выполняют из двух полумуфт, раз¬
деленных плоскостью, проходящей через ось валов. Вращающий
момент передается силами трения на поверхности контакта вала
с полумуфтами и шпонками. Для монтажа машины не требуется
осевого перемещения валов. Недостатки — трудность баланси¬
ровки, сложность конструкции и изготовления,На рис. 1.6 и в табл 1.4 представлена муфта по ГОСТ 23106—78*
для соединения цилиндрических концов валов (ГОСТ 12080—66*).
Материал полумуфт — чугун СЧ 21 по ГОСТ 1412—85.Предельные отклонения размеров: для отверстий — Н14, для
валов — Ь14, для остальных размеров ±1Т 15/2.Расчет винтов муфты выполняют из предположения, что враща¬
ющий момент полностью передается силами трения (шпонка неА-АLРис. 1.6. Муфта продольно-свертяая по ГОСТ 23106—78*:13
Т в б я и ц a L4„ Рздмер&к (мм) я параметры муфты продолызо-свертвой(рис„ 1.6)Номинальный
вращающий МО'
мент 7*Н* мтг		 ,п-Dь$ss (пред,
откл.
по Н9)Частота
враще¬
ния,
об/мин,
не болееДинами¬
ческий
момент
инерции,
кг* маМасса,
кг, не
более1252528р"иящ,1909080,0022,372,04(30)3,79200321050,0043,73(35)120103,7025,3131536(38)1100,0065,295,18405,05126,21500(42)1200,0115,9445170142505,76800(48)501400,0136,7.66,401 25055(56)160,0209,329,19601508,54188,28(63)22013,152 000(65)70(71)1703200,04512,6112,2811,51(75)8024,5023,393 150200220,116(85)22,20	27025,6724,4321,305 0009095210250,1458 000100(U0)240340280,22832,5529,7112 500(120)125130280321000,64668,0866,6066,50410Примечание. Размеры п круглых скобках являются менее предпочти¬
тельными для применения.U
учитывается). Расчет сводится к определению силы ватяжки
одного крепежного винта по формулеF = 2-10 *Tkftdzf)(1.3)где Т — вращающий момент, Н-м; k — коэффициент режима
(см. габл. 1.2); d — диаметр вала, мм; г — число крепежных вин¬
тов; f — коэффициент трения.Расчет продольно-свертных муфт, учитывающий наличие
шпонки, см. в работе [591.Пример условного обозначения продольно-свертной муфты
с номинальным вращающим моментом Т = 125 Н*м, диаметром
посадочных отверстий в полумуфтах под валы d == 28 мм, с фик¬
сирующими полукольцами, климатического исполнения УЗ по
ГОСТ 15150—69**Муфта продольно-свертная 125-28-1-23 ГОСТ 23106-78*.То же, но без фиксирующих полуколец:Муфта продольно-свертная 125-28-2-УЗ ГОСТ 23106—78*.Г л а в а 2МУФТЫ ЖЕСТКИЕ КОМПЕНСИРУЮЩИЕК подвижным муфтам относят три типа муфт: жесткие
компенсирующие, упругие и шарнирные. Подвижные муфты ха¬
рактеризуются относительной подвижностью деталей муфты.1.	Жесткие компенсирующие муфты предназначены для пере¬
дачи вращающего момента и соединения валов с незначительными
смещениями осей, обусловленные особенностями конструкции
машин, неточностью изготовления и сборки, деформациями валов
от эксплуатационных нагрузок, осадками фундамента и т. д.
Компенсация смещений достигается за счет относительного пере¬
мещения деталей муфты.Fr —« радиальная сила; Fa *— осевая
сила; Ми — изгибающий момент; Дг —•
радиальное смещение .валоп; V — угло-Рис. 2.1. Виды смещения осей сое¬
диняемых валов:вое смещение валовб;is
Возможные смещения осей валов показаны на рис. 2.1; ради¬
альное (а), угловое — перекос валов (б), осевое (в), комбиниро¬
ванное (г).Основными видами жестких компенсирующих муфт являются
зубчатые и цепные.2.	Упругие муфты так же, как и жесткие компенсирующие,
допускают смещение осей валов, и дополнительно допускают от¬
носительный поворот валов на некоторый угол. Кроме компенса¬
ций неточности относительного расположения валов они смяг¬
чают удары н гасят крутильные колебания.3.	Шарнирные муфты предназначены для передачи вращающего
момента между валами с взаимным наклоном осей до 40—45°,
причем угол может меняться.К недостаткам компенсирующих муфт следует отнести обяза¬
тельное появление дополнительной нагрузки на валы и опоры.2.1.	Зубчатые муфтыЗубчатые муфты обладают высокой несущей способ¬
ностью и надежностью при малых габаритных ра змерах вследствие
большого числа одновременно работающих зубьев; допускают
значительную частоту вращения; окружная спорость на зубьях
может составлять 25 м/с.На рис. 2.2 (табл. 2.1) представлена конструкция муфты, допу¬
скающая передачу вращающего момента и соответствии с
ГОСТ 5006—83* от 1000 до 63 000 Н-м для диаметров валов от
40 до 200 мм. Муфта состоит из двух втулок 1 с внешними зубьями
и надетой на них обоймой 2 с внутренними зубьями. Обоймы
стянуты винтами 3.Муфты изготовляют трех типовз g разъемной обоймой
(рис. 2.2), с промежуточным валом (рис. 2.3), с неразъемной обой¬
мой (рис. 2.8, 2.11). Втулки муфт первого и третьего типа изго¬
товляют о цилиндрическими отверстиями для коротких концов
валов по ГОСТ 12080—66* (рис. 2.2, а) и с коническими отвер¬
стиями для коротких концов валов по ГОСТ 12081—72*
(рис. 2.4).Зубья втулки и обойм выполняют о эвольиентным профилем
(рис. 2.2, б) и углом зацепления а = 20° по ГОСТ 13755—81
двух норм точности: нормальной и окружной скорости (на на¬
чальной окружности зубчатого сопряжения) о < 15 м/с и с по¬
вышенной при v > 15 м/с (табл. 2.2). Зубья зубчатых венцов вту¬
лок следует изготовлять бочкообразной формы (рис. 2.2, в).
При этом перекос оси каждой втулки относительно оси обоймы,
возникающий в процессе эксплуатации, допускается не более
1°30'. При угловом смещении оси втулки относительно обоймы
до 15' можно изготовлять зубчатые венцы втулок о прямыми зубь-
ями (рис. 2.2, г).16
Рис. 2.2. Муфта зубчатая (ГОСТ 5006—83*) типа 1* исполнения I
Таблица 2,L Размеры (мм) и параметры зубчатой муфты по ГОСТ 6006—83* (рис. 2.2)Номи¬
нала иый
вращаю¬
щий мо¬
мент
Т'нсм»
Н* мd,dtDDtDf1 (пред.откл.
по Н14)неболеес,
не
менееЧастота
враще¬
ния,
об/мин,
не болееДина¬
мический
момент
инерции
для типа 1
кг- м2,
(справ)Масса
для ти¬
па 1, кг,
не болееМодульЧислозубьевШирина
зубчато¬
го венца
втулки
Ь, не ме¬
нееРасстояние
между сере¬
динами зуб¬
чатых венцов
втулок муфт
типов 1. 3,
не болеене более10004014510560821741254000,056,72,53012601600551701258048000,06 j 9,238115752500601851358510522045000,0810,23,03620400065200150951837200,1515,240S563008023017511513027033000,2522,64812510 00010027020014516534028200,5036,9562514516 0001203002301753452524001,1562,54,0483018025 0001403302602002004153021002,25100,05640 00016041033023017406,00164,36,0463521063 00020047039029024050035120010,50-228,05640250Примечания: 1. Значения размеров и d1( меньшие указанных в табл. 2.1, берутся по ГОСТ 12080—66* и ГОСТ 12081 —72
Предельные отклонения размеров d, — по Н7, dx — по Н9.	j2.	Допускается изготовлять муфты с втулками или фланцевыми полумуфтами для длинных концов валов в соответствии с \
ГОСТ 12080—66* и ГОСТ 12081 —72* по согласованию между потребителем и изготовителем с соблюдением требований, установленных j
таблицей для d, dit D, Dlt Ог и частоты вращения.3.	Наружный диаметр муфт типа 3 должен соответствовать размеру Dlf а параметры и другие размеры приведенным в таблице.4.	Радиус смещения исходного контура R0 не более 10 мм.
Рис. 2.3. Муфта зубчатая (ГОСТ 5006—83*) тип 2:1 — втулка; Я — обойма; 3 — промежуточный валДопускаемая комбинация радиальных А и угловых у смеще¬
ний для различных зубчатых муфт представлена на рис. 2.5.Заготовки втулок и обойм делают коваными или литыми.
Кованые заготовки изготовляют из стали марок: 35ХМ по
ГОСТ 4543—71* или 40, 45, 50 по ГОСТ 1050—74**, а литые —
из стали марок 40Л, 45Л по ГОСТ 977—75*. Твердость поверх¬
ностей зубьев втулок и обойм составляет 42—50 HRQ. Для муфт,
работающих при окружной скорости на делительном диаметре
зубчатого соединения до 1 м/с, допускается твердость поверх¬
ности зубьев 248—302 НВ.Поковки и штамповки должны соответствовать группе II
ГОСТ 8479—70* и требованиям ГОСТ 7062—79**, ГОСТ 7829—70
и ГОСТ 7505—74*. Отливки выполняют по II классу точности и
требованиям ГОСТ 977—75*.Параметры зубчатого соединения приведены в табл. 2.3. Ше¬
роховатость рабочих поверхностей зубьев посадочных и центри¬
рующих поверхностей отверстий во фланцах обойм и фланцевых
полумуфтах, фланцевых разъемов £!а 5 мкм, а остальных об¬
работанных поверхностей Rz •< 80 мкм по ГОСТ 2789—73. Пре¬
дельные отклонения размеров d выполняются по Н7, dj по Н9,
размеры и предельные отклонения шпоночных пазов по
ГОСТ 23360—78* и по ГОСТ 10748—79*. Ширина шпоночных па¬
зов втулок с коническими отверстиями — по ГОСТ. 12081—72*.Рис. 2.4. Муфта зубчатая (ГОСТ 6006—83*) тип 1, исполнение И:1 втулке; % — обойма!9
Таблица 2,2. Нормы точности зубчатого соединения для муфт зубчатых
по ГОСТ 5006—83*Номиналь¬
ный вращаю¬
щий момент,
Н-мПредельная
разность со¬
седних ок¬
ружных ша¬
говДопуск тол¬
щины зуба
(в тело зуба)ПредельнаяразностьсоседнихокружныхшаговОтклонение
длины общей
нормалиДопуск
толщины
зуба (в те¬
ло зуба)Точность изготовления зубчатого соединения при v
на делительной окружностидо 15 м/ссв. 15 м/с1 ООО
1 6000,0400,0700,0200,050—2 500
4 000
6 300
10 000
16 0000,0450,0250,0600,0700,05025 0000,0500,0900,03040 000
63 0000,0600,035Рис. 2.5. Допускаемая комбинация радиальных и угловых сме¬
щений зубчатых муфт по ГОСТ 5006—83* для типов 1 и 3
I a 6 л и ц a 2.3. Параметры (мм) губчатого соединенияНоминальный
вращающей мо¬
мент, H- мМодульЧисло зубьевШирина зубча¬
того венца втул¬
ки Ь, не менееРасстояние А
между середина¬
ми зубчатых вту¬
лок муфт типов
1, 3,. не более1 ООО
I 6002,5203812156075362 500
4 000
6 3003,040482085125io ооо562514516 000
25 0004,048563018040 000
63 0006,046563540210250Примечание. Радиуссмещения исходного контура R0 не более 106.Допуск угла конусности поверхности А (рис. 2.3) — АТ« 9 по
ГОСТ 8908—8LДля снижения потерь на трение и увеличения долговечности
зубьев зубчатое соединение смазывают. Вид смазочного матери¬
ала в зависимости от температурного режима следует выбирать
по табл. 2.4.Размеры и конструкция уплотнений для герметизации муфт
представлены на рис. 2.6 и в табл. 2.5. Допускается применение
уплотнений по ГОСТ 9833—73* и ГОСТ 8752—79*, а также
другие виды уплотнений, обеспечивающие герметичность муфты.Таблица 2.4. Вид смазочного материала для муфт зубчатых по
ГОСТ 5006—83*Температура, еСМаслоосновноезаменяющееОт —15 до —40От —15 до +20
От +20 до +80От +80 до +120ТС-10—ОТП по
ГОСТ 23652—79*МТ-8Г!ИТП-300, ИГП-38
ИПП-20И-50А поГОСТ 20799—75* с
присадкой ДФ-11 (3—
5%)ИТП-300Примечание. Примерные сроки замены масла: в новых муфтах первая
замена масла производится через 100 —150 ч работы; последующую замену ма<;ла
производят через 2000— 2500 ч работы.21
IРис. 2.6. Конструкция и размеры уплотнения, реко¬
мендуемого для муфт зубчатых по ГОСТ 5006—83*Для соединения фланцев зубчатых муфт следует применять
крепежные винты по ГОСТ 7817—80*. Технические требования —
по ГОСТ 1759—70*, класс прочности — не ниже 5-, б-го.Основным критерием работоспособности зубчатых муфт яв¬
ляется износостойкость зубьев. В условиях перекоса контакти¬
рующие зубья за каждый оборот проскальзывают в осевом на¬
правлении на величину yDe (где у — угол перекоса между втул¬
кой и обоймой, De — диаметр делительной окружности зубьев),
этим объясняется повышенный износ зубьев зубчатых муфт. Вслед¬
ствие сил трения между зубьями при перекосах валов муфта соз¬
дает изгибающий момент, составляющий около 0,1 от вращаю¬
щего.Муфты подбирают в зависимости от расчетного момента Тр,
который определяют по наибольшему действующему моменту Тн,
передаваемому муфтой,Тр = kik-zk3TВ01л Т,	(2.1Jгде kx — коэффициент, учитывающий степень ответственности
передачи (табл. 2.6); — коэффициент, учитывающий условия
работы (табл. 2.7); fcg — коэффициент углового смещения (табл. 2.8);
Твои — момент по таблицам ГОСТ 5006—83*.Коэффициент ответственности передачи ftjiПри останове машины	1,0» аварии машины .	1,2> аварии ряда машин	1,5ъ человеческих жертвах	1,822
Таблица 2.5. Размеры (мм) уплотнений для муфты зубчатой (рис. 2,6)Номинальный
вращающий мо¬
мент Гномddid&d%d<d•d*RR.ftМасса,KP100016005575648480100110+88658579998210272927898230,512±0,30,150,2025004000809090105110125120+06135+°§921071081231121271001151061211,00,210,226300
10 000
16 000100140170125151178149175206160+82185+07215+811271531811471732031521772081371631921461722043415±0,40,310,350,4025 ООО195207243toсло++оо210240245225239460,6040 000
63 000225280245296292344зю+81360+81248300288340294346268320286340682,018zt0,60,650,80
Таблица 2.6, Размеры (мм) is параметры муфты (рис. 2.7)Номи¬
нальный
вращаю¬
щий мо¬
мент
Т’ном»
Н* ыМаксималь¬
но допусти¬
мый момент
Т% Н-мелС'аСЗЙ к иЬ Ж 3о в Я
>? я оДиаметр
расточки
гюлумуфт dDDtь1ЕhиРадйальвое
смещение
валов, игл3 я§3“3; л чir, ж<У £0" й чч«5 S’"*ы и а а>»3Зй«аtniiiшах24549085001032106741045048048901±0,380,030,00353,04008007500124011588125605906010112±0?460,040,0064,47101 420690022501451081457051007710221,5±0,610,100,039,51 4002 80063002563165125166806ПО9010729,5±0/о20,150,0615,52 5005 0005900287519514518690612011211237±0,56 ;| 0,220,1021,54 0008 00054003085215• 168206100613012811943,5±0,610,290,1528,05 60011 20050003295230185228110814014512750,5*±0,720,440,2941,08 00016 000470032105265210285125815016014865±0,320,650,3850,011 20022 400430055115270224288140817017616163,5±0,890,790,6869,014 ООО28 0004000651303052453101501018020017567,5±0,960,901,0890,022 40044 8003700751503302703501701020022419776,5±1,131,23• 2,00132,031 60063 000340086170375305392ISO1223025622185,5±1,261,903,80198,045 00090 000310012019042534845222012260288250101±1,131,232,00132,063 000126 000290014021047039251425014300320272121±1,412,406,50272,090 000180 000270016024053543757628016330362315130,5±1,613,7011,70СОсо
Коэффициент условий работы муфтыПри спокойной работе равномерно нагруженных механизмов 1,0
При работе неравномерно нагруженных механизмов . . .	1,1—1,3
При тяжелой работе с ударами неравномерно нагруженных и ревер¬
сивных механизмов	1,3—1,5Коэффициент углового смещения &giУгол перекоса вала	0,25° 0,8" 1,0° 1,5°Коэффициент ki	1,0 1,25 1,50 1,75После этого проверяют условие прочности по наибольшему
кратковременно действующему моменту T„„iТаа < 2Т.	(2.2)При необходимости более строгого учета влияния на нагрузоч¬
ную способность и срок службы муфт фактических углов переко¬
са <р, дополнительных нагрузок на валы и опоры, возникающих
вследствие несоосности соединяемых валов, а также других кон¬
структивных факторов, необходимые сведения можно найти в ра¬
боте [1].На рис. 2.7 и в табл. 2.6 представлена муфта зубчатая фирмы
«Тейк», передающая вращающий момент от 245 до 90 000 Н.м, для
соединения валов диаметром от 10 до 160 мм. Центрирование обойм
относительно друг друга осуществляется выступом на одной
обойме и выточкой на другой. Для улучшения компенсационной
способности применен бочкообразный зуб; одинарная муфта до¬
пускает угловой перекос соединяемых валов до 0,5 градуса.Муфта зубчатая с цельной обоймой фирмы «Тейк» представлена
на рис. 2.8 и в табл. 2.7. Муфта состоит из двух полумуфт (втулок)
с внешними зубьями, обоймы и стопорных колец, удерживающих
обойму от осевого перемещения. Муфта работает в условиях обиль¬
ной смазки, прокачиваемой через муфту, и передает вращающий
момент от 700 до 125 000 Н-м. Соединяет валы диаметром от 18
до 160 мм.На рис. 2.9, а показана муфта зубчатая фирмы «Тейк», переда¬
ющая вращающие моменты от 400 до 480 000 Н-м и применяемая
для валов диаметром от 14 до 370 мм. Муфта состоит из двух вту¬
лок конической формы с внешними зубьями бочкообразной формы,
составной обоймы с внутренними зубьями, стяжных винтов, тор¬
цевых крышек и уплотнений. Обойма центрируется по выступу
торцевых крышек, которые, в свою очередь, центрируются отно¬
сительно втулок, опираясь на их бочкообразную поверхность
(рис. 2.9, б).Зубья зубчатого зацепления работают в масляной ванне.
Масло заливается через отверстия во втулках, через эти же от¬
верстия проверяется величина бокового зазора между зубьями
(рис. 2.9, в). Основные параметры и размеры муфты приведены
в табл. 2.8.
Рис. 2.7. Муфта зубчатая фирмы «Тейк» с разъемной
обоймойТаблица 2.7. Размеры и параметры (мм) муфты зубчатой (рис. 2.8)Номинальный
вращающий мо-
мент тиом> н‘ мМаксимальный
вращающий мо¬
мент Т t Н* м«, об/мин700
1 ООО1	4002	000
2 600
3 550
5 500
8 00011 200
16 000
22 500
31 500
45 000
63 000
90 000
125 0001	4002	000
2 8004	0005	200
7 10011 000
16 000
22 400
32 000
45 000
63 000
90 000
126 000
180 000
250 00040 000
37 500
35 500
33 500
30 000
28 000
25 000
22 400
20 000
18 000
16 000
14 000
12 500
11 200
10 000
9 00018—35
20—40
22—45
25—50
28—55
30—60
32—70
35—80
40—90
50—100
60—110
75—125
90—140
120—160
140—180
160--2008490102НО118130146161177192212236262298330372951051151251361461761962282482683103503924524944550556065708595ПО12013015017019022024026Рис. 2.8. Муфта зубчатая фирмы «Тейк» о цельной
обоймой1IS вIРQаКNДннама-ческиймоментинерции.КГ* U*Масса,кгj! 67560771.5540,00161,7б9056871,5630,00252,1610063991,5690,00483,15ПО701081.5760,00714,06115771151,5810,0106,36120881211,5870,0166,76135981452,01050,0299,46160112,1582,01160,04913,781751261772,01320,07918,081951401962,01480,12423,082101552142,51580,20031,0102401752392,51800,35043,0102651962682,52040,60061,0122952252973,02261,140123,0123402523424,02601,940123,0143702803724,012843,460173,027
Таблица 2.8. Размеры и параметры (мм) муфты зубчатой (рис. 2.9)Номи¬
нальный
вращаю¬
щий мо¬
мент
Т'ном,
И- мМакси¬
мальный
вращаю¬
щий МО-
МРНТ^шах*
Н- мп,об/минdАвDЕFGМакси¬
мальное
ради¬
альное
смеще¬
ние, ммДинами¬
ческий
момент
инерции,
кг* м2Объеммасла,лМассамаслаiМасса [
муфты J40080075014—30125501155057545±1,30,0080,030,0855,17101 4206 90022—40160601356059060±1,80,0240,050,099,21 4002 8006 30025—501807015570511075± 2,00,0450,080J713,52 5005 0005 90028—602108017880612090±2,30,0980,120,2521,54 ООО8 0005 40030—7023090198906130100±2,60,160,150,3529,05 60011 2005 00032—802501002181006150120±2,90,230,200,40[ 36,08 00016 0004 70035—90285110244по;8170130±3,20,450,300,60 |1 53,011 20022 4004 30055—1002951202641208180140±3,50,580,350,75| 62,014 00028 0004 00065— 1103251302841308190i 56±3,80,980,50i,u8х,022 40044 8003 70075—12535515033015010215175±4,31,580,651,3114,031 50063 0003 40035— 14040516536016510230200± 4,82,80,851,6160,045 000 !! 90 0003 100120—16045519041619012270230±5.6 •5,11,42,6232.053 000126 0002 900140—18050022047622012300260±6,48,71.83,3325,090 000180 0002 700160—20056524553224514340290±7,216,32?54,8478,0125 00025и 0002 400160-24058027055627016360355±8,020,02,55,0530,0160 000320 0002 200180—26064529059829018380390±8,530,53,57,0685,0200 000400 0002 100200—28068031064031020400415±9,043,04,08,0830,0•250 000500 0002 000220—31074534070234022440460±9,570,06,010,01105,0315 000630 000I 900240—33077536074436024470480±10,085,08,011,01250,0400 000300 0001 800260—35082538078638026500525±11,0122,09,013,01555,0480 000960 0001 700280—37091539080839028520560±11,0188,011,020,01980,0
Вид А
уменьшеноб)Рис. 2.9. Муфта зубчатая фирмы «Тейк»На рис, 2.10 и в табл. 2.9 представлена муфта фирмы «Куплуигс-
техник», имеющая стальные зубчатые венцы и пластмассовую
обойму. Она выпускается в двух исполнениях.в .м/ 7щШШ-JЕ1 J1 г -slssf м—н1Исполнение IIРис. 2.10. Муфта зубчатая фирмы «Куплунгстехник»29
Таблица 2.9. Размеры (мм) и параметры муфты (рис. 2Л0)ИсполнниеТипо¬размерВращающий
момент Т
Н- мЧастотавраще-ния,об/минв/FLм°хDДиаметр d
расточки
под валМакси¬
мальное
ради¬
альное
смеще¬
ние, ммДинами¬
ческий
момент
инерции,
кг* м*Масса,кгminшахminшях14102014 00015234506,52540414±0,31,00,17519163214 00016254548,532488191,860*22624204010 60017264567,5365210243,680,3162845908 5002040484194466102812,390,739I32601207 50020404841850761232I А А21,880,95038801606 7002.040484185883143834,751,220i421002006 0002242488196592204257,121,490481402805 600225041042768100204873,361,8101653S07604 0003270414486961402565±0,6394,205,1808070014003 150I4590618646.5| 124!...i/oц| 3030±0 J1 482,0011,500II100120024003 00045110я22863152[ 21040100±0,83 844,0020.500125250050002 120551401029078| 192| 270S! 508к125±1,113 150,0042,800Мз альное осевое смещение валов ±1 мм; максимальное угловое смещение валов ±1
Таблица 2Л0. Размеры (мм) муфты зубчатой эластичной по
ТУ-2-4790010-1—86ОбозначениеДиаметр валовLDМасса, кгrfmin^шахне болееМЗЭ 100202899961,66мзэ по202899961,63МЗЭ 111303899961,68МЗЭ 1202028109961,61МЗЭ 1213038109961,66МЗЭ 23020281291062,4МЗЭ 23130381291062,42МЗЭ 24130381291062,41Благодаря сочетанию трущихся пар сталь—пластмасса муфта
не требует смазки и отличается быстроходностью. Муфта допу¬
скает осевое смещение валов ±1 мм, радиальное смещение от 0,3
до 1,1 мм (большие значения —для больших типоразмеров муфт)
и угловое смещение венца относительно обоймы ±1°.В табл. 2.10 приведены некоторые параметры муфты (рис. 2.10),
разработанной Симферопольским ГСКТПБ ПО «Пневмотока».
Муфты предназначены для соединения валов электродвигателей и
насосов. Номинальный вращающий момент, передаваемый муф¬
той, — от 80 до 100 Н*м, частота вращения 1500 об/мин, допусти¬
мое угловое смещение соединяемых валов до 2°, радиальное сме¬
щение соединяемых валов не более 1 мм.2.2.	Муфты с промежуточным подвижным элементомНа рис. 2.11 ив табл. 2.11 представлена конструкция
и размеры муфты кулачково-дисковой по ГОСТ 20720—81*.
Муфта состоит из двух полумуфт У и 3 с пазами и промежуточ¬
ного диска 2 с торцевыми кулачками, входящими в пазы на 'полу-
муфтах. Перпендикулярное расположение кулачков и наличие за¬
зоров позволяет компенсировать радиальное и угловое смещения
валов.Передача вращающего момента осуществляется кулачками
диска, которые при смещенных валах скользят по боковым по¬
верхностям пазов. Скольжение выступов в пазах сопровождается
их износом, интенсивность которого возрастает с увеличением не-
соосности и частоты вращения. Эти муфты не следует использо¬
вать при переменном направлении вращения из-за наличия за¬
зоров. Для уменьшения износа применяют смазку. Применяется
масло цилиндровое 52- (Вапор) ГОСТ 6411—76* с добавлением
i—2% олеиновой технической кислоты. Для удержания масла
в муфте применяют резиновые уплотнения 4 и паронитовые про-31
а)	14 Тип /, исполнения I, II5) Тип 2, исполнения 1,11ШАРис. 2.11. Муфта кулачководисковая по ГОСТ 20720—81*кладки 5 и 6. Муфту закрывают двумя полукожухами 7, которые
стягиваются винтами.Муфты поГОСТ 20720—81* передают вращающие моменты от
16 до 16 000 Н.М с максимальной частотой вращения 2 с-1 при
угловом смещении осей валов до 30'. Предусмотрено два типа полу-
муфт: 1 — с цилиндрическим отверстием (ГОСТ 12080—66*),—
(рис. 2.11, а)\2 — с коническим отверстием (ГОСТ 12081—72*),—
(рис. 2.11, б). Каждый тип полумуфты имеет два исполнения:
на длинные концы валов, на короткие концы валов. Полумуфты
выполняют из стали 45 (ГОСТ 1050—74**), диск — из стали
40Х (ГОСТ 4543—71*), кожух — из алюминия марки Ал4
(ГОСТ 2685—75*); для прокладок применяют картон прокладоч¬
ный марки А (ГОСТ 9347—74*).Проверка размеров муфты сводится к определению максималь¬
ного давления р на рабочих поверхностях. Приближенно [591Р = ^<\Р1	(2-3)где Тком — номинальный вращающий момент, передаваемый муф¬
той, Н.мм; Dx — наружный диаметр муфты, мм; h — рабочая32
Таблица 2.11. Параметры и размеры (мм) муфты кулачково-дисковой по
ГОСТ 20720—81* (рис. 2.11)d dtddtL, не более1/1С.'ал.HbliИЙномПред. откл.Тип8 4
о °О)90Зет1-SScH7| H9Н7Н9D, не
более1;2 11 *‘ 112* ° 2
д к к«ta 2-Hs *1-й2-йИсполнение« « я* Зо2 «
о gk&S iРЯДрядIиIИIIIЭ <ч Ча 3 вса ч16161875г181,381,3631,5161819280,61,571,541,5220221009036241,481,4463,02022241,301,281,24252810542261,291,2225281,06,306,2012530323536140185140805860386,907,407,207,10250323536381,610,9010,6510,6010,4540454217024519011082845611,1010,9010,45—381851408058603811,004004045504248532451901108284562,011,7011.45
11,10
10,6510.45
10,202 Ряховский О» А. и др.33
Продолжение табл. 2,12ва'd dtL, не более1 *1 ЬЗаи3- §Пред. откл.Типg8|ой!1-
S 2 иН7Н9Н7| Н9£>, не
более1;21112Я <0 <ил я вWя S'S
S * s *1-й2-йИсполнение® °ссГ81Е«а ЯрядРЯДIIIIIIIИв* чо яЯ Ч6304550554853562451901108284562,031.00
30,50
31,70, 29,6029.00
28,806063—3052351401051077231,2030,55505553562102451901108284562,631,7029,6029,0028,801 ООО60637071653052351401051077231,2030,5530,1528,9028,651 6006063707165752503,048,7547,4648,3547,2047,0039,9080853602801701301329242,0041,252 500 .7071752903052351401051077253,3852.9551.9580908595360280170130132923,656,6055,7652,9551,0034
Продолжение табл. 2.21й<4Л \Лг£, не более |1 * !1 !Н— ОSsL®Пред. откл.Типо Ч
О о
чи >0юч 3
2 2 нН7Н9Н7j Н9£>, неболее1?2 |1 * 11 2В И Ч)X а кх 3-мS|S *1-Й2-йИсполнение2 1о
■ а о
Ч«ц(?0- о илsi•2 л 2 ^* й s *рядрядIПIЦ1! па %S32 500100—29044035021016516712255,284 0008090859531036028017013011329256,6055,7052,9551,0010011010555,3053,2252,886 3001001101251401051201303504403502101651671223,6125,48123,46121,40115,45122.50112.50
!14,2010 000110125120121,60115,45112,20140130550450250200|202152122,50114,20125—440350210165167122203,5516 000140130150390550450250200202I152199,90205,50198,15Примеча н и е.Первый рядквлиется предпочтительным.2*35
высота кулачка, мм; \р\—допускаемое давление на рабочих
поверхностях, МПа.Для незакаленных сталей и чугунных поверхностей [р \ =
= 10-И5 МПа. Для закаленных рабочих поверхностей \п \ —
= 15ч-30 МПа.Коэффициент полезного действия при малых радиальных
смещениях валов (e[D 0,04)Таблица 2.12. Параметры и размеры (мм) муфты кулачково-дисковой
(рис. 2.12)Допустимый
вращающий
момент Т,
Н-мdDьЬ*Допустимая
частота вра¬
щения п,
об/мик171670854020820030187084402082004020801045020700050228010450207000802510012460205700110281001246020570013030120149702547001603212014970254700210351201497030470032040150184803038004504515018480403S0050050180224100403200665551802241005032008656022025412050260011006522025412050260013707025027414050220016907525027414050220020408029030416060180024508529030416060180029109033034416060170036
где / — коэффициент трения, равный 0,12—0,25; е —* эксцентри-ситет, мм.На рис. 2.12 и табл. 2.12 представлена конструкция и размеры
муфты УЗТМ g промежуточным сухарем в форме параллелепи¬
педа. Материал сухаря — текстолит, что уменьшает массу муфты.
Для подвода смазочного материала к трущимся поверхностям
в сухаре сделаны отверстия. Вследствие сил трения и отставания
сухаря от центрального положения муфты передают на валы зна¬
чительные радиальные силы до (0,2—0,4) Ft (Ft — окружная
сила на среднем диаметре). Максимальное давление р на рабочих
поверхностяхр« 677(/1Йа)< [/>],	(2.5)где I/?]—допустимое давление (для текстолита 8—10 МПа).
Размеры сухаря приведены на рис. 2.12.2.3.	Цепные муфтыЭти муфты отличает возможность использования серий¬
но изготовляемых цепей, небольшие габаритные размеры, про¬
стота монтажа без осевых смещений соединяемых валов, способ¬
ность компенсировать радиальные и угловые смещения валов за
счет взаимных перемещений деталей муфты и наличия зазоров.
Из-за наличия в цепных муфтах значительных зазоров их не при¬
меняют в реверсивных приводах и приводах с большими дина¬
мическими нагрузками.Широко распространены однорядные цепные муфты с одно¬
рядной роликовой цепью. Однако муфты с двухрядной роликовой
цепью обладают большей компенсирующей способностью. Ос¬
новной причиной отказа муфт является повышенный люфт при
вращении, вызванный изнашиванием зубьев звездочек и деталей
цепи.На рис. 2.13 представлена цепная муфта по ГОСТ 20742—81*,
состоящая из двух одинаковых звездочек, соединенных одно¬
рядной роликовой цепью по ГОСТ 13568—75* и кожуха. Разъем¬
ный кожух ее защищает от загрязнения смазочный материал и
обеспечивает удержание последнего.Муфты передают вращающий момент от 63 до 8000 Н.м. Ос¬
новные размеры и параметры муфты представлены в табл. 2.13.Полумуфты изготовляют четырех типов: с цилиндрическим от¬
верстием на концы валов (ГОСТ 12080—72); с коническим отвер¬
стием на концы валов (ГОСТ 12081—72*) — рис. 2.14, а; с от¬
верстием на валы с эвольвентными шлицами (ГОСТ 6033—80*)—
рис. 2.14, б; с отверстием на валы с прямобочными шлицами
(ГОСТ 1139—80) — рис. 2.14, в. Полумуфты первых двух типов37
Тип /, исполнения 1,11Вид АуменьшеноРис. 2.13* Муфта цепная однорядная по
ГОСТ 20742—81*изготавливают двух исполнений! на длинные концы валов, на
короткие концы валов.Полумуфты изготовляют из сталей марки 45 по
ГОСТ 1050—74** или марки 45JI по ГОСТ 977—75* при твердо¬
сти 40—45 HRQ. Размеры и предельные отклонения профиля
зубьев полумуфт — по ГОСТ 591—69*, точность размеров вы¬
держивают по 2-му классу.38Рио. 2*24, Полумуфты цепной однорядной муфты по ГОСТ 20742—81*
Таблица 2,i3. Размеры (мм) и параметры муфты цепной однорядной (рис, 2.13)Номинальный вра¬
щающий момент
^ном* Н*мddx£>, не болееL, не более | 1. не болееРадиальное смеще¬
ние осей валов, не
болееЧастота вращения,
об/минЦепь поГОСТ 13568—75*Число звеньев це¬
пи (число зубьев по-
лумуфты)ъМасса, кр, не болееТипПред.12з,123,4ИсполнениеИсполнениеН7Н9IIIIII4IIIIиаз20, 22, 24110—10210880102--363925360,151620ПР-19,50-3180121,33,3025, 28—12212892122—424527420,201380ПР-25,4-6000101,83.85
4,104,204.85
5,0512525, 2830
32
35, 36125206162168124162805861395825032, 35, 36, (38)12001240, (42), 45140 ■278222228172222110828557825,7550040, (42)45, (48), 50
(53), 55, (56)2000,401020ПР-31,75-8850142,012,8513,4014,00. 100050(53), 55, (56)21028022423017422482855782780ПР-38,1-12700123,513,4514,706063, (65), 70
7135428429022028414010510873105ПР-50,8-2268019.85
19,5018.85
Продолжение табл. 2.13,L,не более1.не более1 <уК<Ь шVЧft н
ffl s<Уd<liТип3s 8аSiCf40|Д (УЛ
g >»Ою« £S о
и s 2
лПред.отхл.ни<и12> 112чgSЯ/наft00
<ОлSo5hшчочэИсполнение3,Исполнениез.3*ч gА«5Н Швй^п,со иТ**S£ 2 о
оя я
2н Э^Ь-iН7Н9<иГСQIIIIII4IIIIII4g О <ц
К су^ £ чл К оОч хю85w SВОоО§!•>.*80Тссоё£200063, (65)
(7, 70, 715)280354284290220284140105108731051230,8528,6080, 85
90Оо,с/и44,50170130134941300,6720400080, Г85)
90
(95)310424344352272344ПР-50.8-22680143,845.0049.00
52,30
56,90
54,05100
(105), 1108000100,(105), 110
(120)1253505144244323424242101651691241650,75401655,0071.45
78,90
85,6089.45(130)140604504512408504250200204154200П р и м е ч :
2. Угловоеа н и я. 1
смещение. Размеры ]
осей валовВ Кру
1°.глыжскобка® являются менее предпочтительными для применения*
Вид АРио. 2,15. Муфта цепная двухряднаяПри номинальном вращающем моменте до 1000 Н-м и частоте
вращения до 10 с-1 допускают применение муфт без кожухов;
точность размеров зубьев полумуфт устанавливают по 3-му классу
(ГОСТ 591—69*), размер d (см. рис. 2.13) — по Н9.На рис. 2.15 представлена конструкция двухрядной цепной
муфты фирмы «Крофте», допускающей угловое смещение осей
соединяемых валов до 2° и радиальное смещение до 1 мм. В
табл. 2.14 даны основные размеры муфты, а на рис. 2.16 представ¬
лена диаграмма для подбора размера муфты по мощности и частоте
вращения.Т а б л и ц а 2,14, Размеры (ми) и параметра муфты цепвой двухрядной
(рис. 2.15)Обозна*чениеМакси¬
мальный
вращаю¬
щий мо¬
мент 7,
И- ма1■tTксзеча"d*diииВгваDь2192-10361016254025555,215,452542192-12481220324625555,215,457542192-16731220325825555,215,468541603-12121162540613271720,975701603-16193163250773271720,990701623-142721632508642928,725,3100911642-143942040631024610210,5301201001666-1281025508012262140,415,447,21401381666-16136025508015462140,415,447,21741381666-2.01860326310018663142,415,447,22102121702-144080408012520795215,427,971,22102121702-186160408012525595215,422,971,22802121702-24931050100160328100225,422,971,2.35321441
Частота вращения, о5/минРис. 2.16. Диаграмма для выбора размера цепной двухрядноймуфты2.4.	Дисковые муфтыМуфты пальцевые g металлическими дисками или
серьгами (полужесткие муфты) в конструктивном отношении про¬
сты и не требуют ухода в процессе эксплуатации. Одна муфта ком¬
пенсирует только угловое смещение валов.На рис. 2.17 и табл. 2.15 представлен вариант исполнения полу-
жесткой дисковой муфты по ГОСТ 26455—85. Муфта состоит из
одинаковых полумуфт 1 и 5 и пакета плоских металлических
дисков 3. Болтами 8 и гайками 6 диски притягиваются через
шайбы 7 к полумуфте 1У а болтами 4 и гайками 2 — к полумуфте 5.
Болты 8 и 4 расположены через один по окружности диска.
Диски 3 термически обработаны. Муфта предназначена для пере¬
дачи вращающего момента от 40 до 6300 Н.м и компенсации угло-42
Таблица 2.15. Размеры (мм) и основные параметры муфты дисковой полужесткой (рис. 2.18)Номи¬
нальный
Бращаю-
щий мо¬
мент
^ном*
Н-мd (пред. откл.
по Н7, Н9)D, ие
более1(пред. откл.
по hi4)А, не болееЬг, не болееЧастота
враще¬
ния,
об/мин,
не болееДопускаемое
смещение осей
валов для типа i,
не болееМасса, кг, не более,
для типа1 | 2Исполнениеосе¬воеугловоеИсполнениеIIIIIIIIIIи III4011
12, 1480233020255670506019621019020012 0000,50е 45*0,90,81,71,516, 18, (19)
20, 22, (24)405028369011066822302502062222,11,86318, (19)
20954028906623020610 8001,41,32,82,05036ПО8225022222, (24)
25, 281,61,43,23,0604213094270234оо20, 22, (24)
25, 28
(30), 32
(35), 631055060364211013082942502702222349 9001,82,02,33,01.71.82,12,53.54,04.55.53.1
3,74.1
5,08058170126310266160(24)1255036112842942668 7001,02,32,24,34,525286042132963142783,02.55,85,3(30), 328058172128354310(35), 36, (38)3,32?86,76,1
Продолжение табл. 2.15Номи¬нальный1(пред. откл.
по hi 4)не болееLlf не болееЧастотаДопускаемое
смещение осей
валов для типа У.Масса, кг, не более,
для типавращаю¬
щий мо¬d (пред. откл.
по Н7, Н9)D, не
болеевраще¬ния,неболее‘ 12мент,^ном»Исполнениеоб/ми к,
не болееосе¬ИсполнениеН- мIIIIIIIIIвоеугловоеIIIIII286042132963142783,13,26,86,6250(30), 32
(35), 36, (38)135805817212835431010 8003,54,23,33,77.48.57,58,440, (42), 45110822321764143586,75,712,512,040032(35), 36, (38)14580581741303583147 2004,04,63,74,28,19,37,88,740, (42)45, (48), (52)110822341784183621,0г5,76,94,95,810,613,69,712,83880581741304183747,76,015,513,2(40), 42
45, (48)
50, (52),
55, (56)630170110822341784784228,49,07,27,917,018,215,617,060, (63)1401052942245384686 00011,99,922,520,2100045, (48), 50
(52), 55, (56)180110822351794804248,58,97,57,917,317,815,516,267, (63), (65)
70, (71)14010529522554047012,213,110,310,822,524,120,021,0
Продолжение табл, 2J5Номи¬
нальный
вращаю¬
щий мо¬
мент,^ ном»
Н- мd (пред. откл.
по Н7, Н9)D, не
более1(пред. откл,
по hi4)L, не болееLlf не болееЧастота
враще¬
ния,
об/мин
не болееДопускаемое
смещение осей
валов для типа 1,
не болееМасса, кг, не более,
для типа;1 | 2Исполнениеосе¬воеугловоеИсполнениеIIIIиIиIиIи1600(52),55, (56)200110822351794804245 5801,б1°10,610,322,822,060, (63), (65)
70, (71), (75)14010529522554047014,917,312,814,528,332,526,329,580, (85)17013035527560052022,518,639,735,7250060, (63), (65)
70, (71), (75)1401053002305504805 28016,217,714,214,730,932,228,930,380, (85)
90, (95)17013036028061053024,228,020,223,042,849,138,944,2400070, (71), (75)2601401053032335564864 5002,524,724,048,845,180, (85)
90, (95)17013036328361653632,437,728,231,258,666,352,959,5100, 11021016544335369660645,539,077,170,2| 6300(85)3001701303672876245443 72039,335,873,870,890, (95)
10042,142,984,574,0210165447357704614110, (120), 12550,546,3 | 86.383,0(130)25020052742778468469,658,1109,5100,0
Рис. 2.17 Муфта дисковая полужесткая по ГОСТ 26455—85вых смещений осей валов. Предусмотрено три исполнения муфты!
одинарная (рис. 2.18, а), сдвоенная с промежуточной втулкой
(рис. 2.18, б), сдвоенная с промежуточным валом (рис. 2.18, в).Полумуфты имеют исполнение на длинные концы валов по
ГОСТ 12080—66. Радиальное смещение валов, соединяемых муф¬
тами (рис. 2.18, бив) определяют по формуле Д = L0 sin <у,
где L0 — расстояние между пакетами дисков; ? — угловое смеще¬
ние валов одинарной муфты.На рис. 2.19 и табл. 2.16 представлены конструкция и размеры
пакета гибких дисков, изготовляемых из пружинной и коррозион¬
но-стойкой стали по ГОСТ 2283—79* и ГОСТ 4986—79*.а) ИсполнениеI	5)	Исполнение 11Рио 2.18, Варианты исполнения муфты дисковой полужесткой поГОСТ 26455-8546
Т а б л и ц а 2,16» Размеры (мм) пакета гибких дисков
(рис. 2.19)т.D, неболееDft неньdЧислоН* мDtменеене болееотверстийп406380956075405040,3012100105805514416012510070525013510575164001451128060,35630170135951810001801451008206160025002002351601751051259100,400,4524274000630026030020524013516012140,553137Рис. 2.19. Конструк¬
ция гибких дисков
муфты по
ГОСТ 26455—852.5.	Полужесткие дисковые муфтыВ сдвоенной муфте «Ригифлекс» на рио. 2.20 (табл. 2.17)
передачу вращающего момента и компенсацию углового сме¬
щения полумуфт 1 и 5 относительно промежуточного вала 3
обеспечивают стальные термообработанные серьги 2, установлен¬
ные на пальцах 6, которые запрессованы в полумуфтах и фланцах
промежуточного вала. Серьги помещают между зажимными шай¬
бами 4 для уменьшения давления на поверхности контакта серьги
с пальцем в месте ее зажима. Благодаря тому что серьги выполнены
из стали, муфта передает значительные вращающие моменты, не
чувствительна к изменению температуры среды в широком диа¬
пазоне, может работать в агрессивных средах. Сдвоенные муфты
применяют в тех случаях, когда необходимо компенсировать ра¬
диальные и значительные осевые смещения полумуфт 1 и 5.
Для получения некоторой крутильной податливости муфты и
увеличения предельного угла перекоса соединяемых валов серьгам
придают изогнутую форму [75].Выполнение гибких элементов муфты в виде отдельных серег
позволяет экономить материал благодаря лучшим возможностям
его раскроя, снижать точность изготовления полумуфт, включая
места расположения отверстий под пальцы. Для повышения уста¬
лостной прочности серег, работающих в условиях циклических
деформаций, их свободные поверхности обрабатывают g целью
удаления концентраторов напряжений.47
Риб. 2.20. Полужесгкая муфта «РигифлексаТаблица 2.17. Параметры и размеры (мм) полужесткой муфты
(рис. 2.20)Враща¬
ющий
момент
Г, Н-мДиаметр
расточек
полумуфт dDLMNG0Число
винтов ?.л
и диаметр
резьбыМас¬са,кгminmax3001432952206378,560394ХМ1044801948135232807670654ХМ1210I 50022601702741008780808ХМ12142 40027651903021109690908ХМ12253 0002970210332130101951008ХМ12323 75034752303501401051001058ХМ16414 80039852453801601101051158ХМ16526 000449527040417011711013512ХМ166510 0004910530043618012812015012ХМ167912 5005412032546619013813016012ХМ169716 0005913035049620014814018012ХМ2011820 ООО6414037051821015414519012ХМ2014525 0006915039555322516415520012ХМ2418032 0007516041557824016916022012ХМ2420540 0007918045062225418417523012ХМ3024050 0008419047065226819218524012ХМ2428064 0008920050069028020519526012ХМ2433780 0009421055074030022021029012ХМ30390100 0009923059079031024023032012ХМ30460125 00010925065086033026525036012ХМ30545160 00011927069093036028527040012ХМ36640200 000129290750100042029027543012ХМ36750250 000139330800105040032531050012ХМ36930320 000159350880115044035534055012ХМ361065400 000199380940121046037536058012ХМ401900500 0002104501050143050046545060012ХМ402960
Методы расчета пальцевых муфт в металлическими дисками
рассмотрены в работах [46, 56].2.6.	Шарнирные муфтыВ шарнирных муфтах использован принцип работы
пространственного шарнира Гука. Они служат для передачи
вращающего момента между валами, имеющими большое угловое
смещение осей (до 40—45°), которое может изменяться в процессе
вращения муфты. Эти муфты применяют в широком диапазоне
нагрузок — от 12,5 Н-м до 30 кН-м.Обычно муфта состоит из двух вилок и промежуточной детали
в виде крестовины, шарнирно соединенной с концами вилок.
Плоскости вилок повернуты относительно друг друга на 90°
Соединяя две муфты промежуточным валом, можно обеспечить
передачу момента при радиальном смещении осей валов (рис. 2.21).Шарнирные муфты применяют:для компенсации неточности расположения валов, возникающей
при сборке, при деформации рамы и рессор (транспортные и дру¬
гие машины);для передачи вращения «переставным» валам (шпиндели много¬
шпиндельных сверлильных станков, валки прокатных станов и
и т. п.);для передачи вращения валам, изменяющим положение во
время работы (консоли фрезерных станков и т. п.).Часто используют конструкцию, в которой две шарнирные
муфты соединяют промежуточным валом; такое устройство назы¬
вают карданным валом.По габаритным размерам и передаваемым вращающим момен¬
там шарнирные муфты делят на следующие:малогабаритные (см. рис. 2.22, 2.27), предназначенные для пе¬
редачи малых моментов (от 12,5 до 1280 Н-м); у них шарниры раз¬
мещены в габаритных размерах ступиц полумуфт;крупногабаритные (см. рис. 2.30, 2.31), предназначенные для
передачи средних и больших моментов (от 10 до 800 000 Н-м).При наличии углового смещения осей соединяемых валов вра-49
щение ведомого вала одинарной шарнирной муфты происходит
неравномерно при равномерном вращении ведущего вала.Если обозначить и со2 — угловые скорости ведущего и
ведомого валов; у — угол наклона осей валов, град; а — угол
поворота ведущего вала вокруг своей оси (град) от начального
положения, при котором ось шарниров ведущей вилки перпенди¬
кулярна к плоскости расположения осей валов, имеющих угол
наклона, то©2/©i = cos y/(l — sin2 у cos2 а);©2 тях/щ = ®i/©2 ЛИП = 1/COS у.*1
?■)(2.6)Коэффициент неравномерности вращения ведомого вала& = (®2шах — “2шш)/®а = 111? Sin <?.	(2.7)Периодическое отставание и опережение ведомого вала отно¬
сительно среднего значения, соответствующего равномерному вра¬
щению, вызывает дополнительные динамические нагрузки. Наи¬
большее опережение (отставание) ведомого вала= arcsinJ/Xl — cos v)/sln'p;при у = 45°; 30°; 15°, Дашах = 9°50; 4°6; 1°.Угловое ускорение ведомого вала	 	cosy	. 2 sin2 у cos у sin 2я82 81 1 — sina у sin2 a ' 0)1 (1 — sin2 у sin2 a)2 ’где ej — угловое ускорение ведущего вала.При о)1 = const = 0, тогдае2 = ©* sin2 у cos у sin 2a/(l — sin2 у sin2 a)2.Синхронное вращение ведомого и ведущего валов можно обес¬
печить следующим:1)	постановкой двух последовательно расположенных шарнир¬
ных муфт с промежуточным валом. При этом оси ведущего и ведо¬
мого валов должны составлять одинаковые углы с промежуточным
валом (уг = у2), а вилки на обоих концах промежуточного вала
должны быть расположены в одной плоскости (рис. 2.21);2)	применением специальных синхронных шарнирных муфт
(см. рис. 2.31, 2.32)|3)	применением сдвоенных муфт (см. рис. 2.23).КПД муфты с цапфами в шарнирах (рис. 2.22)т] = 1 - [fd/(nR) ] 2 tg (т/2) + tg у;для у < 25°Л « 1 —’ 2yfd/(nR),где f — коэффициент трения в шарнире (/ = 0,15ч-0,2 — при
опорах скольжения, f — 0,05-5-0,1 — при игольчатых опорах)|
d — диаметр цапфы| R — 1/2 расстояния между серединами цапф,50
имеющиих общую ось поворота. При <р<[250 КПД шарнирных муфт
достигает 0,98—0,99.При действии на ведущую вилку муфты вращающего момента
Тг вращающий момент на промежуточной части муфты (кресто¬
вине)Тв = 7\]Л +tgavcos2a;при а — 0j аТа шах = Т4cos у.	(2.8)Сила, воспринимаемая шарниром,Fm = TJ(2R); Fm гоах = Та mJ(2R);	(2.9)вращающий момент на ведомой вилке муфты
Т% — Тх (1 — sin2 7 sin* a)/cos у;при a = 0j аЛ max = ТУ COS у.	(2Л0)Наклон осей валов вызывает изгибающий момент, приложен¬
ный в плоскости перекоса валов: на ведущем валуМы = Тг tg у cos а;при а = 0| яМы = 7\ tg 7Jна ведомом валуМйа =Ti tg 7 sin аУ~ 1 — sin2 у sin2 а\при а = я|2з 4я|3^>В1Ш ~	Y.На рис. 2.22, а показано изменение вращающего момента на
ведомом валу Т2 при постоянном вращающем моменте 7\ на веду¬
щем валу. На рис. 2.22, б представлен характер изменения из¬
гибающего момента М1п, а также горизонтальной F1T и вертикаль¬
ной F1B составляющих нагрузок на опору ведущего вала, а на
рис. 2.22, в — то же для ведомого вала. Графики построены для
у — 45°Муфты рассчитывают по давлению в шарнирах и на прочность
вилок и крестовин по силе Fm max.Давление в шарнирах скольженияP = FmmJ(ld.)^[p\,	(2.11)где d и I — диаметр и длина цапфы, мм; [р 1 — допускаемое дав¬
ление, МПа (при закаленных поверхностях [р \ = 40 МПа).Давление в игольчатых опорах рассчитывают условно по фор¬
муле (2.11), где I — рабочая длина игл, мм? [р] = 6,0—8,0 МПа
(по данным автомобильной промышленности).51
фк*д)В)1Рис. 2.22. Изменение моментов и радиальных нагру¬
зок на валахРабочие нагрузки на шарниры, валы и опоры зависят от усло¬
вий работы.1.	При малой скорости вращения Титах и Г2шах определя¬
ются по формулам (2.8), (2.10) при а = 0.2.	При большой скорости вращения сох = const и значительной
жесткости элементов кинематической цепи кроме определения
Ти тах и Т2 тах при а = 0 необходимо учитывать действие инер¬
ционных нагрузок от неравномерного вращения ведомой вилки.Для наименее благоприятного случая (а = 45°]^2 max ^ "f"rp 	 7ч	со$ У .1 2 шах — I 1 шах х — 0,5 Sin2?’Т2 max ~ Т1 щах 1^"^ 0»5tgaгде 0 — приведенный момент инерции масс, присоединенных к ве¬
домой вилке. Для муфт с промежуточным валом или сдвоенной
муфте (при Yi = Y2) П°Д 9 в первом случае понимается момент
инерции промежуточного вала со скрепленными с ним вилками
и крестовинами, во втором случае — момент инерции промежуточ¬
ных деталей, включая обе крестовины.3.	При большой скорости вращения, = const и малой
жесткости вала для одинарной муфты приближенно считают,
что создаваемая муфтой неравномерность вращения поглощается
скручиванием вала. В этих условиях наибольший вращающий
момент на ведомой вилке (а = 45°)Т2 max = Тх + Б2 шах0 “Ь Aamax,/G/(57L),где 0 — момент инерции масс ведомой части муфты g крестовиной
и половины промежуточного вала, Н*ма$ Aa,^ ™ опережение52
Рис. 2.23. Муфта шарнирная по ГОСТ 5147—80*(отставание) ведомого вала, град.; J—момент инерции сечения
вала, м4; G — модуль упругости при сдвиге, Па; L — длина
вала, м.Малогабаритные шарнирные муфты. На рис. 2.23 представ¬
лена конструкция малогабаритной шарнирной муфты общего
назначения по ГОСТ 5147—80*. Муфту применяют для соедине¬
ния цилиндрических валов с перекосом осей до 45° для передачи
вращающего момента от 11,2 до 1120 Н*м.Предусмотрено два исполнения: / — одинарная (рис. 2.23, а);
II — сдвоенная с промежуточной спаренной вилкой (рис. 2.23, б).
Одинарные муфты (рис. 2.23, а) состоят из ступиц полумуфт i,
которые насаживаются на концы соединяемых валов и оканчива¬
ются вилками. Вилки соединены между собой сухарем 2, паль¬
цем 3, втулками 4 и штифтом 5. Полумуфты соединяют с валом
штифтами 6. У сдвоенной, муфты применена спаренная вилка 7
(рис. 2.23, б).Основные параметры и размеры муфт приведены в табл. 2.18.
При малых частотах вращения (до 200 об/мин) подбор муфт про¬
изводят по номинальным вращающим моментам.При углах перекоса осей валов, отличных от нуля, допусти¬
мый момент, передаваемый шарнирной муфтой, составляетТ*д = Т^ном COSгДе Гном — номинальный вращающий момент (табл. 2.18); у — угол
перекоса валов.53
Таблица 2.18. Размеры (мм) и параметры муфты шарнирной (рис. 2.23)Номи¬
нальный
момент
Т'ном» н’мdDь1А (спра¬
вочный)Динамический момент инерции
У* 10~®, кг* м2Масса, кг, не болееТипТипТип1 1 21 j 21 | 2ИсполнениеИсполнениеИсполнениеIIII IIIIIIпIIIIIIIII11,2891656—76—20—200,2230,32—0,0570,051—0,0800,074—106256827623200,1980,290,0580,0470,0760,07022,4206660928660,6300,5600,920,870,1000,0920,1470,139110,0940,0800,1410,1271280701069630250,1020,0960,1490,14845,0258676118108321,4401,2902,091,940,1700,1520,2420,224140,1500,1350,2220,20771,0161832112881501264028385,9004,8408,537,460,3900,3670,3210,2990,5580,5350,4890,467140,0(19)401401121881604816,30012,90024,0020,600,6530,4800,9730,800202250360,7200,6670,5900,5501,0400,9870,9100,870
табл. 18Номи¬нальныйвращаю¬щий,моментL1Динамический момент инерции
У* 10—кг-м2Масса,не болееТипА (спра¬ТипТипdD1 | 2вочный)1 j 21 j 2^НОМ'Н- мИсполнениеИсполнениеИсполнениеIиIIIIIIIIIIIIIиIII(24)14812020617850—1,170,961,781,57280,02550168' 132326190605845,636,668,859,61,281,031,891,64281,160,901,771,51560,030323560222178292248805870148,0117,0207,0176,72 S3
2, Л
2,512,312,211,873,903,783,583,383,282,94(38)236192328284——4,313,636,535,851120,040752962403883321108292396,0338,0585,0525,05,034,41 |,256,63(42)4,814,057,036,27Примечания: 1. Размеры в круглых скобках являются менее предпочтительными для применения.2. При совмещениях валов допустимый вращающий момент для муфт составит: 7^ = 7*cos у» где Т — табличное значение момента;
• v — угол перекоса .между осями соединяемых муфтой валов.
108554J210
^ 0,8I 0,60,30,20,10,080,070,06""'20 30 40 50 60 80 100	200 300 400 500 700Частота вращения муфты , об/'минРис. 2.24. Допускаемые мощности и вращающие моменты для малогабаритных
шарнирных полумуфт при у = 10 :
криволинейные участки — по критерию нагрева, прямолинейные — по критерию проч¬
ности (по ГОСТ 5147—80*), вращающий момент «=• по иаклонной сетке56
Таблица 2,19. Размера муфты малогабаритной (рис. 2.25), ммdDlfLdIht6143417,0981840—>20,0		,10101850—25,0		13122456—28,0	141428609430,0341716326810434.0361918367611638,0402220408413042,0462422459214446,05226255010216051,05830305512018460,06435357214522572,58042407214522572,58042459018028090,0100505090200315100,011556370029401470735367220147733629147rvim,'0ЛлкгушVJRК«mГаr/i■■■■WA'AW.r*y,il'«r■»ГА535SiЛ21Is?7*2vSV/$r.s//* /У/$к///iV>У/f //Л'УкР7J/ >ГУ/'Уу* /;yVАУ)V/,луАЛ✓ XV/V/’/у// /у/'<//■уУУ,VV,//у/' /,!ЙV>//7м// /й///■\/А//№$V/?71177//5и-7Гу2У7 .' /гYУ~2t2ЛY 7 jУ/у/Г/bjfVг ??'У//Т“T~/.г /|'У/7^К'Л7%/vs£//Л4УауV"Zу.уVyZ^t\/~2%2;vгVV*7' /2ту/' УУ/7$////~/7/Г/2/.л7^/7и./L427///лил27и/и22/■У/лt//10 20304050100 200 300400500 1000 200071, MUH-1Рис. 2.26. Зависимость размера муфты от передавае¬
мой мощности Ру вращающего момента Т и частоты вра¬
щения п57
кО0,20,40.60,810 20 J0 40 г, градZРис* 2.27. Зависимость коэффициен¬
та k от угла перекоса осей валовПри больших частотах вращения (более 200 об/мин) муфты
подбирают по условию допустимой температуры нагрева шарниров
по номограмме (рис. 2.24). Зная частоту вращения муфты и мощ¬
ность или вращающий момент (отсчитывается по наклонной сетке),
определяют диаметр расточки в полумуфтах, а по нему из табл. 2.18
подбирают размер муфты.Малогабаритная муфта фирмы «Людвиг Леве» (ФРГ) имеет два
исполнения (рис. 2.25, а, б), (табл. 2.19). Для удобства сборки
муфты вилки со ступицами выполняют составными и стягивают
кольцами, крестовину — цельной. Плоскость разъема совпадает
g осью муфты (рис. 2.25, в).Для одинарной муфты y ■< 45° Во избежание попадания грязи
в шарниры муфту закрывают резиновым кожухом. При нормаль¬
ных условиях (у 10°, рабочая температура 75 °С, продолжи¬
тельность включения 70%) размер муфты подбирается по номо¬
грамме (рис. 2.26) в зависимости от передаваемой мощности Р (Вт)
или вращающего момента Т (Н-м) (отсчитывается по наклонной
сетке) и частоты вращения (об/мин). Увеличение угла перекоса
валов учитывается введением поправочного коэффициента k
(рис. 2.27). При этомВ табл. 2.19 приведены основные размеры муфты.Крупногабаритные шарнирные муфты. На рис. 2.28 представ¬
лена тяжелая муфта фирмы «Крофте», допускающая угол перекоса
у •< 10° Вилки полумуфт 1 имеют специальную форму и соеди¬
няются двумя кольцами 2 и 2', стягиваемыми винтами 3 в осе-гРис. 2.28. Крупногабаритная муфта фирмы «Крофте»58
Рис. 2.29. Сдвоенная муфтавом направлении. Шарниры имеют хорошо изолированные опоры
скольжения и систему отверстий для подвода смазки.На рис. 2.29 представлены два исполнения сдвоенной муфты,
выпускаемой в ГДР: а — о центрированием вилок;- б — без цент¬
рирования. Муфта состоит из вилок 1, крестовин 3, промежуточ¬
ной детали 5 с вилками и пальцев 6 и 2, центрирующих полу¬
муфты. Шарниры имеют игольчатые опоры качения 4. Для оди¬
нарной муфты 7 -< 40°. Угловая скорость ведомого вала практи¬
чески постоянна при постоянной угловой скорости ведущего
вала. В табл. 2.20 приведены основные размеры и параметры
муфты.На рис. 2.30 представлена муфта о крестовиной 4 для больших
вращающих моментов. Возможность сборки муфты обеспечивают
применением закладных колец (чашек) 3 игольчатых подшипни¬
ков, удерживаемых от выпадания крышками 2. Применение надеж¬
ных уплотнений 1 и долговечных пластичных смазок позволило
изготовить эти муфты без необходимости технического обслужива¬
ния в течение всего срока службы.Синхронные муфты. Эти муфты отличаются тем, что при угло¬
вом смещении валов ведомая полумуфта имеет постоянную угло¬
вую скорость при постоянной скорости ведущей полумуфты.Т а б я и ц а 2.20. Размеры (мм) и параметры муфты сдвоенной (рис. 2.29)Т, Н-мАвС4С*DПримечания800803448484812009540545454С центрированием180011045595959вилок240012555727265350014250808075Без центрирования540016242909086вилок59
Рис. 2.30. Крупногабаритная муфта
на опорах каченияРис. 2.31. Синхронная
муфташариковаяНа рис. 2.31 представлена муфта, состоящая из наружной обой¬
мы У, имеющей на внутренней поверхности канавки для разме¬
щения шариков 2, сепаратора 3, внутренней обоймы 6 с канав¬
ками на наружной поверхности для размещения шариков и внут¬
ренним шлицевым отверстием для соединения с валом. Внутрен¬
няя обойма фиксируется на валу стопорным кольцом 4 и винтами.
Ступица 5 и крышка 9 крепятся к наружной обойме винтами 7
Манжета 8 из бензомаслостойкой резины предохраняет муфту
от попадания грязи.Центры кривизны канавок на наружной и внутренней обой¬
мах лежат на оси муфты, но смещены по отношению друг к другу,
что обеспечивает установку шариков в одной плоскости. Муфта
допускает у 15° В муфте шесть шариков. Одна из полумуфт
может иметь лишь одну опору.Муфта, представленная на рис. 2.32, состоит из наружной
обоймы 1, выполненной заодно с валом и имеющей канавки дляразмещения шариков 4, сферическо¬
го сепаратора 7, положение которо¬
го определяется делительным рыча¬
гом 2, внутренней обоймы 5, соеди¬
ненной шлицами с валом 6, и чашки3.	Центры кривизны канавок на на¬
ружной и внутренней обоймах лежат
на оси муфты, но смещены относи¬
тельно друг друга. При смещении ва¬
лов рычаг 2 поворачивается в гнезде
обоймы 1 и вызывает смещение сепа¬
ратора 7 таким образом, чтобы плос-Рис. 2.32. Синхронная шари¬
ковая муфта с обоймой, выпол¬
ненной вместе с валомкость расположения шаров не изме¬
нялась.60
Таблица 2,21, Размеры (мм) и параметры муфты синхронной шариковой(рис. 2.32)Т, Н-мРазрушающий
вращающий мо-
мент, Н- мdtпшах»об/минdD2Rи1 0603 450246000178560141 5004 370255000199365181 7505 0602840002010271182 3006 9003235002211076203 0007 4003530002512085214 1509 8003825002713393246 90012 7004520003215210828	13 25050—361751253215 00028 800571500411971423620 00034 6006412004620015436Муфта допускает угол перекоса валов до 35°. В муфте шесть
шариков.При проверочном расчете муфты определяют нормальную силу,
действующую на шарик,FB = 77(7,87d)<[FHbгде d — диаметр шарика; [/гн]—допустимая нормальная сила,
действующая на шарик (из условия отсутствия износа шариков и
канавок [FhI = 226d2);d = f Г/2100.В табл. 2.21 приведены основные размеры и параметры муфты
по рис. 2.32.2.7. Карданные валыКарданные валы представляют собой комбинацию двух
шарнирных муфт и промежуточного вала часто переменной длины
(кроме шарнирных муфт часто применяют упругокомпенсирующиемуфты).На рис. 2.33 представлен жесткий карданный вал автомобиля.
На концах телескопического промежуточного вала расположены
шарнирные муфты с игольчатыми опорами. Для подвода смазки
к опорам в крестовине выполнена система отверстий с пресс-мас¬
ленкой. Шлицевое соединение позволяет менять длину вала.
Шлицы смазывают пластичной смазкой через пресс-масленку и
защищены от попадания грязи.Игольчатые опоры шарнирных муфт лучше работают при угло¬
вом смещении валов, чем при его отсутствии (при 7=0 наблюда¬
ется быстрая выработка канавок на кольцах опор).На рис. 2.34 представлен упругий карданный вал, выпускае¬
мый фирмой «Лер» (ФРГ). Шарнирные муфты 7, расположенные
на концах промежуточного вала переменной длины, имеют иголь-61
слts?Рис. 2.33. Жесткий карданный вал
L ±к4 Рис. 2,34. Упругий карданный вал , фирмы
«Лер»	*Т а б л и ц а 2.22. Размеры (мм) и параметры карданного вала (рис. 2.34)Т’тах^разрDDx1dLу*Н-м4001 200757021125,43103512003 60010010829533,04255022506 75012012034944,549070380010 80015015039050,856080Примечание, у* Допустимое осевое смещение вала4 в гильзе 5.Рис. 2.35. Упругий карданный вал фирмы GVBчатые опоры. Наружная гильза 1, имеющая на одном конце вилку
шарнира, упруго соединена с внутренней гильзой 3 через слой
привулканизированной резины 2. Гильза 3 соединена подвижно
шлицами с валом 4, имеющим на конце вилку шарнира. Благодаря
центрирующему кольцу 5, соединенному с гильзой 1 винтами,63
Т а б л и ц а 2.23. Размеры (мм) и параметры карданного вала (рис. 2.35)Максималь¬
ный вращаю¬
щий моментМаксималь¬
ная частота
вращенияМаксимальные осе¬
вые перемещения от
центрального поло¬
женияОсевоеусилиемакси¬^minАв^таи, Н-м«тая» об/минпо шли¬
цампри от¬
сутствии
шлицевмальное,Н4370120215380680120012 000
12 000
10 000
9 000
8 000
7 000
6 000±5=±=6±7±8±9±10±12±1,5±1,5±1,5±2,0±2,0±3,0±3,0400400400500500700700151.5165.5184.0204.0218.0250.0280.065759010012015018052627484100130155ОнЧисло
отверстий
во фланцеКdМNоР (среднее
положение)Н4.5
6,07.07.58.0
10,0
12,066888101246468887892108120142166200222532354450634550586165758510512212813515016217052.564.068.072.077.589.0
100,515.013.0
19,519.016.0
21,0
25,010011011813014015717832405050607090шину 9У запрессованному в гильзу 3, и опорам скольжения с само-
смазывающимися вкладышами 6 и 5, достигается значительная
изгибная жесткость карданного вала, что способствует повышению
предельной угловой скорости. Допустимый угол перекоса валов
одной муфтой 15° Благодаря слою резины, работающей на сдвиг
и сжатие, карданный вал обладает значительной крутильной
податливостью, допуская относительный поворот концов вала
до 15° Коническая форма гильз 1 и 3 позволяет получить значи¬
тельную рабочую длину карданного вала при достаточной его
изгибной жесткости.В табл. 2.22 приведены некоторые размеры и параметры кар¬
данного вала.На рис. 2.35 представлен упругий карданный вал, выпускае¬
мый фирмой ГВБ (ФРГ). На концах промежуточного составного
вала 1 расположены упругие муфты 3 с резиновым упругим эле¬
ментом переменной толщины. Одна муфта зафиксирована на валу 1
(в осевом направлении), другая — свободная. Смазка шлицев
осуществляется через пресс-масленку и систему отверстий вала L
Резиновые упругие элементы привулканизированы к металличе¬
ским деталям 5 и 4. Переменная толщина их обусловливает рав¬
номерное напряженное состояние при действии вращающего мо¬
мента. Детали 4 и 2 соединяют за счет натяга и радиально рас¬
положенных винтов.64
В табл. 2.23 приведены основные размеры и параметры кар¬
данного вала.В упругом карданном валу фирмы «Вулкан» (ФРГ) —
рис. 2.36 — шарнирные муфты 1 с игольчатыми опорами качения
соединены пакетом резинометаллических упругих элементов.
Плоские металлические диски 5 через шпонки 12 соединены с кор¬
пусом 8, связанным через шлицевую втулку 11 с валом 9, а конус¬
ные диски 7 через шпонки 13 соединены со втулкой 10, связанной
с левой муфтой. Благодаря конусной форме дисков 7 резиновые
шайбы 6 имеют равномерное напряженное состояние при действии
вращающего момента. С помощью гайки 4 через диски 2 и 3
создается предварительное сжатие резины, обусловливающее по¬
вышение ее усталостной прочности. Смазка шлицев и трущихся
поверхностей втулок 11 к 10 осуществляется пластичной смаз¬
кой, подводимой через пресс-масленку и систему отверстий в
вале 9 и втулке 11. Основные параметры и размеры приведены
в табл, 2.24.На рис. 2.37 представлен один из универсальных шпинделей
для приводов прокатного оборудования, разработанный во
ВНИИметмаше. На концах промежуточного вала 11 расположены
шарнирные муфты 12, соединенные с валом шлицами через ста¬
каны 13. Муфта состоит из вилки 9, соединенной со ступицей 1
закладными винтами 10 и торцевым замком, из вилки 2, соединен-3 Ряховскнй О. А. и др.65
Таблица 2.24. Размеры (мм) и параметры карданного вала (рис. 2.36)Т’номт' maxОсевое
смещение
муфт, ммптпах»об/минАвDмN0рWьН-м1603904033009074,575406501347033422055045330010084,09048760139833784001 000552700120101,212058965174-904455701 420552700120101,512268980212965248302 080652200150130,0140659802111065271 1002 750652200150130,0150759922141155701 9004 750751850180155,518090121153001307253 4507 950751550225196,0225108151483171618424 75011 900751250250218,0250130181753551909806 80017 000901250285245,02851352019038519510408 80022 000110—315280,031515022210439216116514 80037 000120—350310,035017025240523241134418 20045 500135—390345,039019028260714256161026 00065 000150—435385,0435210322809752851960Примечание. Угол поворота муфт 8'
Рис. 2.37. Универсальный шпиндель ВНИИметмаша
g! Таблица 2.25. Размеры (мм) и параметры универсального шпинделя (рис. 2.37)ТипоразмершпинделейН-мDIsМасса, кг, при
Ь = 8D12345678
910111213141516
)7
181920
213 GOO
3 800
6 300
8 000
10 000
13 000
20 000
25 000
35 000
48 000
60 000
87 000
114 000
150 000
180 000
230 000
300 000
3G0 000
450 000
610 000
800 0001401601802102352552803003253703904254705155606056507107558008901001101201401501651852002152402602803103403603904204604905205701181351551802002152402602803153303554004454805255706206656957856070801001101201301401601801902002202602803003203403604004405060709095105115125145165175185195235255275295315335375415901051151301451601751852052252402702953253453704004404705005452152502703253453934234585115866106307017768268809309901045115512411521761962362632913113333794284484685155956406857257758209109952025303035404045505055657080859010010511512013560
98
140
225
3i0
400
530
670
910
1 2501 5901	9702	5303	6004	5005	1006	2607 8009 530U 2 270
16 650
Рис. 2.38. Карданный вал с шариковыми шлицами фирмы «Вальтершейд»ной со стаканом 13 таким же образом, и крестовины, образован¬
ной четырьмя осями 6, втулкой 4, гайкой 3, винтами 5, наружной
обоймой 7 и роликовыми коническими подшипниками 8. Под¬
шипник 8 регулируют винтом 5, который стопорится крышкой
шестигранным отверстием, крепящейся винтами к оси 6. Вилки
изготовлены из стали 34XH3M, промежуточный вал — из стали
45, оси 6 — из стали 40ХМ, Подшипники смазываются пластичной
смазкой. Изменение длины шпинделя обеспечивается подвижным
шлицевым соединением, Одна шарнирная муфта работает при у
от 2 до 12°Предусмотрено четыре исполнения шпинделя: L =* (5-4-12) D$
L = (4—12) D; L = (3-4-4) D; L =(1#5-г-3)D.В табл. 2.25 приведены основные размеры и технические ха¬
рактеристики шпинделя L = (5-4-12) Ь.У карданного вала, выпускаемого фирмой «Вальтершейд»
(ФРГ) — рис. 2.38 — применены шариковые шлицы. Для этого
внутренний вал, соединенный с левой муфтой, делают квадратного
сечения. Пластичная смазка к шарикам подводится через пресс-
масленку.Г л а в а 3
МУФТЫ УПРУГИЕ КОМПЕНСИРУЮЩИЕЭти муфты отличаются наличием упругого элемента
(одного или нескольких), при деформации которого осуществля¬
ется взаимное перемещение полумуфт, необходимое для придания
приводу машины крутильной податливости и для компенсации
смещений осей валов, соединенных муфтой.3.1.	Основные свойстваУпругие муфты способны осуществлять следующее:
I) смягчать толчки и удары; при этом кинетическая энергия удара
частично аккумулируется упругими элементами, превращаясь69
в потенциальную энергию деформа¬
ции, а частично поглощается и пе¬
реходит в теплоту; 2) служить сред¬
ством защиты от резонансных кру¬
тильных колебаний, возникающих
вследствие неравномерности враще¬
ния; 3) допускать сравнительно бо¬
льшие взаимные смещения осей со¬
единяемых валов при малых нагруз¬
ках на валы и опоры.Упругие муфты характеризуются:1)	жесткостью при кручении (или
обратной величиной — податливостью), представляющей со¬
бой зависимость относительного угла поворота ср полумуфт от
вращающего момента Т (рис. 3.1); 2) демпфированием, т. е.
способностью необратимо поглощать механическую энергию при
деформировании упругого элемента; 3) энергоемкостью, пред¬
ставляющей собой работу упругой деформации муфты при дейст¬
вии вращающего момента; энергоемкость является лишь сравни¬
тельной характеристикой муфт и не может быть в явном виде ис¬
пользована при динамических расчетах машин с упругой муфтой.Различают муфты постоянной жесткости при кручении (ли¬
нейные) и переменной жесткости (нелинейные). Если жесткость
линейных муфт определяют отношением С = 7Л/ф, то жесткость
нелинейной муфты определяют как производную от вращающего
момента по углу закручивания С = dT/dq> в данной точке харак¬
теристики муфты. Характер этой зависимости определяется кон¬
струкцией муфты с металлическими упругими элементами, а для
муфт с неметаллическими упругими элементами еще и законом
изменения нагрузки во времени и температурой.Нелинейные муфты могут иметь жесткую (рис. 3.1, кривая 2)
или мягкую (кривая 3) характеристику.Если у линейной муфты вращающий момент пропорционален
углу закручивания <р, то жесткость нелинейных муфт с жесткой
характеристикой растет с увеличением угла закручивания муфты.
Поэтому податливые при небольших нагрузках муфты ужесто¬
чаются при больших нагрузках. Это
свойство нелинейных муфт особенно
полезно в машинах, у которых на¬
грузка растет пропорционально ква¬
драту скорости. В этом случае при
работе машины в дорезонакснохМ ре¬
жиме и при использовании линей¬
ной муфты отношение рабочей час¬
тоты вращения к критической резко
возрастает с увеличением нагрузки,
а запас устойчивости работы машины
падает. При эксплуатации нелиней¬п/пкРис. 3.2. Колебания в машине
и агрегате с линейной и нелиней¬
ной муфтойРис. 3.1. Линейная (1) и нели¬
нейная (2, 3) характеристики
муфт70
ной муфты о жесткой характерис¬
тикой с ростом нагрузки растет и
жесткость, а с ней и критическая
частота вращения, поэтому отно¬
шение частот при нелинейной му¬
фте изменяется не так сильно и
машина работает более устойчиво.Нелинейные муфты выгодно из¬
меняют динамические свойства
машинного агрегата при разгоне
и особенно во время выбега
при их остановке без торможения.При отсутствии нагрузки, что
часто имеет место при выбеге,
критическая частота вращения аг¬
регата с нелинейной муфтой близ¬
ка к нулю. В этом случае вряд ли
возможны большие колебания, так как при их возникновении
соответственно изменяется критическая частота вращения. В аг¬
регате с линейной муфтой (сплошная линия на рис. 3.2) прохож¬
дение области резонанса при выбеге занимает гораздо больше вре¬
мени и колебания могут достичь значительной величины, Если
после отключения двигателя нагрузка не сбрасывается, резонан¬
сные колебания в агрегате с нелинейной муфтой (штриховая ли¬
ния на рис. 3.2) будут меньше колебаний в агрегате с линейной
муфтой.При работе упругих муфт всегда имеют место потери энергии
на трение (внутреннее и внешнее), сопровождающие деформацию
ее упругих элементов и их перемещение относительно других
деталей муфты.Демпфирующая способность муфт обычно характеризуется
отношением энергии, потерянной за один цикл нагружения муфты,
к работе сил упругой деформации за четверть периода (рис. 3.3):
= AD/Ayпр. Форма петли гистерезиса зависит от конструкции
муфты и упругого элемента, а для муфт с неметаллическими упру¬
гими элементами еще и от закона изменения вращающего момента
во времени. Точное значение коэффициента относительного демп¬
фирования г|> для каждой муфты можно определить эксперимен¬
тально [63]. Однако .при расчетах для муфт с линейной характе¬
ристикой принимают, что демпфирующий момент TD пропорцио¬
нален скорости относительного поворота полумуфт: TD—kф.
В этом случаег|) — 2nk(о/С,	(3.1)где С — жесткость линейной муфты; со — круговая частота коле¬
баний.В каталогах обычно приводят значения С и о). Поскольку
в дифференциальные уравнения движения машинного агрегатаРис. 3.3. Петля гистерезиса при
колебаниях вращающего момента
относительно постоянного значе¬
ния Т ном71
входит величина k, то для решения уравнений приближеннее зна¬
чения k находят из формулы (3.1). При этом величину ш рекомен¬
дуется брать равной собственной частоте системы <о0.3.2.	Расчет нагрузок, действующих на муфтыПроблема правильного выбора типа муфты и последую¬
щего определения ее размеров по наибольшему значению вращаю¬
щего момента и оптимальных значений основных характеристик,
таких, как жесткость при кручении, демпфирующая и компенси¬
рующая способности, ресурс и других, является весьма сложной.Рассмотрим вопрос определения нагрузок на муфты, а также
факторы, влияющие на снижение динамических нагрузок в при¬
водах машин.Обычно размеры муфты определяют расчетом на прочность или
же подбирают по каталогу в зависимости от основного силового
показателя — вращающего момента. Точность выбора муфты
в этом случае зависит от правильного определения максимального
вращающего момента Т^. Последний приближенно находят
расчетом по формулеТ шах == Т иом^дия-Коэффициент динамической нагрузки &дин весьма приближенно
определяют в зависимости от типа двигателя и рабочей машины.
В этом случае его также называют коэффициентом режима работы.
Более точно £дин определяют из динамических расчетов с учетом
моментов инерции масс, жесткости и демпфирующей способности
в машинах. Ниже приведены примеры определения &дин для
расчетных случаев, к которым можно свести отдельные реальные
машины. Рассмотрено также влияние упругих муфт на динамиче¬
ские нагрузки в приводах машин.Нагрузки при жесткой муфте. При соединении жесткой муфтой
исполнительной машины с приведенным моментом инерции J2
(рис. 3.4) с двигателем с моментом инерции Jх вращающий момент,
действующий на муфту при разгоне машины без нагрузки, составитгр 	 '"р Т max ^ 2 	 -71 и1 1 — ■* НОМ 7^ I I / — ■» ном^дин 1*1 НОМ * X "Г » *JfJ2С, киРис. 3.4. Двухмассовая коле¬
бательная система72Рис. 3.5. Характер изменения пере¬
менного вращающего момента
Рис. 3.6. Характер изменения коэф- Рис. 3.7. Характер изменения коэф¬
фициента динамичности &ДИщ в зависи- фициента динамичности &ДИн2 в зави-
мости от отношения ведомой и ведущей симости от отношения ведомой и веду-где Ттах — вращающий момент двигателя (рио. 3.5)? Гном —
номинальный вращающий момент, определяемый по мощности и
частоте вращения двигателя.Момент, нагружающий муфту при торможении двигателем,При разгоне машины, предварительно нагруженной постоян¬
ным моментом Гном» на жесткую муфту действует моментНа рис. 3.6 и 3.7 показан характер изменения коэффициентов
бдит и &дИН2 в зависимости от JJJх при различных отношениях
Т шах/Г ном* Видно, что с ростом момента инерции ведомой части
машины нагрузка на муфту растет.Нагрузки при упругой муфте. Крутильный удар, вызванный
внезапным соединением масс при разгоне или торможении машин¬
ных агрегатов, имеющих зазоры в шарнирах, муфтах, зубчатых
передачах и др. Крутильный удар, возникающий в приводе, со¬
стоящем из электродвигателя, линейной упругой муфты с жест¬
костью С и демпфирующей способностью k 1 (рис. 3.4), при вне¬
запном соединении двух маховых масс с моментами инерции Jx
и /2, вращающихся с угловыми скоростями соответственно
и со2, вызовет поворот полумуфт на уголмассщей масс1 Коэффициенты k и ф связаны зависимостями (3.1), (3.27) и (3.28).73
где шс. д — собственная круговая частота системы с демпфирова-относительная угловая скорость полумуфт в начальный момент
времени.Амплитудное значение вращающего моментаЕсли пренебречь демпфированием в муфте (k =0), выражение(3.3)	упростится:Т шах^ Ссоотн/о)с*где о)с — собственная круговая частота системы без демпфиро¬
вания,Видно, что при внезапном соединении масс, имеющих различ¬
ные угловые скорости, значение крутильного удара существенно
уменьшается с увеличением податливости муфты.Крутильный удар, вызванный резким набросом нагрузки.
Рассмотрим поведение системы g линейной упругой муфтой без
учета демпфирования.При действии крутильного удара Т за время t на массу о
момента инерции Jx (см. рис. 3.4) относительный угол поворота
полумуфт фгде &дИн4 =1 —cos (wct) зависит от соотношения времени t
действия крутильного удара Ггаах и собственной частоты системы
®с> &дин4 может получать значения как меньше 1 (что говорит
об эффективности применения упругой муфты), так и больше 1,
достигая максимальной величины 2 при £=я/сос. В последнем
случае применение упругой муфты нецелесообразно и приводит
лишь к двойному возрастанию динамической нагрузки по сравне¬
нию g жесткой муфтой.нием> а)с. дх ]/”[С —+ 7^)] +£2©о.д-	(3.3)(3.4)Ф(0 = тнН1 -cos(coe0).Вращающий момент, действующий на муфту,(3.5)74
Действие периодических вращающих моментов на сист.емд
с линейной муфтой. Как известно, действие периодического мо¬
мента можно приближенно заменить действием ряда гармоник,
полученных разложением в ряд Фурье, Поэтому рассмотрим про¬
стой случай действия вращающего момента Ti9 изменяющегося по
гармоническому закону как для двигателя, так и для рабочего
органа машины, где i — индекс, характеризующий число импуль¬
сов нагрузки за один оборот вала (обычно вводится в расчеты с дви¬
гателями внутреннего сгорания, поршневыми насосами и т. п.
см. с. 86).На массы с моментами инерции J± и J2 (см. рис. 3.4) действуют
моменты Ти sin (сot) и T2i sin (соt). Уравнения движения масс
имеют вид:J1*b=C<p1 + k?$ + Tusln((i>t + aJ;	(3.6)J2 ~$г — С(р2 Н- k -j-Тц sin («вt -j- а3),	(3.7)Дифференциальное уравнение для угла закручивания муфты
записывается следующим образом:№ '= — sin (tot + <Zi) + -j*- sin (tot + а2) j.	(3.8)Решение уравнения (3.8) дает выражение относительного угла
поворота полумуфт с амплитудой= ^ (7Г + ^со!а‘У + (хМа'У ,3 9)ШаХ	{г1 —(tco/(Dc)2]2 + (^/(2jt))2}где а* —угол сдвига фаз переменных вращающих моментов Тг
и Го, а* — аг — а2.Наибольшее значение переменного момента, передаваемого
муфтой, является векторной суммой упругой составляющей мо¬
мента и составляющей момента сил внутреннего тренияTt=V (^+^cosa*)2+ (^sina*)2 хv 1x1* т/	1 + [г|)/(2я)р/1 + J*V [1 -	+ И>/(2я)]* 'Если муфта передает еще и постоянный номинальный момент,
то суммарный момент составит75
0,5	1	1,6 2	3 <+ ito/wc юРис, 3.8. Кривые зависимости V от tf> и ко/сосТы = Гном + у"(77+ 77 cos“*)’ + (77sinа*У хХ ТГ+к У== ^НОМ^ДИНб»	(3.10)где4»“ • “1 + тЬ V (тг+77cos 1“* У+ (%si“1“*)’ ттгт;У:V	— коэффициент резонанса,у = i/ZZZIHBZZZZ	f3 inV [1 — (со/шс)2]2 4~ [г1)/(2я)]2 *Характер изменения коэффициента резонанса V представлен
на рис. 3.8 для разных величин демпфирующей способности, оце¬
ниваемой коэффициентом г|) (см. рис. 3.3).Таким образом, применение линейной упругой муфты окажется
эффективным лишь при коэффициенте резонанса У, меньшем
единицы, что имеет место при со/ос > V 2; кдин5 =кДИНБтахпри
сс* = 2nn, п =0, 1, 2,.... Следует также подчеркнуть, что при
необходимости работы машины в зоне частот вращения, близких
к резонансу, эффективным средством снижения переменного вра¬
щающего момента на муфте является увеличение ее демпфирующей76
способности. В более простом случае действия возмущающего
момента только со стороны двигателя Ти sin (соi) выражение для
Tt существенно упроститсяп = Л, 7^7-,.	(3.12)При действии на муфту также постоянного номинального мо¬
мента Тиош суммарный момент составитГ ном i Т * •Характер нагружения линейной упругой муфты в зависимости
от времени прохождения резонансной зоны при разгоне машины.
Большой практический интерес представляет определение мак¬
симальных амплитуд колебаний линейной системы, когда частота
переменного возмущающего момента Т (t), плавно изменяясь,
проходит через резонанс. Рассмотрим эту задачу на примере двух¬
массовой колебательной системы (см. рис. 3.4) с линейной упругой
муфтой, обладающей демпфированием k. На ведущую массу с
моментом инерции действует переменный момент, при этом
ведомая масса не нагружена.Если возмущающий момент, частота которого плавно возра¬
стает со временем, обозначить [56]Т (t) = Т0 cos (hf + <p*J?	(3.13Jто мгновенное значение возмущающей частоты составитш = А (не+ф*) = ж.Угол ф относительного поворота полумуфт в двухмассовой
колебательной системе с затуханием, пропорциональным скорости,tФ = ^j Т (т) е“п sin (t — чс) dt,	(ЗЛ4)1где п = k /(2/пр); k — демпфирующая способность муфты;^np=7T+V = —и2-	(3.15)Подставляя (3.13) в (3.14), можно исследовать характер на¬
гружения муфты при переменной частоте возмущающего момента.На рис, 3.9 представлен характер изменения угла закручива¬
ния ф муфты в зависимости от отношения круговых частот со/со0
системы с постоянной демпфирующей способностью муфты, харак¬
теризуемой выражением у = 2/г/сос = 0,05, при различных ско¬
ростях нарастания частоты возмущающей силы, характеризуе¬
мых числом периодов q свободных колебаний, от начала нагруже¬
ния до момента достижения резонанса77
Рис. 3,9. Характер изменения от¬
носительной амплитуды колебаний
системы с постоянным демпфирова¬
нием 7= 0,05 при различных ско¬
ростях роста частот возмущающей
среды, характеризуемых параме¬
тром qq = со|/ (4зх/1).По оси абсцисс отложено отношение текущего значения ча¬
стоты возмущающего момента со = 2ht к частоте собственных
колебаний сос, по оси ординат — отношение амплитуды <р колеба¬
ния к равновесной амплитуде <р0. В работе [56] приведены при¬
ближенные формулы для подсчета максимальных амплитуд в за¬
висимости от демпфирующей способности муфты и скорости на¬
растания или убывания (при выбеге) частоты возмущающей силы.Таким образом, амплитуды резонансных колебаний при плавно
изменяющейся частоте возмущения при разгоне или выбеге ма¬
шины существенно зависят от скорости изменения частоты воз¬
мущения, т. е. от времени прохождения области резонанса.Определение нагрузок на муфту в приводах с трехфазным асин¬
хронным короткозамкнутым электродвигателем. В приводах ма¬
шин возможно появление значительных динамических нагрузок
при пуске или торможении противовключением асинхронных элек¬
тродвигателей, нашедших широкое распространение в различных
отраслях машиностроения благодаря их простоте. Неуче? этих
нагрузок, превышающих порой номинальные нагрузки, определя¬
емые по мощности двигателя и его номинальной частоте вращения,
в 8—10 раз, приводит к значительным ошибкам в расчетах деталей
приводов на прочность.О характере изменения вращающего момента при пуске и тор¬
можении противовключением асихронных короткозамкнутых
электродвигателей. При подключении обмоток статора электро¬
двигателя к питающей сети в обмотках статора и ротора зозникают
токи переходного процесса, а в магнитопроводе начинают дей¬
ствовать переходные магнитные потоки, в результате взаимодей¬
ствия которых к ротору электродвигателя прикладывается пере¬
менный электромагнитный вращающий момент, изменяющийся
во времени с частотой питающей сети.Анализ векторных уравнений, отображающих связь между на¬
пряжениями в обмотках статора и ротора, магнитными потоками
обмоток, угловыми скоростями поля статора и ротора и моментом
на валу двигателя, позволил связать движущий момент Тп и сколь¬78
жение s в форме системы дифференциальных уравнений первого
порядка:*£ ” т,т' ~ тт** - -ра) т*;‘B. — JLt Itdt' ~ Ji Д j 1 °»(3.16)где s = (£20 — Q)/Q0 = (со0— pQ)/co0; Q0 — синхронная частота вра¬
щения электромагнитного поля статора; со0 — круговая частота
питающей сети; р — число пар полюсов; Q — угловая скорость
вала двигателя; г|>* — вспомогательная переменная, Н-м, ■ф* =~~s~ (^д +	> Та — электромагнитная постоянная временидвигателя, Та — l/(co0s„); Тк и sK — критические значения дви¬
жущего момента и скольжения; Jt — момент инерции ротора
электродвигателя; Т0 —■ момент сил сопротивления, приложенных
к валу двигателя.Характерно, что коэффициенты системы (3.16) содержат только
паспортные и каталожные данные электродвигателя, т. е. пред¬
ставляют легкодоступную информацию. Если в этой системе
приравнять нулю все производные переменных Тд и s, то полу¬
чим известное уравнение статической характеристики асинхрон¬
ного двигателяг»-теттЬг-	<317)На рис. 3.10 представлен характер изменения движущего
момента Тп с изменением угловой скорости Q вала двигателя,
подсчитанный по формулам (3.16) — кривая 2 — и (3.17) — кри¬
вая 1 —для двигателя А02-42-4. Видно, что амплитуда динами¬
ческого движущего момента для этого двигателя (кривая 2) пре¬
вышает величину пускового момента по статической характери¬
стике приблизительно в 7 раз. Номинальный же момент двигателя
превышен еще больше.Амплитудное значение движущего момента приближенно опре¬
деляют при пуске электродвигателяTl тах = 2Тк (sK + е~Я5к/2);	(3.18)при торможении электродвигателя противовключением77mL = тк (sK + 2е~Я!к/4).	(3.19)Определение нагрузок на муфту. Переменный вращающий мо¬
мент, возникающий при пуске или торможении противовключе¬
нием асинхронного электродвигателя, изменяется по форме за¬
тухающей синусоиды. Частота колебаний при пуске близка к79
г 11 ч,J2\(11(SJ>\к1 1	:J }	'm-Рис. 3.10. Характер изменения
движущего момента Гд от угловой
скорости Q вала двигателяРис. 3.11. Расчетная модель двух¬
массового привода с асинхронным
короткозамкнутым двигателемкруговой частоте питающего напряжения со0, а при торможении
противовключением составляет примерно 2со0.Динамическая составляющая вращающего момента вызывает
значительные перегрузки в муфтах и разрушение последних.
Учет этих нагрузок представляет большой практический интерес.
Определение динамических нагрузок проводят, исследуя поведе¬
ние двухмассовой системы (рис. 3.11). В этом случае на ротор
электродвигателя с моментом инерции Jx действует переменный
вращающий момент Тду определяемый из системы (3.16). Ведомая
масса с моментом инерции У2 определяет нагрузку на муфте при
пуске электродвигателя и торможении.Уравнение движения массы с моментом инерции*Ь/1 = Сф + *ф,Тстах/TdmaxРис. 3.12. Характер нагрузки в приводе при пуске
асинхронного короткозамкнутого электродвигателя для
соотношений масс у = J2/Ji80
где Qx — угловая скорость полумуфты, жестко соединенной с
ротором двигателя; С — жесткость муфты; k — коэффициент демп¬
фирования [см. формулы (3.1) и (3.28)1; <р — взаимный угол по-tворота полумуфт, <р = J (Qx — Q) dt\ Q — угловая скорость полу-омуфты, соединенной с ведомой массой.Момент сопротивления, нагружающий муфту, определяется по
формуле: Тс = С<р + &ф.В работе [711 получена приближенная зависимость, позволяю¬
щая определять отношение максимальной динамической нагрузки
на муфту Тст&х к максимальному движущему моменту электро¬
двигателя	в зависимости от отношения моментов инерции
масс у = JJJl9 с которыми соединены полумуфты, и от отношения
круговой частоты собственных колебаний системы сос к круговой
частоте ш0 возмущающего момента (питающей сети)при 0-< —< 1;1 + V ^0 ’ ^ ^ О)0Т с шах
Гд шах(^-)'/2 + [-q^ - (-I-)17 ] х (3.20)
х е_в (1-<*>с/<°0) ^ приДля определения максимальной нагрузки на муфту при пуске
двигателя используют соотношение (3.20), считая Тятах по (3.18).
Для определения максимальной нагрузки на муфту при тормо¬
жении противовключением двигателя используют соотношение
(3.20), определяя 7дгаах по (3.19) и принимая вместо со0 величину
2ю0.Соотношения (3.20) получены из условия, что максимальная
динамическая нагрузка возникает при (ос/ю0 1 — явление
электромеханического резонанса. На рис. 3.12 в безразмерных ко¬
ординатах представлен характер изменения нагрузки в приводе
при пуске асинхронного электродвигателя для трех значений со¬
отношений масс. Используя эти кривые, можно легко определить
максимальную нагрузку на муфту в приводе с асинхронным элект¬
родвигателем.Таким образом, при пуске асинхронного короткозамкнутого
электродвигателя возникает значительный переменный момент
двигателя, амплитуду колебаний которого можно уменьшить
применением упругой муфты малой крутильной жесткости. Муфту
следует располагать сразу за электродвигателем.Нагрузки при упругой нелинейной муфте, вызванные дей¬
ствием периодического момента. Применение нелинейной упругой
муфты вносит большое своеобразие в работу машины при динами¬
ческом возмущении. Точное аналитическое решение дифференци¬
альных уравнений движения нелинейной системы можно получить
лишь в частных случаях. В расчетах нелинейных систем большое81
значение имеет получение зависимости частоты свободных коле¬
баний ю0 от амплитуды <р (скелетная кривая). При построении
скелетных кривых используют приближенные решения [12],
предполагая заранее существование уравнения движения и форму
его периодического решения.Виды скелетных кривых для некоторых нелинейных систем
вместе с формулами, связывающими частоту с амплитудой, даны
в табл. 3.1.Рассмотрим в качестве примера двухмассовую колебательную
систему с нелинейной упругой муфтой, обладающей демпфирова¬
нием. На массу с моментом инерции J1 действует переменный
возмущающий момент Тх cos (Ы + ф*)- Допустим, что характе¬
ристика при кручении муфты приближенно описывается кубиче¬
ской параболой Т (q>) = а0<р -f- у0ф3 (такие характеристики имеют,
например, муфты с торообразной резинокордной оболочкой —
рис. 3.48 и 3.49), тогда уравнение движения будет иметь видгде ос — &о/*^пр> % — &/Jup, Jnр —	^2)> 7 — Уо/Jnp',т0 = ад.Решение уравнения (3.21) ищем в	виде разложения в ряд
ФурьеПри небольшом отличии характеристики муфты от линейной
достаточно учесть два первых члена разложения:Для определения неизвестных амплитуд Фх и Ф3 и фазового
угла ф*, подставим (3.23) в (3.21) и после преобразований по¬
лучим системуСложим два первых уравнения и после возведения в квадрат полу¬
чим амплитудно-частотное уравнениеОбычно экспериментально [63] определяют значения коэффи¬
циента относительного демпфирования ч|) (см. рис. 3.3), которое и
должно быть использовано в расчетах. Однако в дифференциаль-82ф + хф + аФ + ТФ8 = Т0 cos (ю^ -{- ф*),(3.21)Ф = S Oncos (nmf), п = 1, 3, 5,(3.22)ф = Фх COS (шО + Ф3 COS (ЗшО-(3.23)(а — о2) Ф1 + 7Ф1 = Т cos ф*;
хсаФх = Т0 sin ф*;(а - 9ю2) Ф3 + 0,25v®i = 0.(3.24)©4 -f (х — 1,5тФ2 — 2а) to2 -f-(3.25)
Таблица ЗЛ Виды скелетных кривых83
ные уравнения движения, например в формулу (3.2!)7входит иная
постоянная к, обычно называемая коэффициентом вязкого сопро¬
тивления. Установим связь яр с й.Если в выражение коэффициента относительного демпфирова¬
ния подставить AD и Лупр, то получимSkwd* 5k(wTdtЛ о	о 	(3.26)(«оф + ТоФ3) ^Ф 2 а0<р + 4 w
агде Т — 2я/со— период колебания.С учетом (3.23) при условии Фх > Ф3 выражение (3.26) получит
вид&Ф?йШlb =	s-!		j.	(3.27)0,5а0Ф( + 0,25-,’0Ф}Для муфт о малой нелинейностью (а0 >■ф = 2ka> (я/а0).	(3-28)С учетом выражения (3.28) уравнение (3.25) получит видщтг-^г- <3-29>Фазовый угол определим из системы (3.24)«8Ф- = ^(1-чЧ-|-Ьф!).	(3.30)По уравнению (3.29) можно подсчитать отношение частот
(рис. 3.13). При плавном росте возмущающей частоты амплитуда
колебаний растет соответственно верхней ветви кривой от А до С.
В точке D касательная к кривой вертикальна. При дальнейшем
росте отношения г]3 амплитуда резко изменяется, перескакивая
в точку F, и далее изменяется по кривой FG. При плавном умень¬
шении отношения т)2 амплитуда колебаний изменяется по кривой
GE, резко перескакивая в точке Е на кривую В А, по которой и
изменяется в дальнейшем. Характерно, что при наличии посто¬
ронних возмущений резкое изменение амплитуды может насту¬
пить раньше.Вращающий момент, передаваемый муфтой, складывается из
постоянной и переменной составляющих. /Максимальное значение
переменного момента при ср ^ Фх cos (a>t) составитТ п шах ~ (а0®1 + То®?)2 ^^Ф^)2.	(3-3!)В качестве примера рассмотрим поведение нелинейной упру¬
гой муфты в силовой установке, в которой четырехцилиндровый84
дизель с номинальной мощ¬
ностью 73,6 кВт и п = 10 с"1
приводит в движение элект¬
рический генератор с мо¬
ментом инерции = 10,2
H-м.с2. Момент инерции
двигателя Jx = 75 Н.м.с2,
а номинальный вращающий
момент 1200 Н-м. Перемен¬
ный момент второго порядка
с амплитудой Тг = ±3500
Н-м. Для соединения двига¬
теля с генератором примене¬
на муфта с резинокордными
оболочками фирмы «Вул¬
кан» [55].Определим собственную частоту колебательной системы, кри¬
тическое значение возмущающей частоты переменного момента
второго порядка и характер амплитудно-частотной кривой при
различном демпфировании. Характеристика включает постоян¬
ные а0 = 79 Н>м/град и у0 = 0,21 Н.м/(град)3.Собственная частота системы составит]Лх = V«о/Лф = 22,5 с"1.При этом критическая частота вращения равна 205 мин-1
при а0 = 452,5 Н-м/рад.Для момента второго порядка критическая частота вращенияЯк = Уа/2 = 107,5 мин”*1.Тогда в рабочей точке имеемТ)а = Ы/пк = 600/107,5 = 5,58, a t]q = 31,2.Ha рис. ЗЛЗ представлена зависимость угла закручивания
муфты Ф от т]2 при нелинейной муфте с учетом демпфирования и
без его учета. Расчет показал, что максимум на кривой при ли¬
нейной и нелинейной муфтах практически одинаков. В рабочей
точке (т)^ = 31,2) при линейной муфте относительная амплитуда
составит Ф ^ 0,07° При нелинейной жесткой характеристике
муфты при я|> > 0,3 имеется одна амплитуда колебаний, равная
амплитуде при линейной муфте. В случае ^ < 0,3 возможно коле¬
бание с двумя амплитудами. При г]) = 0 они составят Фх = 0,07°
иФ2= 128° Вторая амплитуда вызовет разрушение муфты, поэ¬
тому обязательно применение муфты с повышенным демпфирова¬
нием (-ф > 0,3).Из рис. ЗЛЗ следует, что амплитуды колебаний уменьшаются
при больших значениях г|2, т. е. с уменьшением j/"a и жесткости
муфты.Рис. 3.13. Кривые зависимости амплиту¬
ды колебаний Фх от т] с учетом демпфиро¬
вания85
G учетом первого члена разложения в ряд Фурье и яр == 0,4
по формуле (3.31) найдем максимальное значение момента для двух
амплитуд (<Dj = 0,07° и Фы — 128°):тп шах I = Y(7>9 • °'07 + °>021 • °’073)s + °*07)г =5>54 н •м:Tnm*x II = 1/(7,9-128+ 0,021.128^+0 = 45050 Н-м.В последнем случае наступит разрушение муфты.Таким образом, решение нелинейной задачи кроме уточнения
амплитуд колебаний позволяет учесть факт многозначности ампли¬
туд колебаний. Если квадрат отношения возмущающей частоты
к собственной больше 1,8, то возможно появление двух амплитуд
колебаний.Если при линейной муфте возможен резонанс, то при
нелинейной муфте такого нет и каждому значению отношения
частот соответствуют свои амплитуды.О применении упругих муфт в приводах с поршневыми двигате¬
лями внутреннего сгорания. Поршневые двигатели внутреннего
сгорания (ДВС) широко применяются в различных приводах сов¬
ременных машин, в таких, как автономные энергетические уста¬
новки, транспортные средства, приводы кораблей и др. Известно,
что эти двигатели отличает крайне неравномерный характер
вращающего момента, вызываемый неуравновешенностью переме¬
щающихся масс и периодическими импульсами нагрузки от от¬
дельных. цилиндров- Это приводит к необходимости расчетов на
колебания таких приводов к поиску эффективных средств сниже¬
ния вредных динамических нагрузок. В случае применения
одно-, двухцилиндровых двигателей в энергетических установках
типа дизель-генератор электрического тока существенной про¬
блемой становится степень неравномерности вращения ротора
генератора, влияющая на мигание света электроламп.На рис. 3,14, а показан характер изменения вращающего
момента на коленчатом валу одноцилиндрового четырехтактного
ДВС под нагрузкой (сплошная кривая), с половинной нагрузкой
и без нагрузки (штриховые кривые 2 и 1). Представлено также
среднее значение вращающего момента при наличии нагрузки.
Видно, что даже при отсутствии нагрузки (средний момент равен
нулю) действует переменный вращающий момент.На рис. 3.14, б представлены первые три гармоники разложе¬
ния в ряд Фурье переменного момента. Каждая гармоника харак¬
теризуется порядком /, равным числу импульсов за один полный
оборот коленчатого вала. Гармоники разного порядка имеют и
различные амплитуды переменного моАмента. Если в четырех¬
тактных двигателях порядок i гармоники кратен 1/2, то в двух¬
тактных двигателях порядок гармоник кратен единице,В табл. 3.2 выборочно сопоставлены порядки гармоник и от¬
ношение амплитуд возмущающих моментов Т{ к среднему момен-
ТУ 7\гом Для четырех- и двухктатного двигателя при различном86
числе цилиндров. Видно,
что с ростом числа цилинд¬
ров неравномерность коле¬
бания вращающего момента
уменьшается.С изменением частоты
вращения коленчастого ва¬
ла ДВС меняется и частота
вращающего момента. При
совпадении собственной час-
оты колебаний системы
ДВС— валопровод—рабочая
машина с частотой одной из
гармоник, полученной раз¬
ложением в ряд Фурье вра¬
щающего момента ДВС, на¬
ступает значительное возрас¬
тание амплитуды вредных
крутильных колебаний (яв¬
ление резонанса). Таким об¬
разом, с изменением частоты вращения коленчатого вала ДВС мо¬
гут наступать резонансы крутильных колебаний, вызванные вли¬
янием отдельных гармоник возмущающего момента.Повышение надежности машинных агрегатов с ДВС связано,
в первую очередь, со снижением амплитуд вредных крутильных
колебаний. В современном машиностроении этого успешно дости¬
гают применением сравнительно недорогих упругих муфт. Однако
правильному подбору муфты должен предшествовать расчет ма¬
шины на колебания, из которого определяют необходимую кру¬
тильную жесткость муфты и ее демпфирующую способность.Рассмотрим некоторые примеры применения упругих муфт
в машинных агрегатах с ДВС. Как правило, применение упругой
муфты малой крутильной жесткости позволяет приближенно рас¬
сматривать машинный агрегат как двухмассовую колебательную
систему. Массы двигателя, передач и рабочей машины приводятТ аблица 3.2. Зависимость вращающего момента от порядка гармоники! ЧислоЧетырехтактный двигательДвухтактный двигательj цилиндров!iTi/T номiTi!T ном10,53,313,820,52,323,331,52,932,3422,941,5632,060,67i 8141,380,33_ Рабочий п Всасы-
Т . ход _ Выхлоп зание СжатиеСреднее значение вращающего моментаРис. 3.14. Характер изменения вращаю¬
щего момента на валу одноцилиндрового
четырехтактного ДВС87
к ведущей и ведомой полумуфтам. Если собственная круговая ча¬
стота двухмассовой системы определяется по выражениям (3.2);
и (3.4), то частота собственных колебаний в минуту составитпс = 30©cfit,	(3.32]Тогда при числе импульсов i нагрузки за полный оборот колен¬
чатого вала (число гармоник] критическая частота вращения
^кр ~ nji.При одно-, четырехцилиндровом двигателе маховик обычно
настолько велик, что можно приближенно не учитывать маховые
моменты других подвижных деталей двигателя. При шестицилин¬
дровом двигателе маховик мал и поэтому следует учитывать махо¬
вые моменты всех подвижных деталей двигателя и маховика.Рассматривая вопрос о степени неравномерности вращения
массы /2, в случае действия периодического момента Tlt sin (icot)
на массу Ju при условии T^sin (icot) = О подстановкой (3.9) в (3.7)
получим амплитудное значение угла поворота ср2 массы J2/у ^фаш“ = (Jl + h) (»ш)2 V'Отсюда степень неравномерности вращения массы У2б — 5жеотУ,	(3.33)где бжеот — степень неравномерности вращения при жесткой
муфте,бжеот = Ти1 l(Jt + /J (ШГ IS	(3.34JV	— см. формулу (3.11).Видно, что применение упругой муфты эффективно лишь приV	<3 1, т. е. податливость муфты должна быть достаточно велика.Рассмотрим примеры подбора муфт в приводах с ДВС.Пример 1. Двухцилиндровый, четырехтактный дизель
(^ном = 22 кВт при пвом = 25 с-1) упруго соединен с генератором
электрического тока. Моменты инерции двигателя = 5,4 кг • м2
и генератора J2 =0,32 кг-ма.Нагрузка на муфту: постоянный номинальный вращающий
момент Гном = 150 Н-м; амплитуда переменного момента 0,5-го
порядка Т0,в = ±350 Н-м.По этим данным подбираем по каталогу упругую муфту «Пери-
флекс» фирмы «Штромаг» с данными: Твом =160 Н-м — номи¬
нальный постоянный момент; Сдив = 2-103 Н-м/рад— динами¬
ческая крутильная жесткость; jTnpeK = 300 Н -м — предельная
статическая (однократная) нагрузка на муфту; Тол = 120 Н-м —
предельная амплитуда переменного момента; V = 6 — коэффи¬
циент резонанса согласно формуле (3.11).Частота собственных колебаний (3.32) рассматриваемой системы
пс = 13 с-1! при I — 0,5 собственная частота /гкр 0)Б совпадаето	рабочей, что недопустимо из-за высокой неравномерности враще-88
Варианты
расчетных схемСобственная
частота вращения,
об/минКритическая частота вращения
(об/мин) при i = 3, 6I формаII формабГ яс1 ~ 400
\ псII ^ 1675
( ncj » 605
\ я с! I ** 1706/ пс1 **\ ncll ** 1^7®пкрi "* 123
"кр, ” 67"кр, “ 296
«кр, “ 148ПКР) “ I®7пКре « 54«Kps ** 658пкрв « 279пкрз **лкрв ** 285пкр3 **
пкрв ** 278ния ротора генератора. Во избежание мигания света необходимо
увеличивать массу генератора за счет маховика до /2 = 10,8 кг-м2
так, чтобы пс = 15 с'1, тогда критическая частота вращения при
= 0,5/2Кро,з == 15 с
По формуле (3.12) находим Т0}Ъ =33 Н-м (дбпускается при
мтах = 25 с"1 Г0)5 = ± 80 Н-м), При резонансе Т^ед = 350 Н-м
(при допустимом Тпред = 300 Н-м). В этом случае б = 210“2,
поэтому мигание света из-за неравномерности вращения ротора
генератора исключается.Пример 2. В первые годы применения двигателей внут¬
реннего сгорания вместо паровых машин в приводах кораблей их
располагали традиционно в том же машинном отделении в середине
корпуса корабля. При этом длинный валопровод обусловливал
высокую крутильную податливость колебательной системы ДВС —89
гребной винт и низкие собственные частоты крутильных колебаний.
Это исключало наступление резонанса при рабочих частотах вра¬
щения .На рис. 3.15, а представлены: схема машинного агрегата ДВС,
упругие линии двух форм колебаний, маховые массы двигателя,
маховика и гребного винта (принято, что масса двигателя равно¬
мерно распределена вдоль его длины) и эквивалентные длины ва¬
лов. Там же приведены собственные частоты для двух форм колеба¬
ний и критические частоты вращения /гкр третьего и шестого поряд¬
ков. С изменением конструкции кораблей двигатели стали переме¬
щать на корму, ближе к гребному винту, освобождая середину
корпуса под трюмы. Это привело к сокращению длины валопровода
и возрастанию его крутильной жесткости и, как следствие, к изме¬
нению собственных частот. В связи с этим при первой форме коле¬
баний машинный агрегат оказался в зоне, близкой к резонансной
зоне. На рис. 3.15, б кроме схемы машинного агрегата представ¬
лены собственные частоты для двух форм колебаний и критические
частоты вращения третьего и шестого порядка.Самым простым и дешевым способом вывода агрегата из зоны
резонанса оказалось применение упругой муфты малой крутиль¬
ной жесткости. На рис. 3.15, в представлены: схема машинного
агрегата, собственные частоты крутильных колебаний и критиче¬
ские частоты вращения третьего и шестого порядка. Видно, что
применение упругой муфты позволило свести параметры машин¬
ного агрегата практически к исходной схеме.Таким образом следует, что правильный подбор упругой муфты
не однозначен. Упругую муфту следует, по возможности, распола¬
гать в узлах колебаний, подбирая ее крутильную жесткость С и
демпфирующую способность г|) таким образом, чтобы амплитуды
вредных динамических нагрузок были минимальны. Муфты могут
испытывать следующие нагрузки:1)	постоянный вращающий момент, равный среднему моменту
сопротивления рабочего органа машины;2)	циклически изменяющийся переменный вращающий момент,
накладываемый на постоянный момент; длительное действие этого
момента на муфту вызывает усталостное накопление повреждений
в упругих элементах муфт, приводящее к их усталостному разру¬
шению;3)	пиковые кратковременные воздействия переменного вращаю¬
щего момента, возникающего в переходных процессах пуска и
останова машины; однократное действие этого момента может
вызвать разрушение муфты, определяемое ее статической проч¬
ностью;4)	при расцентровке соединяемых муфтой валов, вызванной
неточностью монтажа, ошибками изготовления деталей, тепловыми
деформациями корпусов и других деталей и т. п., упругие элементы
муфт испытывают циклические деформации, что приводит к их
усталостному разрушению.90
Таким образом, правильный подбор конструкции и размера
упругокомпенсирующей муфты, обеспечивающей надежную работу
машины, определяется условиями ее работы в конкретной машине,
которые могут существенно изменяться. Правильный подбор муфты
включает следующее:1.	Назначение конструкции муфты.2.	Предварительный выбор размера муфты по величине номи¬
нального постоянного во времени вращающего момента.3.	Выбранная муфта должна обладать определенной крутиль¬
ной жесткостью (податливостью), найденной из динамических рас¬
четов колебательной системы двигатель—муфта—передача—рабо¬
чий орган машины. Если по крутильной жесткости выбранная
муфта не подходит, то следует назначить следующий больший раз¬
мер муфты или выбрать муфту другой конструкции приемлемой
жесткости.4.	Необходимо проверить, сможет ли выбранная муфта пере¬
дать (без разрушения) кратковременную пиковую нагрузку, дей¬
ствующую при пуске и торможении.5.	Проверить, удовлетворяет ли выбранная муфта потребному
ресурсу по усталостной циклической прочности при действии пере¬
менного вращающего момента, а также при наличии циклических
деформаций упругого элемента, действующих вследствие расцен-
тровки соединяемых валов.3.3м Муфты с металлическими
упругими элементамиЭти муфты отличаются высокой несущей способностью
и возможностью работы в широком температурном интервале,
однако они сложны по конструкции, дороги, требуют, как правило,
постоянного ухода и контроля при эксплуатации.Муфты с пакетами пластинчатых пружин. Муфта с радиаль¬
ными пакетами пружин показана на рис. ЗЛ6 (табл. 3.3). Полу¬
муфты 1 и 5 соединены пакетами пружин (рессор) <9, работающих
на изгиб при действии вращающего момента. С полумуфтой 5
пакеты пружин с помощью болтов 4 соединяются через кольцо 3,
имеющее продольные пазы. Внутренние концы пакетов пружин
входят в радиальные пазы полумуфты 1. Пакеты пружин фикси¬
руются на полумуфте 1 кольцом 7 и тремя винтами. Крышка 2
с уплотнением 6 закрывает внутреннюю полость муфты, заполнен¬
ную пластичной смазкой.Муфта имеет линейную характеристику при кручении До тех
пор,, пока касательная к упругой линии деформированной пружины
не совпадает -с линией скоса паза (рис. ЗЛ7), при дальнейшей де¬
формации пружины характеристика муфты нелинейна. Без учета
влияния сил трения между пластинами полумуфты при действии
вращающего момента Т повернутся на угол ф*91
Рис. 3.16. Муфта с радиальными пакетами пружинФ* = {Ух + а (I — х) V(R + X),	(3.35)гДе Ух— прогиб пакета пружин, ух = Fxx6 (3EJ); Fx— окружная
сила, действующая на пакет на плече х, Fx = Tjlm (R + х)]\
т — число пакетов; Е — модуль упругости первого рода; J —
момент инерции поперечного сечения пакета, состоящего из плас¬
тин, J =r bh3/12; b и h — ширина и толщина одной пластины
пакета; а — профильный угол паза; R и I—см. на рис. 3.17.На линейном участке характеристики (рис. 3.17) зависимость
угла поворота полумуфт от величины вращающего момента Тх
без учета влияния сил трения определяется выражениемф1 = Тх12/ [2mEJ (R + l) 1.	(3.36)Таблица 3.3. Размеры (мм) и параметры муфты с радиальными пакетами
пружин (рис. 3.16)Т, Н-мпшах*об/минdDLвии7542002512083254832300350040160ИЗ2560508002100552001433080602 50016508028020345120808 50012501203602835516012017 00010001504403536020015040 0008502005704736026021075 0008002506405436530024092
Рис. ЗЛ7. Схема работе упругой пружины переменной жесткостиНапряжения изгиба в пластинах, пружин достигнут максималь¬
ного значения при х = аад = F2a?W,	(3.37Jгде ^2 — окружная сила, действующая на пакет, F2 = Т2/[т X
х (R + а)]; Т2 = Т1ПйХ — вращающий момент на муфте при х —
a; W — момент сопротивления поперечного сечения пакета
пластин, W = пЫг91&; а — число пластин в пакете.Рис. ЗЛ8. Муфта с пакетами плоских пружин, расположенных па¬
раллельно оси сала, фирмы «Вальдрон»93
Таблица 3.4, Размеры (мм) и параметры муфты фирмы «Вальдрон»(рис, 3.18)Г, Н-мrtmax>об/минD1hiьМасса,XV474С008925,44129,08938163,1772400010231,74429,09551164,53108400011441,34829,010262165,90180360012750,85129,010876168,16390360014657,05736,5121861911,30570360015263,06536,5137951913,60790255017876,07136,51491171918,101 700210021698,09044v51871402431,702 500210021698,09044,51871492431,70 -3 9001900241114,09644,52001712445,305 6001800254108,0ПО60,02061653252,207 8001500304140,011260,02322093280,6012 4001200381152,013460,027627932158,0018 0001000457197,016960,034634932226,0025 700820559254,020760,042245032363,0043 000780584266,021589,042545752476,0064 500750609216,0228121,046338152589,0086 000670*686254,0279121,056543155747,00132 000560813311,0304121,0616533551200,00214 000560838298,0330146,0667508651360,00275 000490939336,6355146,0718584651814,00Lп = ТфЦт (R + a) W [q]J;	(3,38)[сг]н—допустимое напряжение изгиба для материала пластин.Муфта с несколькими пакетами плоских пружин фирмы «Вальд-
рон» (США) приведена на рис. ЗЛ8 (табл. 3.4). Полумуфты 1 и 5
соединяются упругими элементами 3, представляющими пакеты
плоских пружин, концы которых располагаются в хвостовиках
6 и 8 и удерживаются в них штифтами 7 Пакеты пружин одним
концом крепятся к полумуфте 1 с помощью разжимного пружин-
ного кольца 2 и свободно вставляются в отверстия полумуфты 5.
При неточном расположении соединяемых валов свободные (пра¬
вые) концы пакетов пружин перемещаются в отверстиях полу¬
муфты 5. Поэтому для повышения долговечности муфты в отвер¬
стия полумуфты запрессованы втулки 4 из антифрикционного
материала. Если в хвостовиках 6 и 8 под пакет пружин сделать
прорези переменной толщины, муфты будут иметь нелинейную
характеристику.На рис. 3.19 (табл. 3.5) представлена конструкция муфты с
аксиальными пакетами плоских пружин. Полумуфты 1 п 4 имеют
зубчатые венцы и соединяются упругими элементами 3 в ьшдщ
пакетов плоских пружин, которые вставляются во впадины между!
зубьями. Кожух 2 удерживает пакеты пружин от выпадания й
создает полость для пластичной смазки. Благодаря тому что 6okoi
вые поверхности зубьев очерчень дугами окружностей, муфта
имеет нелинейную характе¬
ристику. Смазка внутри ко¬
жуха удерживается уплотне¬
ниями 5, допускающими сме¬
щение ступиц относительно
кожуха.Эта муфта служит для
передачи значительных вра¬
щающих моментов и отлича¬
ется хорошей компенсацион¬
ной способностью.Муфта с пакетами гиль¬
зовых пружин фирмы «Ренк»(ФРГ)—рис. 3.20, табл.3.6 — состоит из двух полу¬
муфт 1 и 4 я промежуточного
кольца 3, В круглые гнезда Рис. 3.19. Муфта с пакетами плоских
которого закладываются па-	пружинкеты пружин 2. При передаче вращающего момента пружины сжи¬
маются, благодаря чему полумуфты поворачиваются на некоторый
угол. Эти муфты могут обладать линейной или нелинейной харак¬
теристикой при кручении. В последнем случае внутри пакетов
помещается сердечник 5, который винтами крепится к фланцу
полумуфты 4. С увеличением нагрузки величина контактирующей
поверхности сердечника с пружиной будет увеличиваться, а жест¬
кость пружины возрастать (рис. 3.21).Меняя толщину h отдельных пружин, эксцентриситет Д и
диаметр сердечника 1 (рис. 3.21), можно в широких пределах
изменять характеристику муфты при использовании одних и тех жеТаблица 3.5. Размеры (мм) и параметры муфты с пакетами плоских
пружин (рис. 3.19)7\ Н-мяшах» об/минйDDtь1180403024,5126,482,5103,750,8415336031,6152,0101,5116,857,2820288044,5176,7120,1141,369,71 700240057,2210,2149,5155,677,12 300213073,0240,1171,5185,291,54 000183088,6280,0196,5213,9105,26 0001610101,5315,7225,2243,0120,18 9001480114,0345,2257,1271,5134,416 5001310126,4390,0284,3307,1153,028 6001140152,0450,2336,1367,5162,632 0001100176,7465,5372,0379,1176,746.500960200,3530,2430,8407,3200,365 000875228,0582,3476,0460,0228,092 000770254,0660,0547,5510,0254,0122 000700278,0710,1585,0558,7278,095
Рис. 3.20» Муфта с пакетами гильзовых пружин фирмы «Ренк»полумуфт. Для уменьшения износа пружины смазывают. Для
передачи больших нагрузок муфты изготовляют с двумя рядами
пакетов пружин. Без учета влияния сил трения в пакетах пружин
зависимость угла <р поворота полумуфт от величины вращающего
момента выражается формулойФ = 6пТ [EzbR* 2 (Л«/гг)2],	(3.39)где 2 — число пакетов в муфте; R —радиус окружности, на кото¬
рой расположены центры пружин; huh — ширина и толщинаТаблица 3.6. Размеры (мм) и параметры муфты с пакетами гильзовых
систем (рис. 3.20)Т, Н-мгашах*об/минdDDtIfьaМасса,кг140385035185705023030821038503518570602304092803850351857070230501043034004521090702305014570318050225100802306019710318050225100803456023107028606025012090345653214302600752751501004507545186023808030015510045075522300223085320160100450756028702080903451701204509575358018801003801801405501159296
одной пружины} п — число
пружин в пакетез т — сред¬
ний радиус одной пружины.Напряжение изгиба в
пружинеав	6ГА /bzR S (h,lr,)*
t=l<M«.]<(3.40)Рис. 3.21. Нелинейная муфта с пакетами
гильзовых пружинСледует стремиться к то¬
му, чтобы напряжения во
всех пружинах были одина¬
ковыми. Для этого необхо¬
димо, чтобы отношение Л/г2
для всех пружин было пос¬
тоянным. Поэтому пакетыпружин обычно изготовляют из трех-четырех пластин различных
толщин.Для расчета муфты сначала определяют радиус окружности
центров пакетов пружин R. Назначают наибольший диаметр
пакета пружин и число пакетов в муфте.Из технологических и конструктивных соображений задают
толщину внутренней пружины, принимая h'/r = l/lO-r-1/25. Диа¬
метр меньшей пружины обычно принимают не менее 10—15 мм.
По принятому отношению h]r и наибольшему диаметру пакета
пружин определяют число пружин п в пакете. Производят расчет
на прочность.Т а б л и ц а 3.7. Размеры (мм) и параметры муфты со змеевидными
пружинами (рис. 3.22)Г, Н-мпшах»об/минDЬ^таиаМасса,кг1848008680251,0—3,01,626360012090301,0—3,03,5723600120 ,90401,0—3,03,82152500155110501,0—5,07,55702300195141651,0—5,015,01 0701700280160751,0—5,035,01 8001650280182851,5—6,537,03 60014003502011001,5— 6,568,07 20010004302621251,5— 6,5130,011 5008604202821401,5—6,5140,014 3008004763021502,0—8,0200,028 6006505953621802,0—8,0330,043 0005507004022202,0-8,0410,072 0004707755022002,0—10,0630,0107 0004009255423205,0—15,0870,0i Ряховский О. А. н др.97
Приведенные формулы справед¬
ливы только в пределах линей¬
ной характеристики. Доля линей¬
ной деформации по данным про¬
веденных исследований равна при¬
близительно 2/3 от всей рабочей
деформации пакета.Муфты со змеевидными пру¬
жинами. Полумуфты соединяются
упругим элементом, выполнен¬
ным в виде змеевидной пружины,
расположенной на цилиндричес¬
кой поверхности (рис. 3.22) или
в плоскости, нормальной к оси
муфты.г„,	w	На рис. 3.22 (табл. 3.7) предо-ными пружинами на цилиндри- тавлена муфта фирмы «Мальмеди»
ческой поверхности	(ФРГ), состоящая из полумуфт 1и 5, имеющих зубья специальной
формы, между которыми помещается змеевидная пружина 2. Для
предохранения пружины от выпадания и удержания смазки
(обычно пластичной) служит кожух 4, состоящий из двух половин,
стянутых винтами 3.Пружина является наиболее ответственной деталью муфты. Она
изготовляется из пружинной стали с пределом прочности сгвр =
= 1700 МПа. В тяжелых муфтах пружины устанавливаются в два
ряда. Такие муфты отличаются высокой надежностью в работе и
малыми габаритными размерами. Эти свойства и обусловили до¬
вольно широкое распространение их главным образом в тяжелом
машиностроении (прокатные станы, паровые трубины и т. п.),
несмотря на сложность конструкции, нетехнологичность и необхо¬
димость контроля в эксплуатации. Муфты допускают смещение
осей соединяемых валов: осевое — от 4 до 20 мм, радиальное —
от 0,5 до 3 мм, угловое — до Г15А (большие значения — для боль¬
ших муфт).В зависимости от формы боковой поверхности зубьев муфты
имеют линейную или нелинейную характеристику при кручении.Зубья муфт постоянной жесткости (линейных) имеют форму,
представленную на рис. 3.23. Расстояние между линиями упора
пружины на зубья постоянно и не зависит от величины вращаю¬
щего момента.Зубья муфт переменной жесткости (нелинейных), применяемых
в машинах с широким диапазоном регулирования скоростей и
нагрузок, имеют криволинейное очертание боковой (рабочей)
поверхности — рис. 3.24. Радиус этой поверхности выбирают
таким, чтобы при увеличении вращающего момента происходило
смещение места начала контакта зуба с пружиной по длине зуба,
что определяет нелинейность характеристики муфты (жесткость98
Рис. 3.23. Зубья муфт
жесткостипостоянноймуфты увеличивается g ростом
зращающего момента). На пру¬
жину в этом случае действует
сила F и изгибающий момент М.Расчет линейных муфт про¬
изводят в предположении: 1)
что пружина представляет со¬
бой замкнутый контур; 2) что
из-за малости размеров сечения
пружин по сравнению с диамет¬
ром ее расположения пружина
лежит на плоскости.В точках Л, С и £ (рис. 3.25, а) выпуклость кривой переходит
в вогнутость, поэтому в этих точках радиус кривизны р » со,
а изгибающий момент Л4М = 0.Рассечем пружины плоскостью, перпендикулярной к оси муфты
и совпадающей с линией 00. В этих сечениях пружины сущест¬
вуют только перерезывающие и сжимающие (растягивающие)
силы. Таким образом, отдельный полувиток рассматривают как
арку, шарнирно укрепленную у основания и нагруженную силами
от зуба (рис. 3.25, б). На рис. 3.25, в изображены силы, действую¬
щие на виток.Зависимость угла поворота полумуфт от величины вращаю¬
щего момента Т для линейной муфты определяется выражением
[54]— а2 (24/ —16а + 3nt) Т
Ф “	3EJzD%(3.41)где а, / и t— см. рис. 3.25; Е — модуль упругости первого рода
материала пружины; J — момент инерции поперечного сечения
пружины, J = bh3/l2; bah — ширина и высота (толщина) попереч¬
ного сечения пружины; z — число зубьев; Dcp — диаметр муфты
по средней высоте пружины.При достижении вращающим моментом предельного значения
пружина коснется внутреннего края зуба и жесткость муфты станет
максимальной. Для этого случая4*Рис. 3.24. Характерные стадии деформации пружин
в процессе работы99
Рве. 3.25. Расчетные схема пружины линейной муфтыТ =\2EJzDcV tg а(24/ — 12а + ЗяО — 4 (а* + аЬ + 62) »(3.42)где а — угол наклона касательной грани зуба к оси муфты.Максимальные напряжения изгиба имеют место в точке Ь
(рис. 3.25, в)t + h
■Ьor* = AFah I [bt*(t - h) (ln-f±A - -^-)] .(3.43)Приведем расчет линейных муфт по рис. 3.23.Задавшись средним диаметром Z)cp, числом зубьев г и углом
ос, определяют Тир. Пружина выбирается из условия прочности
на изгиб. Расчет нелинейных муфт по рис. 3.24 производят придопущениях, принятых для линейных
муфт. В нелинейных муфтах (рис.
3.26) расстояние а от средней плос¬
кости муфты до начала контакта
пружины и зуба уменьшается по ме¬
ре роста окружной силы F (рис. 3.25).
Зависимость между F и а находят из
условия совпадения касательных к
изогнутой оси пружины и боковой
поверхности зуба в точке их сопря¬
жения. Зависимость угла поворота
полумуфт ф от величины вращающего
момента Т определяется выражениемф = 2 ~ ~ ?2Я-Г~..(от ~ s)l.
Pi^cpа3 (24/ — 16а + 3rrY)SEJzD2	Т+(3.44)срРис. 3.26. Схема работы пру¬
жины нелинейной муфты100где t и / — см. на рис. 3.25; а, т,
s и pi — на рис. 3.26.Обычно принимают т — s, тогда
выражение (3.44) упрощается
fl« (24/ — 16g + 3jtQ у(3.45)При m > s характеристика муфты состоит из линейного и
нелинейного участков. Угол поворота полумуфт на линейном
участке характеристикиф « [8 (81 - 4s + tt/)/(2PlDcp) ] - [£VaDcpf(6p8ra) 1. (3.47)Максимальные напряжения изгиба в пружине находят по фор¬
муле (3.43), предварительно подсчитавгде F — окружная сила на пружине, F = 2T](Dcvz).Во избежание защемления пружины между длинными зубьями
предусматривают зазор между зубьями и пружиной (рис. 3.26)где рп — радиус кривизны деформированной пружины на расстоя-
ии а от плоскости разъем? муфты;Обычно ширина паза делается на 0,7—1,5 мм больше толщины
пружины.При расчете упругого элемента линейных муфт по рис. 3.23
принимают: 1) пружина представляет замкнутый контур; 2) все
витки пружины лежат в одной плоскости.Нагрузочная способность пружины определяется [54 ] выраже¬
ниемТ = 4RzW \г+ Ьх tg (ai/2)] [а]и/{аА [г + l± tg (aJ2)]}t (3.49)где R —радиус, на котором расположена пружина; г — число бит¬
ов пружины; W — момент сопротивления поперечного сечения
тр ужины; [сг]и — допускаемое напряжение изгиба; ах — угловой
шаг (центральный угол) расположения пружины между соседними
зубьями; г aL, Ьг, — геометрические параметры пружины (см.
рис. 3.25, а); кг — коэффициент для круглого и прямоугольного
поперечных сечений, находят по графику, приведенному на
Рис. 3.27.Из формулы (3.49) видно, что с увеличением размера Ьг нагру¬
зочная способность пружины увеличивается. Наибольшей нагру¬
зочной способностью обладают муфты, у которых Ьг — 1г.Фл =-- s (24/ — 16s -f 3i£/)/(6PlDcp)j
на нелинейном участке характеристики(3.46)е > (рп — Pi) (1 — cos \р),Рп = Pi (8/ — 8a + sit) [8 (m — а) 1;
•ф ^ arc sin [ (m — ^)/Pll.101
Угол закручиваниз} муфты
(рад) определяется выражениемф = Tt\Yl{EJR~z), (3.50)где Y =f{ajlx\ ЬХ]1Х\ Ф\\ ai)’-В работе [54] приведены
таблицы значений Y Прибли¬
женноY	= [0,1564 Н- 0,008204^ —— (0,07167 + 0,009408^) bjh XX	(3.51Jгде ах — в град.Приведем расчет пружины
муфты, показанной на рис. 3.23.
Упругий элемент муфты представляет собой пружину, навитую
из круглой проволоки диаметром d = 2 мм. Пружина имеет сле¬
дующие параметры: R = 5,5 мм; = Ьг = 28 мм; ах = 15 мм;
г = 7,4 мм; ax = 20° j г = 72. Нагрузочная способность такой
муфты (3.49)4-5,5.72.0,1-23.5-Ю2Рис. 3.27. График значений коэффи
циента k$т =367* 103 Н-мм.15* 1,15Здесь [а]и =500 МПа.Угол закручивания муфты (3.22)367-103-283-0,0175 - 1Л_3
Ч» = 2Л0С57Гб=ГЖЖГ2 = 4’05'10 РЗД-На рис. 3.28 (табл. 3.8) представлена муфта «Мультифлекс»
фирмы «Крофте» (Англия), в которой вместо сложной в изготовле¬
нии змеевидной пружины приме¬
нены отдельно кольцевые упругие
элементы 4, вставленные во впадины
зубьев полумуфт 1 и 2. Для умень¬
шения износа зубьев и пластин муфту
заполняют пластичной смазкой, ко¬
торая удерживается корпусом 3 и
уплотнением 5.Муфты с винтовыми пружина¬
ми. На рис. 3.29 представлена муф¬
та «Карделис» фирмы «Хохройтер
Баум» (ФРГ). Полумуфты 1 и 4 со¬
единены винтовыми пружинами сжа¬
тия 5, которые опираются на сегмен¬
ты 2, посаженные на пальцы 3 с зазо¬
ром. Пружины 5 ставятся с предва¬
рительным натягом и при действии
вращающего момента работают черезРис. 3.28. Муфта с кольцевы¬
ми пружинами102
Таблица 3.8. Размеры (мм) и параметрымуфты с кольцевыми пружинами (рис. 3.28)одну. Сегменты изго¬
товляют из износостой¬
ких пластмасс. Поверх¬
ность контакта сегмента
с пальцем смазывается
пластичной графитовой
смазкой.Муфта допускает: ра¬
диальное смещение ва¬
лов до 0,0ША (рис.3.29); угловое смещение
до 2°; осевое смещение
до 0,050 А.На рис. 3.30, в представлена зависимость допустимого радиаль¬
ного смещения осей валов от частоты вращения. В табл. 3.9 приве¬
дены основные размеры муфты в зависимости от величины расчет¬
ного вращающего момента, определяемого по формулеН* мЛшах»об/минDаdFьW10747501111,61048977121438001331,650511037857031001591,665571168471627001771,682641299686023502131,68571141100115021002381,611076154112где k — коэффициент динамичности, k
циент запаса, принимаемый равным:При статической нагрузке
» малых толчках и ударах
средних толчках и ударах
сильных толчках и ударах= kxk2kz\ — коэффи-11,251,51,8fc2 — коэффициент, зависящий от типа рабочей машины:Для центробежных насосов, вентиляторов, транспортеров	1,2—1,5
Для ротационных компрессоров, деревообрабатывающих машин, ка¬
ландров, легких станков/ транспортеров, текстильных и прядиль¬
ных машин .	1,5—2,0
Для печатных станков, бумагоделательных машин, мешалок, мель¬
ниц, машин по переработке молока, средних станков, сушильных
барабанов	2,0—2,5
Для лесопильных рам, тяжелых станков, судового привода воздухо¬
дувки, приводов легких кранов и подъемников .	2,5—3,0
Для приводов нормальных кранов и подъемников, лебедок, транспорт¬
ных машин и воротов, резиновых вальцов, поршневых компрессо’
ров, цепных транспортеров	3,0—3,5
Для поршневых насосов, приводов передвижения тяжелых кранов, пе¬
регрузочных мостов, цементных мельниц, камнедробилок, ковшо¬
вых экскаваторов, ковшовых транспортеров .	3,5—4,0
Для мельниц, приводов прокатных станов, рольгангов с односторон¬
ним вращением	4,0—5,0
Для приводов прокатных станов и рольгангов с реверсом	5,0—6,0k3 — коэффициент, зависящий от типа двигателя:Для одно- и двухцилиндровых двигателей внутреннего сгорания	1,4Для трех-, шестицилиндровых двигателей внутреннего сгорания .	1,2
Для двигателей внутреннего сгорания с числом цилиндров более 6 идля электродвигателей	1,0103
2Тип АТип БРис. 3.29. Муфта фирмы «Кар-
дел и оТаблица 3.9. Размеры (мм) и параметры муфты «Карделис» (рис. 3.29)т. н-"шах*об/минdaМуфты с малыми отвер¬
стиями (тип А)DNВгМуфты с большими
отверстиями (тип Б)£>МGD\ Н-м*Крутильная
жесткость,
Н- м/градМасса,кг46,570,0100,0135.0180.0
260,0375.0550.0790.0
1 090,01	430,02	120,03	000,04	350,0
6 200,0
8 950,012 750,0
17 900,0420038003500320029002600230021001950180016501500135012001080950840750758595105116130140155170184202220244270300340380425100112125140160180200225250280315355400450500560630710455060657080901001151351501701902152402703003502528323540455055657585951051201351501702004550556070758595105115125140160180200225250280981081181281501601802002202402602903303704104655155755060657080901001151351501701902152402703003504002832354045505565759010011012514016018020022545505560707585951051151251401601802002252502801201331461601862002242502763023283664144665165786427180,0820,1600,2800,4800,8101,6002,8004,80011,60014.800
26,700
46,10083.800142.700237.000445.700892.000
1603,8006,8210,5015,3020,1027.0039.0055.0083.00
121,00163.00210.00
320,00450.00642.00930.001780.001870.002610.003,24.56.5
9,013.0
17,525.035.048.064.091.0
128,0178.0250.0344.0440.0610.0
850,0
Рис. 3.30, Схема усилий, действующих в муфте
«Карде ли с»Расчетная схема муфты представлена на рис. 3.30. Вращающий
момент, передаваемый муфтой,Т = zR (Fnp 2 cos а2 — Fnp х cos ах),	(3.52)-де г — число сегментов на одной полумуфте? Fnv х и Fnp а — си¬
лы пружин 1 и 2 (рис. 3.30, а); ах и а2 — углы между направле¬
ниями силы пружин и касательных к окружности, по которой
расположены центры пальцев.Сила пружины^пр — АСП р,	(3.53)где Спр — жесткость пружины; А — сжатие пружины, для пру¬
жин 1 Д ^ А0 — фR; для пружин 2 А ^ А0 + фR; Д0 — пред¬
варительное сжатие пружины; ф — угол поворота полумуфт; R —
см. рис. 3.30, а.В пределах малого угла поворота полумуфт (фх = AJR) все
пружины являются рабочими. При малых углах закручивания
можно принять cos « cos а2 = cos а, тогда жесткость муфтыСМ1 = 2гСпр/?2 cos а.	(3.54)При углах поворота, больших фь пружины работают через
одну и жесткость муфты определяется выражениемСмЫ = zCUIiR2 cos а.	(3.55]При действии значительного вращающего момента витки пру¬
жины соприкасаются и муфта становится практически жесткой
(рис. 3.30, б).На рис. 3.31 (табл. 3.10) представлена муфта «Симплафлекс»
фирмы «Ленце» (ФРГ) с набором концентрично расположенных
винтовых пружин. Ступицы 1 и 3 соединяются упругим элементом2,	представляющим собой трехслойную витую пружину с витками
прямоугольного сечения, которая торцами впаивается в ступицы.105
Муфта соединяет концы ва¬
лов и устанавливается на
них либо на шпонке, либо на
штифтах. Муфта изготовляет¬
ся трех длин: короткой (к),
средней (с), длинной (д).При действии предельно¬
го вращающего момента по¬
лумуфты поворачиваются на
угол 3—6° в зависимости от
длины муфты. Муфта допус¬
кает радиальные смещения
валов 3—6% от диаметра d
вала, отличается малыми га¬
баритными размерами по ди¬
аметру, хорошими компенсирующими свойствами, проста в экс¬
плуатации.Вращающий момент (Н-м) определяется выражениемТ =5265Pk*s/n,	(3.56)где Р — мощность, кВт; k* — коэффициент, зависящий от взаим¬
ного смещения валов (табл. 3.11); s — коэффициент, учитывающий
условия эксплуатации муфты (табл. 3.12); п — частота вращения,
об/мин.На рис. 3.32 (табл. 3.13) представлена муфта «Симпла-Мини-
флекс» для передачи малых вращающих моментов. Полумуфты1	и 3 соединяются упругим элементом 2, являющимся витой пру¬
жиной с витками прямоугольного сечения. Концы пружины кре-Т а б л и ц а 3.10. Размеры (мм) и параметры муфты «Симплафлекс» (рис. 3.31)т,Н- мДлина муфты LгDF^шахподшпон¬ку^шахподштифтМасса муфты, кгко¬рот¬койсред¬нейдлин¬нойко¬рот¬койсред¬нейдлин¬ной53545501021198120,070,080,091050607015262412150,140,160,191050607015302814190,150,170,202065809020353216200,300,350,402065809020383619250,320,370,4240809511025454022270,700,750,8040809511025484524310,750,800,859010012014031555028341,251,401,559010012014055555229351,351,501,6515012515017537656032402,102,402,7022015018021044757038453,504,004,5030017020024050807544504,304,905,60500210250300621009550648,309,6011,0090025030035075120115607514,5016,8019,101 г	зРис. 3.31. Муфта фирмы «Симплафлекс»
с набором концентрично расположенных
винтовых пружин106
Таблица 3.11. Значение коэффициента k*Сумма угла поворота полумуфт с величиной смещения
валов в зависимости от длины муфтыfe*короткойсреднейдлинной00,001,0011,521,5023,042,2534,563,00пятся в полумуфтах. Муфта передает вращение в обоих направле¬
ниях и отличается хорошей компенсирующей способностью.Муфты с упругими элементами в виде стержней. На рис. 3.33
(табл. 3.14 и 3.15) представлены варианты исполнения муфты
«Форет» фирмы «Рейншталь Вангойм» (ФРГ). В варианте, представ¬
ленном на рис. 3.33, а, полумуфты 3 и 5 соединены цилиндриче¬
скими пружинами 6у расположенными по окружности с диаметром
D0; боковые крышки 1 и 7 удерживают пружины от выпадания и
препятствуют вытеканию смазки благодаря уплотнениям 2; кожух
4 с уплотнением 2 специальной формы препятствуют вытеканию
смазки из муфты при взаимном смещении полумуфт. Для умень¬
шения износа пружин и их гнезд в полумуфтах муфта через мас¬
ленку 5 заполняется либо пластичной, либо жидкой смазкой о
антизадирными присадками. Возможно выполнение g тормозным
шкивом 9.Муфта, показанная на рис. 3.33, б, отличается наличием двух
рядов пружин 5, соединяющих полумуфты 1 я 7 Крышка 3 и
кожух 4 удерживают пружины от выпадания и препятствуют
вытеканию смазки благодаря уплотнениям 2 и 8. Смазка подаетсяТаблица 3.12, Значение коэффициента sРод двигателяНагрузка и вид рабочей машиныэлектродви¬
гатели, паро¬двигатель внутреннего
сгорания с числом ци¬
линдроввая турбинаболее 4менее 4Постоянная нагрузка: центробеж¬
ные насосы, турбокомпрессоры, гене¬
раторы света1,01,52,0Неравномерная нагрузка, без зна¬
чительных толчков, редкий реверс
(поршневые насосы и компрессоры,
текстильные машины, мешалки)1,52,02,5Тяжелые условия работы, частый
реверс (поршневые насосы без махо¬
виков, мельницы, вибромашины *
прокатные станы),2,02,53,0107
Рис. 3.32. Муфта фирмы «Снмпла-Мииифлеке»Таблица 3.13. Размеры (мм)параметры муфты (рис. 3.32)Г.Н-мdКь0,5163—812,5350,22616—1417,050Примечание. Поворотполумуфт при передаче момента Т
составляет Б°.через пресс-масленку 6. Полумуфты изготовляют из сталей 45,
40Х, пружины — из высоколегированных пружинных сталей,
крышки и кожухи — из чугуна СЧ 12.Таблица 3.14. Размеры (мм) и параметры муфты (рис. 3.33, а)Г, Н-мпгпах»об/минh>NDdD!ВGD*,Н-м*Масса,кг43460050!1—3488818—28160500,65863800501—3488820—28160500,651433100601—3509424—32180601,082153100601—36811628—45200651,6112862600601—37812630—EG225702,6134302600701—48013935—55250804,4185732300701—49015638-60250804,4218602300751—410516345—70280908,2261 1501500901—411018850—7032010015,2391 72013001002—513021855—9040012541,7642 15015001002—517021855—9045014050,0782 86015001052-514521865—10045014050,0804 30012001152—517026075—105500160110,51185 73012001302—618028090—115640180284,01557 1601000.1402—6190295100—125640200340,019710 75010001402—6200325110—125640200365,021414 3209001502—6220346115—130650200385,023819 7009001702—6230365125—140650200413,0280108
Рнс. 3.33. Муфта фирмы «Форет»При действии вращающего момента характеристика муфты
линейна до тех пор, пока кривизна упругой линии стержня не
станет равной кривизне профиля гнезда (рис. 3.34).Зависимость угла поворота полумуфт <р от величины вращаю¬
щего момента Т на линейном участке характеристики определяется
выражением<р = 8s3T/(3EJzDl),	(3.57)где г — число стержней} Е — модуль упругости первого рода
материала стержня; D0, s — см. на рис. 3.34.Зависимость угла поворота полумуфт <р от величины вращаю¬
щего момента Т на нелинейном участке характеристики опреде¬
ляется выражениемФ = [2 (s2 - a2)/(pD0)] + [ 8Ta3/(3DtzEJ)], (3.58)где а и р — ем. на рйо. 3.34.109
Таблица 3.15. Размеры (мм) и параметры муфты (рис. 3.33, б)Т, Н-м- вх а
л s!•с оЬАND£>оdGD\Н-м2Объем за¬
правки мас¬
лом, лМасса,865400551—4601267928—320,430,1006,21434300601—47815510630—401,000,12511,22154300601—47815510635-501,080,i2511,42863800701—59017012138—501,720,16014,54303800701—59017012142—521,790,16015,05733300751—510019613445—603,060,20019,08603300751—511019613450—703,230,20020,01 1502250901—613528020155—8017,00,50050,0-1 6502250901—616028020165-9017 90,50053,02 15022501001—616028020075—9019,00,60059,03 22022501001—617028020080—10519,60,60064,04 30019001251—619035025785—10554,51,000108,05 73019001251—619035025790—11554,51,000108,07 16019001402—9220425331100—125107,61,500160,010 75015001502—9220425331100—125109,01,500163,014 32013001602—9260470357115—140200,01,700232,019 70013001702-9270470355125—150216,01,700242,025 00012001802—7290515389135—160320,02,000300,030 45012001902—7320535409145—180390,02,000346,035 8009002002—7360590496160—210614,02,200443,0Жесткость муфтыС = dT/dcp = 3Tdp3J(E2Pz2DQ).	(3,59)Максимальные напряжения изгиба в стержнеои = 32£//(pjtd3),	(3.60)где d — диаметр стержня.Предельный вращающий моментТ пред = EJzD0)(2^sp)J	(3.61)где г]) = ajs (обычно принимают 'ф —- 0,6-f-0,7 для нелинейных
муфт, -ф = 1,0 для линейных муфт).При расчете определяют: диаметр стержня d, задаваясь D0 =
= (0,015-7-0,018)fT (Т, Н-м) [19]d = 4 [а]и-D^ (3 - г|>3)/(3£<р),	(3.62)где [а]и ~ допускаемое напряжение изгиба материала стержня^
г — число стержней2	= 64£фГпред/(я la]Hd3),	(3.63)где I =ф0\радиус кривизны гнезда в осевом сечениир = Edl(2 [о]и).	(3.64)ПО
На рио. 3.35 (табл. 3.16) пред¬
ставлена тяжелая муфта фирмы
«Гайслингер», состоящая из полу¬
муфт 1 и 2\ между ними располо¬
жены пакеты пластинчатых пру¬
жин (рессор) 3 из высокопрочной
стали, закрепленные в полумуф-
тах концами. Вместе с деталями
полумуфт пакеты рессор образу¬
ют камеры, заполненные маслом.При повороте одной полумуфты
относительно другой вследствие
прогиба рессор масло через зазо¬
ры перетекает из одной камеры
в другую, благодаря чему демп¬
фируются крутильные колебания.Для защиты отдельных рессор в
пакетах от перегрузки их смеще¬
ния ограничены упорами о стенки
пазов полумуфты, поэтому муфта
обладает нелинейной характеристикой при кручении. Муфта
передает вращающий момент от 11,9 до 5890 кН-м, при этом угол
закручивания одной полумуфты относительно другой составляет
от 2,6 до 18°, коэффициент относительного демпфирования г|) от
0,5 до 2,0, допустимая температура для нормального исполнения
90 °С. Муфта не имеет ограничений по частоте вращения. Она
широко применяется для уменьшения амплитуд вредных крутиль-Рис. 3.35. Муфта фирмы «ГайслингераРис. 3.34. Расчетная схема ботыра
стержня111
Т а б л и д а 3*16, Размеры (мм) и параметры муфты «Гайсливгер»(рис, 8.35)Номинальный
вращающий мо¬
мент Т, Н»мDьМасса,кгНоминальный
вращающий мо¬
мент Т, Н* мDьМасса,КР11 900410178143736 00014007106 70021 2004802202331 081 000160085010 80049 7005603254951 520 0001800100014 250110 0007204059002 065 0002000115018 100190 00090049220502 825 0002240130022 950282 000100050027504 110 0002500150030 750398 000110062038505 890 0002800180040 450513 00012506404750ных колебаний в дизельных установках, поршневых компрессорах,
насосах при точном расположении соединяемых агрегатов.3,4. Муфты с неметаллическими
упругими элементамиМуфты о неметаллическими, преимущественно резино¬
кордными и резиновыми упругими элементами получили весьма
широкое распространение в современном машиностроении благо¬
даря сравнительной простоте конструкции и дешевизне изготовле¬
ния, отсутствию требований к уходу при эксплуатации, высоким
компенсационным свойствам и хорошей демпфирующей способ¬
ности. Они обладают также электроизолирующей способностью
и т. д. Из-за низкой прочности резин и полиуретанов по сравнению
с металлами эти муфты обычно применяют для передачи малых
и средних вращающих моментов.Долговечность резиновых элементов ниже, чем стальных.
Резина постепенно теряет свои упругие свойства — стареет, нера¬
ботоспособна при высоких температурах (более 100 °С) и в усло¬
виях повышенной радиации.Для муфт
с 2,5 + 6,5 Н’МДля муфт
с Т — 16* МО Н-мРис. 3.36. Муфта со звездочкой по ГОСТ 14084—76*
Муфты со звездочкой. Муфта с резиновой звездочкой по
ГОСТ 14084—76* (рис. 3.36, табл. 3.17) состоит из одинаковых
полумуфт 1 и 2, имеющих на фланцах торцевые кулачки, и упру¬
гого элемента 3, выполненного в форме звездочки с четырьмя или
шестью лучами. Лучи звездочки расположены между кулачками
полумуфт и работают на сжатие через один при действии вращаю¬
щего момента х.Муфты применяют для соединения валов в диапазоне диаметров
б—48 мм при вращающем моменте 2,5—400 Н м. Полумуфты
имеют два исполнения: I — для длинных концов валов по
ГОСТ 12080—66*5 II—для коротких концов валов по
ГОСТ 12080—66*.Материал полумуфт: сталь 35 по ГОСТ 1050—74**, допус¬
кается применять другой материал с механическими харак¬
теристиками не ниже, чем у стали 35. Конструкция и размеры
упругих элементов представлены на рис. 3.36, а и б и, соответ¬
ственно, в табл. 3.18 и 3.19. Звездочки изготовляют из резин со
следующими физико-механическими свойствами:Предел прочности при разрыве, Н/м2, не менее . . .	1,0-10"
Относительное удлинение при разрыве по ГОСТ 270—75, %, не ме¬
нее 	 . 300Относительное остаточное удлинение по ГОСТ 270—75, %, не более 30Твердость по ГОСТ 263—75, уел. ед.	50—65Пример условного обозначения звездочки муфты с номи¬
нальным вращающим моментом Т = 125 Н-м климатического
исполнения У, категории размещения 3:Звездочка 125 УЗ ГОСТ 14084—76*.Муфты упругие со звездочкой сранительно просты по конструк¬
ции, обладают большей нагрузочной способностью, малыми габа¬
ритными размерами и материалоемкостью. К недостаткам следует
отнести необходимость осевых перемещений валов (полумуфт)
при монтаже, высокую крутильную, радиальную и угловую жест¬
кость. Допустимое радиальное смещение осей соединяемых валов
до 0,4 мм, угловое — до 1°30' При передаче вращающего момента
муфтой и компенсации радиальных смещений имеется неравно¬
мерность загруженности лучей звездочки. Более совершенной
конструкцией упругого элемента является звездочка с лучами
бочкообразной формы в сочетании с плоскими кулачками полу¬
муфт.На рис. 3.37 (табл. 3.20) представлена муфта фирмы «Пуль»
(Франция). Муфта состоит из одинаковых полумуфт 1 и 3, имею¬
щих торцевые кулачки, и резинового упругого элемента 4, выпол¬
ненного в форме звездочки. Винты 2 фиксируют полумуфты на
валах. Лучи звездочки располагаются между кулачками полу-1 Разработаны муфты [81 ], в которых за счет усложнения конструкции вселучи принимают участие в передаче момента.113
Таблица 3.17. Размеры (мм) и основные параметры муфты со звездочкой (рис. 3.36)
63,02022(24)252885128,0100,050363,0370,33,02,81,811,751,672,001,901,671,651,571,611,51148,0112,06042125,0252830323536105339,08,43.32
3,18
3,343.32
3,39
3,723,062,843,043,163,233,30188,0144,08058250,032135191,0147,030250,4Г 00'14,412,87,056,50250,03536
(38)
40
(42)
45135191,0147,014,412,87,107,066,907,608,088,496,626,566,406,887,507,90251,0195,011082400,0(38)40(42)45(48)166196,0152,0805838,637,811,3412,0412,9012,1213,1010,8211,4611,7811,0011,98256,0200,011082Примечания: 1. Размеры в круглых скобках являются менее предпочтительными для применения.2.	Допускаются другие соединения муфт с валами.3.	При применении звездоч»к, изготовленных из марок резин с пределом проч^; еги при разрыве [ар] выше значения 1- 107 Н/м2,
допускаемая частота вращения муфт увеличивается в ~|/ [<jp]/l,0* 107 раз.
Т а б л я ц а 3.18. Размеры (ми) звездочек для муфт по ГОСТ 14084—'76*(рис. 3.36, а)Номинальный
вращающий мо¬
мент 7\ Н*мОВ (пред. откл.
+0,2)г (см. I
рве. 3.36, б)Масса, кг2,56,330428.610,51,251,60,0090,012Примечание. Толщина звездочки В =10 ММемуфт и работают на сжатие при действии вращающего момента.
Для улучшения компенсационной способности муфты звездочка
центрируется по внутренней части кулачков на одной полумуфте
и не касается той же части кулачков второй полумуфты.Упругий элемент муфты выпускается двух вариантов: в одном
варианте поверхность луча звездочки, соприкасающаяся с кулач¬
ками, очерчена по сфере (первоначальный контакт звездочки с
кулачками в точке), в другом поверхность луча звездочки, сопри¬
касающаяся с кулачками, очерчена по цилиндру (первоначальный
контакт звездочки с кулачками по линии).Со звездочкой первого типа муфта допускает угол закручива¬
ния до 16°, нагрев упругого элемента до 90 °С. Со звездочкой вто¬
рого типа муфта допускает угол закручивания валов до 10°,
нагрев упругого элемента до 80 °С. Муфта со звездочкой первого
типа обладает лучшей компенсационной способностью, но передает
меньшие нагрузки. При малых окружных скоростях полумуфты
изготовляют из серого чугуна, при больших — из стали.На рис. 3.38 и в табл. 3.21 представлена муфта «Джубомак»
фирмы «Сага» (Италия), состоящая из полумуфт 1 я 3, имеющих
торцевые кулачки, и резинового упругого элемента 2, выполнен¬
ного в виде звездочки. Муфта имеет три исполнения: I — с полу-Т а б л и ц а 3.19. Размеры (мм) авездочек для муфт по ГОСТ 14084—76*
(рис. 3.30, б)Номинальный
вращающий мо¬
мент Т, Н* мDdtВ (пред.
откл.
4*0.2)ТолщиназвездочкиЫМасса,кг16,0502610,50,03225,031,560673012,5151,60,0400,43063,0125,080100364514.516.5222,00,0900,135250.0400.0130160566718.520.525303,00,2640?485116
Рис. 3.37. Муфта фирмы
звездочкойТаблица 3.20. Размеры (мм) я параметры муфты «Пуль» со звездочкой (рис. 3.37)Т, Н* м, для муфт
типа/1шах*об/минd полумуфтыъР0%L, D1Масса, кг12стальнойчугунной1,83,680001412251612+0,319*0,310*0,334120,134,38,670003218322016±0,324*0,324*0,356160,2711,523,060002422402722±0,332*0,432*0,476220,6825,050,65200' 3028503628*0,441*0,441*0,497281,3060,0120,045004038654438*0,454*0,554*0,5130383,00143,0286,040005350855250*0,568*0,668*0,6168506,60«Пуль» соА-А
Рис, 3.38. Муфта фирмы «Джубомак»А -АТаблица 3.21. Размеры (мм) и параметры муфты «Джубомак» (рис. 3.38)Т, Н« млгпах»об/минdeьйгbidЪd4H2КЯ,CD2,
К- м*Масса, кг910 0006785142430505330421437340,021,1188 850761051925406053384521,54241,50,031,6367 25093105192840605338481555350,092,471.56 0001121452838608053486530,56450,50,234,81435 0001341953842801105365704281720,597,62154 6001461953848801105365804379730,849,53604 05016622542551101105370956791671,6214,37203 3002042555575110140539512558109884,4226,5
Рис. 3.39. Муфта упругая с промежуточным диском по
ГОСТ 25021—87муфтами для длинных концов валов; II — с полумуфтами для
коротких концов валов; III — с одной полумуфтой для длинного
конца вала и другой—для короткого конца вала.Центрирование упругого элемента осуществляется по внутрен¬
ней поверхности кулачков полумуфт. Эта муфта допускает угол
закручивания 10—15°, радиальное смещение 1—2 мм, угол пере¬
коса валов 2—3° (большие значения для муфт больших размеров).Муфты пальцевые с упругим диском. Муфты пальцевые с уп¬
ругим диском, обладая значительным диаметром, хорошо компен¬
сируют угловые смещения валов. Эти муфты не требуют ухода в
процессе эксплуатации, допускают простую замену упругого
элемента. Они могут быть использованы для соединения двигателя
с передаточным механизмом, т. е. при установке на быстроходной
ступени.На рис. 3.39 и в табл. 3.22 приведена конструкция и размеры
муфты с упругим резиновым диском по ГОСТ 25021—81. Муфта
отличается малой несущей способностью при больших габаритных
размерах. Особая форма диска и утолщения под пальцами обеспе¬
чивают оптимальное распределение напряжений в диске при дей¬
ствии на муфту вращающего момента.Полумуфты изготавливают из чугуна марки СЧ 20 по
ГОСТ 1412—85, пальцы — из стали марки 35 по ГОСТ 1050—74**.
Упругий элемент изготавливают из резины со следующими физико¬
механическими свойствами:Предел прочности при разрыве, МПа, не менее		10Относительное удлинение при разрыве по ГОСТ 270—75*, %, не ме¬
нее			150Твердость по ГОСТ 263—75, уел. ед	 . 50—70Относительное остаточное удлинение по ГОСТ 270—75*, %, не более 30На рис. 3.40 и в табл. 3.23 представлена конструкция и раз¬
меры муфты пальцевой с резинокордным упругим диском фирмы119
Таблица 3.22. Разме ры (мм) и параметры муфты упругой с промежуточным диском (рис, 3.39)Номи¬
нальный
вращаю¬
щий мо¬
мент Т,
Н-мddxПред. откл.по Н7по Н9D,неболееL. не болееLu не болееТипI *ИсполнениеI ИI IIIII IIМаксималь¬
ный вращаю¬
щий момент
при кратко¬
временной
перегрузке,
Н-мЧастота
враще¬
ния, с
не болееДопускаемое сме¬
щение осей валов,
не болееМасса,
кг, не бо«
лееугловое
V» градради¬
альное А0,400,41,0°0,500,60,750,84,08,016,031,563,0125,0200,08, 910, 1112, 1416, 1816, 18, (19)20, 2220, 22, (24)25, 2830, 32,35,3630, 32, 35,
36, (38)566380100125160180657090110135160205265658090105125160210455565851051251652306322 —15353242809012517552638211222182822303238404446606384882026284060102040801603205001008367500,75°1,001,251,5Примечание. Размеры в круглых скобках являются менее предпочтительными для применения.
LРис. 3.40. Муфта фирмы «Монинхофф»;А^ ъ| ~•в]щш.рг. 4/ -Таблица 3.23. Размеры (мм) и параметры муфты «Монинхофф» (рис. 3.40)Номинальный вра¬
щающий момент
•^ном» мМаксимальный вра¬
щающий момент
^шах» н* мИв.2юонСЯвсМаксимальное уг¬
ловое смещение Y?
граднSEf"Р.Я(LI •S *«1(1)0S'-45 -Масса, крВинтыМомент затяжки
винтов, Н*мDSdd*dtdi<*4ьиhи10020077002,51,462,4М10Х 4549995614—3239М575101034043,511161620040064002,52,913,3М10Х45601256319—3839Мб85101255053,5201818| 35064052002,56,375,6М10Х50691437822—4848Мб106101365559201818800160045002,516,5010,5М16Х 701501629024—6060М8120161988084303027i 1200240038002,530,8016,6М16Х 7515019610630—7070М8140162329599,54033281 2250
i450027002,5191,0042,5М24Х 10030026215040—100100М820024287120125503732
Рис. 3.41. Муфта фирмы «Страфлекс»
Таблица 3.24. Размеры (мм) и параметры муфты «Страфлекс» (рис. 3.41)7\
Н мптах»об/минDв^шахDtБFGJdtьм7560007880305032128Мб1641321005500981163265431514Мб1646451505500981163265431514Мб16464520050001241464285541818М820585430050001241464285541818М8205854400450014417750100652122МЮ236865600450014417750100652122М10236865800350018221470132822628М1230928012003500182-21470132822628М12309280160028002322801001701023235М1432126110240028002322801001701023235М1432126110320024002683401101901304244М1637142123480024002683401101901304244М1637142123600020003304241452401364844М1637184160«Монинхофф» (ФРГ). В данной конструкции выполнено армирова¬
ние отверстий под пальцы, что увеличивает нагрузочную способ¬
ность муфты.Конструкция и размеры пальцевой муфты с диском «Страфлекс»
фирмы «Польстра» (Франция) приведены на рис. 3.41 ив табл. 3.24.
Упругий элемент 1 в форме шестигранника с круглым отверстием
соединяется с полумуфтами 2 и 4 пальцами 5. Для повышения
несущей способности упругий элемент 1 армирован кордом 7,
являющимся силовой основой. Для уменьшения концентрации
напряжений в месте сопряжения упругого элемента с пальцами в
нем завулканизированы металлические втулки 8, на концы кото¬
рых надеты шайбы 6. Во фланцах полумуфт предусмотрены полости
3, в которых располагаются концы пальцев с гайками. Муфта пред¬
назначается для передачи больших вращающих моментов. При
действии номинального вращающего момента полумуфты закру¬
чиваются на 2° Муфта допускает:Осевое смещение полумуфт Да, мм	1—3Радиальное смещение осей валов Дг, мм	0,1—1
Угловое смещение осей .валов у, град:при постоянном смещении	1—5при кратковременном смещении	5—10Муфта «Мегифлекс» фирмы «Вулкан» (ФРГ) и ее размеры приве¬
дены на рис. 3.42 и в табл. 3.25 и 3.26. Полумуфты 1 и 4 поочередно
соединяются с упругим элементом 5 пальцами 3. Резинометалли¬
ческий упругий элемент выполнен в форме многоугольника, в вер¬
шинах углов которого завулканизированы металлические скобы
6 с металлическими втулками 2. Резиновые участки имеют круглое
или квадратное сечение и работают через одно на сжатие и растяже¬
ние при действии вращающего момента. Для повышения долго¬
вечности упругих элементов их перед монтажом стягивают обечай-123
Рис. 3.42. Муфта фирмы «Мегифлекокой таким образом, чтобы уменьшился диаметр D. При этом резина
испытывает предварительное сжатие и при действии переменного
вращающего момента на растянутых участках упругого элемента
возникают малые знакопеременные напряжения.Полумуфты для размеров муфт с 45 по 132 и со 186 по 280 изго¬
товляют из серого чугуна, а для размеров муфт с 150 по 170 — из
стали.Муфта «Джубофлекс» фирмы «Польстра» (Франция) показана
на рис. 3.43 (табл. 3.27).Шестиугольный резиновый упругий элемент 1 соединяется с по-
лумуфтами 4 и 6 болтами 3. Предохранительные кожуха 5 крепятся
к фланцам полумуфт. Для уменьшения концентрации напряжений
в месте сопряжения упругого элемента с болтами завулканизиро-Таблица 3.25. Размеры (мм) муфты «Мегифлекс» (рис. 3.42)ОбозначениеАвся9Р.Скrt6•S3NЕFнDLGКоличествопальцев4545223282022,021,024,0105910Мб455552540102529,023,527,5107080М8465652845123031,025,031,0309190М8676763050153528,034,040,030108110М10685863663204536,036,042,042118120М1261001004670255042,045,052,044142150М1261321325098306840,053,060,061188170М14615015056114357845,066,077,066207210М16617017062125408655,067,079,072235220М20618618668140459658,071,086,080250240М206210210781535011065,086,0101,0100285280М248240240861936013074,094,0112,0118318310М2482802801002277015083,0107,0125,0158370350М278124
9Z\torfb-оto►-*00toОооОооЮ *—*— oo
о o>00оо•ооsСЛсд о
о оСОto*ооооо>ооо00ооо>#*>СОto,, ■ослоооооооооооооооослоооtoслою »—
о о
о ослоо£toоо1+ н- н- н- н- к-<0 а> ОЬ
ООО
ОООto ос
^ о
о о- Ifн-он- н-сослюон-оIfа>слVd2°СТ»00рочСа500слсослрсл2°слр*СОр00роfrjсок? *-CD СОtoсоъ>оо*— •— ю
“>1 юООООООк?	to03	-4О	оо	ософьслСП->3сооослоооооооооооооооооосо-4О)Oiсл5 б5- ЖНоммналь'
НЫЙ ВряЩЛ"
ЮЩИЙ МОКС:Н	(Кратковре¬
менный МО- I
мент	jПеременныймоментдлитель¬ныйкратко¬времен¬ный-* -?
Ы О
* tl
«е- эз|
£ •п, об/минДопустимое осе¬
вое смещение
Л Л0а , мсоto, -росл►ооооор р
сл орорслрслрслорооОсевяя жест¬
кость €• 10*, К« мслслtotoСОсоCDСП4*ф*сососоо100845403535мсо»—*
слклслсл11ст>О)а>00000000000900оо00сю111III0,450,28р
1—«0,14ро00iIДопустимое ра¬
диальное сме¬
щение Аг«10”а, мРадиальная
жесткость, СМ О4
Н-мДопустимое уг¬
ловое смещение
V» градУгловая жест¬
кость Су 10,Н* м/градсо§toSь-*
00
ооооооосоtof-ИслS§ооооооsсорюJNJоо"ослсоКЗмюрслроо"ооVlооооо§ оtoслр"toКрутильная
жесткость дина¬
мическая С*104,
Н* м/градО S SООО00 to
о о
о оооо	о	о	оо	о	о	о^	to	о	оО	О	00	rffcКор СО ю
ОООр'«ор'сокэсон«я О
w Ъо«эяэкфкигде» мхфХм лкиэдодо;
1!Н- м j1 г/гг.ак»
об/минDв\dDiЕFан/JКсжатыйсвобод¬ныйсжатыйсвобод¬ный«0 160008712810—307465284082М8105100914290 jЕ| 500011ЬЗ17212—4096853255100М1013012811756160450013519615—45ПО1004654120М1215215214266250350017224718--601461325180156М1420019518190350300019628420—701701505490175М1822022220210550028002253222.5—7519517062102188М20260257232115700240024634625—8021619068108200М20284289263122
Рис. 3.44. Муфта с резинометаллическим упругим элементомваны пластины 2. Для повышения срока службы резинового упру¬
гого элемента его изготовляют больших размеров и перед монтажом
муфту стягивают обечайкой, вызывающей уменьшение размеров
(на чертеже не показана), которая удаляется после присоединения
упругого элемента к полумуфтам. Таким образом, резина упру¬
гого элемента оказывается предварительно сжатой. Благодаря
предварительному сжатию на всех участках упругого элемента
при работе муфты имеют место напряжения одного знака, что
повышает срок ее службы.Под действием номинального вращающего момента полумуфты
закручиваются на 7°. Муфта допускает:Осевое смещение полумуфт Аа, мм	2—5Радиальное смещение осей валов Дг, мм	1—2
Угловое смещение осей валов у, град:при постоянном смещении	2—5при кратковременном смещении	8—12Большие значения следует принимать для крупных муфт.Муфта надежна в работе, отличается высокой несущей способ¬
ностью.На рис. 3.44 (табл. 3.28) представлена муфта с привулканизи-
рованной резиновой шайбой, разработанная в МВТУ им. Н. Э. Бау¬
мана. Полумуфты 1 соединены резинометаллическим упругим
элементом 3 с помощью винтов 5. Применение центрирующих
колец 2 с двумя кулачками на торце каждого кольца позволяет
заменять резинометаллические упругие элементы без осевого сме¬
щения соединяемых агрегатов и обеспечивать центрирование
упругого элемента и передачу вращающего момента даже в случае
разрушения упругого элемента муфты. Резьбовые отверстия при
вулканизации закрывают стальными заглушками 4 для защиты
от попадания резины.127
Таблица 3.28. Размеры (мм) и параметры муфты с резинометаллическимупругим элементом (рис. 3.44)т,Н*мDDtdшксо■«а, град&ВЧисло винтов
в полумуфтеДопу<смейва,%ао5гтимое*ениеловл а5 я18
Сии631109565384,0Мб171203861° 12'1.010012511075404,0М8171354561,116015013090505,0М8171555081,5250170150100606,0М8171806081,7400205180120707,0М10172207281,9630240210140858,5М12172508582,3800250220145909,0М12172709082,51 000275240160959,5М1617290958Г 20'2,61 600320280186115П,5М161735011583,22 50039034022514014,0М201742014083,94 00043538025515015,0М2017450152124,26 30051545030018018,0М2417540180125,010 00059552034521021,0М2417630210125,8Примечания:1. Размерыкулачков/ = 0,25jDlfЬ = 0,15 DuS =0,05Dt. 2.Допустимое смещение валов соответствует длительному пределувы-носливости.Благодаря привулканизации резины к металлу существенно
снижаются местные напряжения в резине в области ее крепления.
Однако прочность соединения резины с металлическими частями
падает с повышением температуры и при циклическом характере
нагружения. Коническая форма торцов резиновой шайбы обуслов¬
ливает равномерное распределение напряжений в резине при дей¬
ствии вращающего момента, а скругления на внутренней части
металлических дисков снижают местные напряжения, вызванные
усадкой резины при ее вулканизации. При радиальном смещении
валов скругления снижают касательные напряжения на диаметре
d в 1,8 раза.Металлические детали изготовляются из алюминия или чугуна
для малых муфт или из ■'среднеуглеродистой стали — для больших
муфт.При действии вращающего момента Т полумуфты повернутся
на уголФ = 24THl/[nGD1 (Di - d3)],	(3.65)где G — модуль упругости резины при сдвиге; Нъ Dx и d — см,
на рис. 3.44. При этом в резине возникнут касательные напряже¬
ният = 12Г/[я {d\ - d3)] < [т];	(3.66)128
на поверхности контакта резины с металлом«1 = %DX jy D\ + Hi	(3.67)Радиальное смещение полумуфт при действии силы F,Ат = 2FrHJluGDx (Dj — d)l	(3.68)Угол перекоса полумуфт? = 48MaHj[nEkDi (D? - d3)],	(3.69)где Ми — изгибающий момент; Е — модуль упругости первого
рода для резины; k — коэффициент, учитывающий ужесточающее
влияние привулканизированных металлических деталей (из экс¬
перимента k = 1,5); остальные обозначения см. на рис. 3.44.Для изготовления упругого элемента рекомендуется резина
ИРП 13—52 СКИ. Для этой резины [51] [т] = 0,3 МПа. Ресурс
муфты определяется ресурсом упругого элемента, как менее
прочного звена. Разрушение резиновой части упругого элемента
носит усталостный характер и происходит под действием цикличе¬
ских деформаций, возникающих в резине при действии переменного
вращающего момента и неточном расположении соединяемых ва¬
лов.На рис. 3.45 (табл. 3.29) представлена муфта «Рато» фирмы
«Вулкан» (ФРГ), созданная для передачи больших переменных
вращающих моментов. Принципиальная конструкция этой муфты
та же, что и муфты, показанной на рис. 3.44. Отличие состоит в
наличии упругого компенсатора осевых и угловых смещений валов
соединяемых агрегатов в виде пакетов стальных пластин
(рис. 3.45, в).Муфта включает составной резинометаллический упругий эле¬
мент /, соединенный фланцем 6 с набором пакетов стальных плас¬
тин 5, прикрепляемых одним концом к фланцу 6, а другим — к сту¬
пице 3. Упругие штифты 4 разгружают винты 2 от действия вра¬
щающего момента. Резинометаллические упругие элементы 1 в
этой муфте (на рис. 3.45, а их два) составлены из отдельных сегмен¬
тов (рис. 3.45, б). Меняя число упругих элементов У, можно легко
получить муфту необходимой крутильной жесткости для передачи
одинакового постоянного* вращающего момента. Составленные из
сегментов упругие элементы проще в изготовлении, однако рас¬
пределение напряжений в резине по краям 7 (рис. 3.45, б) менее
благоприятно по сравнению с цельным упругим элементом (см.
рис. 3.44).Разработан размерный ряд муфт для передачи вращающего
момента от 3,15 до 630 кН. м. Эти муфты успешно применяют в
приводах с дизельными двигателями.Муфта «Кардафлекс» фирмы «Польстра» Франция приведена
на рис. 3.46 (табл. 3.30). Полумуфты соединены резинометалли¬
ческим упругим элементом, состоящим из наружного фасонного5 Ряховский О. А. и др.129
6) AzAРис. 3.45, Упругая муфта фирмы «Рато»Таблица 3.29. Размеры (мм) и параметры муфты «Рато» (рис. 3.45)Номи¬
нальный
вра¬
щающий
момент
Г, Н.мDtD,11D«D%Диаметр
виктов dиL43 15038033345—95355373М81271082049844 00041635840—100384408М1013711623410876 00044538650—105412436М1015012624410926 30047541855—110442466M1017615023510938 00051545260—120480508M12183155255П10410 00055549060—135518546M12190160265И11212 50059553070—150558585M122081752961312216 00064558080—160608635M122221852961313620 ООО69062080—170650680M142321953261414225 00074067090-— 185700730M142652253461515931 500800720100—200755790M162802353661617040 000870780110—220820860M182952503961718147 000935840115—235880920M183252854281920656 0001010905125—255950995M203453004682121768 0001085980135—27510251070M223553104882223285 00011751060145—29511101160M24420370531024262106 00012551140160—32011901200M24435385551024278136 00013751235170—34512951355M27455400601226293130
Таблица 3„30. Размеры (мм) н параметры муфты с Кдрд&фяекеэ (ркс. 3.46)Т,Н-моб/менD231dI I
dt!! о,1Р1 0В/JКАМ \1 #Р15750060646—1210—1420£4205230М4МБ4423| 203030700080886—1610—212432266842МбМ76031I 26405065001001006—1916—283040288652МбMS7033| 34458060001151258—2017—2830453510052М7М98544325012055001251408—2520—36| 36503510864М8мт954940 |! 5516055001501558-3222—42[ 42554313076мюМ121055549 |60520450020020310—4230—56 |* КА7357175тоMI2МШ1387167 |80900400025025012—701 38—7?iLl9072225127М12М201708786 |;юо
Таблица 3.3L Размеры (мм) к параметры муфть? «Спирофлеко (рис. 3.47)7\ » К*мп,
об/мннDLdЛкJ1Допустимая
амплитуда
перемеиного,
момента*
Н-мДопустимое сме¬
щение валовМасса, крради¬альноеосевоеИсполнение1П1 370400030024540—70801207095±3400,81,539,337,71 800400032527045—808712977105±4510,91,755,052,02 300360035029550—909614580115±5811,01,872,567,43 000320038032055—10010015685125±751и2,089,083,04 000320041034-560—11011016595135±9901,22,2111,0103,55 150280045037065—120124174105145±1 2801,32,4147,1134,66 600280049040070—130130184110155±1 6501,42,6194,0179,08 600250053044580—140140207125175±2 1501.52,8248,0231,011 ООО224057549085—150160225135195±2 8001,63,0336,0311,014 5002000615535100—160176244145215±3 6501,83,4410,0382,019 0002000680590110—180190268160235±4 7502,03,7569,0529,025 0001800740635130—200200295170255±6 2602,24,0705,0655,032 0001600815730140—220224340190295± 79002,44,4937,0870,041 0001400870800150—240240380200325±10 3002,64,81138,01052,055 0001400950890160—260270415225360± 13 5002,85,21532,01421,070 50012501075175-280285460240395±17 6003,05,81941,01811,079 00012501080975225—330300455250395±19 7003,26,02192,02043,0105 000110011801030250—350314480265415±26 0003,56,52758,02555,0* Муфта допускает трехкратные кратковременные перегрузки.
металлического корпуса и
в нутр енней металлической
части треугольной формы,
к которым привулканизиро-
вана резина на трех участ¬
ках (рис. 3.46, а). В целях
уменьшения габаритных раз¬
меров муфты по длине рези¬
новый элемент может быть
привулканизирован по внут¬
ренней поверхности непос¬
редственно к полумуфте
(рис. 3.46, б).При действии вращающе¬
го момента резина работает
на сдвиг и сжатие, что поз¬
воляет при малой крутиль¬
ной жесткости передавать
значительные нагрузки. Бла¬
годаря привулканизации ре¬
зины в муфте нет трущихся
деталей. При действии но¬
минального вращающего мо¬
мента полумуфты закручиваются на 10° Муфта допускает:Рис. 3.47 Муфта фирмы «Спирофлекс!
с резинометаллическим упругим элемен¬
томОсевое смещение Да полумуфт, мм
Радиальное смещение Дг осей валов, мм
Угловое смещение у осей валов, град3—100,55Муфта «Спирофлекс» фирмы «Ломанн» (ФРГ) показана на
рис. 3.47 (табл. 3.31) в двух исполнениях: а — для ответственных
приводов, б — для неответственных приводов.Ступицы 1 и 6 соединены через фланец 5 спаренными резино¬
металлическими упругими элементами, состоящими из внутреннего
9 и внешнего 8 колец, соединенных вулканизацией с резиновым
диском 7 переменного сечения, обусловливающего постоянство
касательных напряжений в резине при действии вращающего
момента. Конические поверхности колец увеличивают площадь
контакта резины с металлом, повышая несущую способность
муфты. Резинометаллические упругие элементы изготовлены таким
образом, что при соприкосновении колец 8 между внутренними
кольцами 9 остается некоторый осевой зазор. При сближении
колец 9 (с помощью винтов 2) до соприкосновения их торцов в
резине создается предварительное напряженное состояние, что
способствует уменьшению напряжений в резине при действии вра¬
щающего момента, повышая срок службы муфты. Конструкция
муфты позволяет производить замену упругого элемента без осе¬
вого смещения агрегатов. Для этого достаточно освободить винты133
Таблица 3,32. Угол аакручипаяяя муфт «Спирофлекс» (рнс. 8.47), градВращающей коывнт, ТТвердостьрезины0.25 Тяоыj Da57*HQMмМалая3,06,5П,015,0Средняя2,44,87,811,4и сдвинуть в осевой вазор между ступицами / и 6 последовательно
оба упругих элемента.Для возможности подбора муфты необходимой крутильной
жесткости изготовляют упругие элементы одного размера из резины
малой или средней твердости.В исполнении а, применяемом в ответственных приводах, парал¬
лельно с упругими элементами встроены диски 3 и 4 с кулачками,
обеспечивающими передачу вращающего момента даже после раз¬
рушения упругого элемента. Размеры кулачков таковы, что при
нормальном состоянии упругих элементов они не. касаются и не
меняют крутильной жесткости муфты.В табл. 3.32 приведены углы закручивания муфты для двух
значений твердости резины в зависимости от величины вращаю*
щего момента.Муфты с -горообразным упругим элементом. Упругим злемен
том муфты является резиновая или резинокордная оболочка.
Резинокордная оболочка сложнее в изготовлении, чем резиновая,
однако срок ее службы в несколько раз больше резиновой.Эти муфты отличаются высокими компенсационными свойст¬
вами, способностью уменьшать динамические нагрузки благодаря
малой крутильной жесткости и высокой демпфирующей способ¬
ности. К недостаткам муфт относят их большие размеры по диа¬
метру и появление осевых нагрузок на опоры валов, вызываемых
центробежными силами, действующими на упругий элемент.На рис. 3.48 (табл. 3.33) и рис. 3.49 (табл. 3.34) представлены
муфты с горообразной оболочкой по ГОСТ 20884—82. Предусмот¬
рено изготовление муфт следующих типов: 1 — о оболочкой
выпуклого профиля (рис. 3.48) и 2 — с оболочкой вогнутого про¬
филя (рис. 3.49). Полумуфты для обоих типов выполняются о
цилиндрическими отверстиями для коротких концов валов по
ГОСТ 12080—66 и с коническими отверстиями для коротких кон¬
цов валов по ГОСТ 12081—72. Допускается изготовлять полу¬
муфты для длинных концов валов по ГОСТ 12080—66 и
ГОСТ 12081—72, а также допускаются другие виды соединений
полумуфт с валами.Муфты с оболочкой выпуклого профиля (рис. 3.48). Одинаковые
полумуфты 1 соединены упругим элементом 2 в виде торообразной
оболочки, изготовленной из резины или резины, армированной134
г 3 4 5Рис. 3.48о Муфта с то¬
рообразной выпуклой
оболочкой по
ГОСТ 20884—82*нитями корда. Нажимное кольцо состоит из полуколец 3, притя¬
нутых винтами 6 к кольцу 4. С помощью винтов 5 борт упругого
элемента зажимают между фланцем полумуфты и нажимным коль¬
цом. Передача вращающего момента происходит за счет силы тре¬
ния между резиной и металлом. Ширину кольца 4 выбирают такой,
чтобы при контакте металлических частей в результате затяжки
винтов 5 борт оболочки сжимался примерно на 20—23% толщины
оболочки h [26, 48]. С целью повышения срока службы упругогоэлемента его целесообразно
снабжать внутренними и на¬
ружными утолщениями (рис.
3.48), суммарная высота ко¬
торых равна деформации бор¬
тов при их сжатии [26].
Приближенно толщина борта
принимается равной б =
= 1,3/i (h — толщина обо¬
лочки).Предельный момент, пе¬
редаваемый муфтой, лими¬
тируется моментом потери
устойчивости оболочки либо
моментом сил трения в узле
ее крепления при толстых
оболочках. Муфты выбирают
таким образом, чтобы мак¬
симально реализуемые в при-Рис. 3.49. Муфта с торообразной вогну¬
той оболочкой по ГОСТ 20884—82*135
Таблица 3.33. Размеры (мм) к параметры муфт с торообразной оболочкой выпуклого профиля (рисе* 3.48)Номи¬
нальный
вращаю¬
щий мо¬
мент
Т'ном*
Н-мddxD,неболееLc не более1 (пред.
откл. по
hi 4)Макси¬
мальный
вращаю¬
щий мо¬
мент при
кратко¬
времен¬
ной пере¬
грузке,
Н-мДопус¬
каемая
частота
враще¬
ния, с-**Угол за¬
кручива¬
ния при
номи¬
нальном
вращаю¬
щем мо¬
менте, не
менееДопускаемоесмещениеполумуфтДинами¬ческиймоментинерции,KF- М*Масса,
кг, не
болееПред. откл.Исполнениеосе¬воеради¬альноепо Н7по Н9I | III11201416, 18, (19)1001051109528302063505° 30'1,01,00,0021,44018, (19)125115ЮО1250,0042,520, 22. (24)
25130140120384426281308022, (24)
25
28
301601401501853844602628402502,01,60,0144,51401705 Л12525, 281801551454428400410,025 j6,130, 32, 35, 3619017560406,920030? 32, 35, 36, (38)2002001856302,52,0! 0,0428,44025023584609,525032. 35, 36, (38)2202051856040800333,02,50,07410,840. (42)
j 45255240846012,0
14,0 I
родолженае табл.Ном**'
налышй
вращаю¬
щий мо«
меят
^ном»dд,А, не более1 (пред,
откл.
по h i 4)Макси¬
мальный
вращаю¬
щий мо¬
мент при
кратко¬
времен¬
ной пере¬
грузке,
Н- иДопус¬каемаяУгол за¬
кручива¬
ния при
номи¬Допускаемой
1 смещение
j полумуфтДинами¬ческийМасса:Пред.отжл*неболееИсполненачастотавраще¬ния.нальном
вращаю*
щем мо¬осе»ради¬альноемомент
инерции.
кг> м*ЯГ, Hgболее 1!Н-мпо Н7ко Н9IIIIIIменте^
не менеевоеj31535, 33, (3S)2502151S560401000333,00,1214,040,45,(42)(48)2702502,515,0
| 16,550040, (42)45, (48), 50, (53)
55, (56)280846016005е 30*0,2121,523,324.2800(48), 50
(53), 55, (56)32023027025003,63,00,3930.031.060, 633303101087534,555,(56)28023084602638,0125060, 63, (65)
70, 71, (75)3503302601087531504° 30'4,03,60,6641.546.5200063, (65)
70, 71, (75)40035027050004.54,0311.256.561.580, (85)
9040032013296е,е |
Продолжение табл. 8,53Номн-
нальный
вращаю¬
щий МО-
S мент
Т1 ном»ddtD,Ls ue более1 (пред,
откл.
no hi4)Макси¬
мальный
вращаю-
щий мо¬
мент приДопус¬каемаяУгол за¬
кручива¬
ния при
номи¬Допускаемо®смещениеполумуфтДинами¬ческий1 |Масса, jПред.откл,неболееИсполнениекратко¬
времен¬
ной пере¬
грузке,,
Н-мчастота
враще-
ния8 c“sнальном
вращаю¬
щем мо¬осе¬1ради-альыса1 момент
инерции,
кг* ы*КГ, Hg ?болез I!1Н-мпо Н7по H91 ПI| IIменте,
не менеевоей1116 000160
(170), 18072067055024418831 50G153° 30'6,716| 296,5
I 336,0140,(150)600500204158!| 388,020 ООО1160 !j 80068056024418840 000 |7.533i {170),180 |4П,51| ISO 1i; 760j 620284218131482,0 |25 ООО160, (170) !
i30900690570i244188Б0 00С !i9Б,0 j148 I1 		466.0	S535.0	|
j(190),200770| 630 !28421S•J!12° 30'1i1160, (170) j710 |580 S244188I\F-98,5 1j 31 500(190),(210),20022010007S064028421863 00012 |sс1088I!666,5 ■
716}0 |40 000180(190), 200. 210, 220!1120 |720800590650244234S 88
218i60 000 1И120!815.0а240Ss900- !334—!i11iS11|925,0 !Примечания: I. Размеры в круглых скобках являются мевее аредпэчтителънбдов для применения,	j2,	Допускается предельное отклонение размера а ко ИЗ,	[3.	Допускаемое угловое смещение полумуфт 1° 30r\	S
Г б л и ца 34 Размеры (»' осно&я;ЯарДМеТрЫиуфт t•: Тврэо0р&Qbtfvг^ГНуНоми¬нальныйй<г.Ьдболее1 (пред, откл,
по hi4)Допус¬Угол за¬
кручива¬
ния приДопускаемой сме¬
щение полумуфт1Динами»ческийМасса, I
кг, нз ;
более ■вращаю-*ЩИЙ МО"мект
^ ном*
Н» мПред.СТХЛцDeнеболее53сполпеннекаемаячастотавраще¬номи¬нальномвращаю¬ради¬1угле* I! осг- Iмом^пт
анер^ик,
кг«м*е ЕЙпо Н7по Н91ИIПния, С”5щем мо¬
менте,
не болееаль¬ноевсе !1 асе 11 !1 более1251416, 18, (19)ПО95100302830—2093,00,5I |1| 0,0042,1074018, (19), 20,
22, (24)251301201351001003844262886,016е1,01,80,00712,8206322, (24)25, 28
30 115013014017510511013536446026284080,014° 30'2,02° 30?2,5 ]ii| 0,0123,60010025,28170145115442870,00,0195,430 ;30, 32,, 35, 36180140I16030, 32, 35, 36, (38)!190190150604061,6ij0,0306; 670 i25032, 35,36, {38)\22020015553,03"3,0 ;0,068л11 пП40, (42), 4524520084602.5i 4 5 f J\J 136, (38)210170 j604015° 30'117,8040040, (42), 45,
(48), 5026026021047,33° 30'’3,6 10,143630100045, (48), 50,
(53), 55, (С6)
55. (56)300340275290225240846042,037,7|3,2 i!1I !
, 1■г !| 4,0 j1! 0,2380,320 !22,6 j
i32,4 |
Продолжение табл. 3.34Номи¬нальныйвращаю¬щиймоментТ'ном*Н-мddtD,неболееL, не более1 (пред. откл.
по Ы4)Допус¬
каемая
частота
враще¬
ния, с~*Угол за¬
кручива¬
ния при
, номи¬
нальном
вращаю¬
щем мо¬
менте,
ее болееДопускаемое сме¬
щение полумуфтДинами¬
ческий
момент
инерции,
кг* м*, не
болееМасса,
кг, не
болееПред. откл.Исполнениеради¬аль¬ноеугло¬воеосе¬воепо Н7по Н9IIIIII100060, 63
(65), 70, 713403302701087531,715° 30'3,24°4,00,32032,401600(65), 70, 71, (75)35032526034,83,54,05°5,00,64042,3580, (85)375300132952500(75)(80), (85), 90, (95)410345395280320108132759531,56,01,35068,004000(85), 90, (95)46041534025,05° 30'2,380110,6100, (105),
110, (120)4854001681256300100, (105),
110, (120), 12554051042022,05,07,05,750151,6(130)58548520415510 ООО110, (120), 125
(130), 140, (150)62053561045051016820412515519,213°6,06°8,012,50220,216 000125(130), 140, (150)
160, (170), (180)71051064572048554560516820424412515518518,09,015,80266,7Примечание. Размеры в круглых скобках являются менее предпочтительными для применения.
воде нагрузки (Тшах) не превосходили момента потери устой¬
чивости Тп. у = (2,3-^-3,5).В работах [48], [50] определялось напряженное состояние
торообразной оболочки соответственно о использованием теории
тонких оболочек и с помощью метода конечных элементов — обе
методики при определении величины крутильной жесткости дали
практически одинаковый результат. Однако величина наибольших
касательных напряжений, определенных по методу конечных
элементов, почти на 40% превысила результат, полученный по
теории тонких оболочек. Муфты различных типоразмеров, преду¬
смотренных ГОСТ 20884—82, геометрически подобны, поэтому
в качестве характерного размера принимают наибольший диаметр
оболочки £>, для остальных размеров вводят относительные пара¬
метры упругого элемента а = 5/D и р = h/D (В — ширина обо¬
лочки; h — толщина оболочки — см. рис. 3.48) и получают выра¬
жение для крутильной жесткости, Н. м/рад.GT - GD3£0,	(3.70)где G — модуль упругости резины при сдвиге, МПа; k0— безраз¬
мерный коэффициент, определяемый из графика, приведенного на
рис. 3.50, по известным параметрам формы элемента аир.Соотношения размеров тороидальной оболочки по
ГОСТ 20884—82 следующие: а =0,25; р = 0,05; зная аир,
определяем по графику рис. 3.50 значение k0i kc = 0,071.На вращающийся упругий элемент муфты действуют центробеж¬
ные силы, создающие осесимметричное напряженное состояние.
Действие центробежных сил на оболочку вызывает появление
значительных осевых сил, стремящихся сблизить полумуфты,Fn - knpD*n\	(3.71)где kn — безразмерный коэффициент, определяемый из графика,
приведенного на рис. 3.51, по известным параметрам а и р; р —
плотность резины, кг/м3; D — диаметр оболочки, м; п — частота
вращения муфты, об/мин.Соотношение размеров упругого элемента муфты берем по
ГОСТ 20884—82: а =* 0,25; р =* 0,05; kn =* 3,11. 10"*.Допускаемые смещения соединяемых валов, определяемые
долговечностью упругого элемента для муфт с торообразной обо¬
лочкой, существенно выше, чем, например, для муфт МУВП
(см. рис. 3.68) или для муфт с резиновой звездочкой (см. рис. 3.36).При осевом Az, радиальном Аг и угловом у смещениях полу¬
муфт на валы со стороны муфты действуют реактивные нагрузки
(силы и моменты). Формулы для определения реактивных нагрузок
для муфт g торообразным упругим элементом представлены в
табл. 3.35. Значения коэффициентов k* и ky даны на рис. 3.52—
3.55.Широкое распространение в ответственных приводах получили
муфты о торообразной оболочкой, армированной кордом. СрокШ
к0.120,08ОМО,/ \щ0,н>/у)омп;4	Г'0,01 0,03 0,05 0,07 fl
Рис» 3.50, Значения коэффициен- Рис. 3.51, Значения коэффициен¬та knта k гслужбы резинокордных элементов в б~7 раз превышает срок служ¬
бы резиновых упругих элементов [26]. Резинокордные упругие
элементы способны передавать большие моменты. Для муфт с
резинокордным упругим элементом [62 ] зависимость вращающего
момента Т от угла поворота полумуфт <рТ = (2nGhRgCp + 4R%Cj3) <p.	(3.72)где Ср и С„ — безразмерные коэффициенты для резины и корда,Т а б л и ц а 3.35. Формулы для определения нагрузок на валы для муфт поГОСТ 20884—82Смещение валоврадиальноеУГЛОВОГ:осевоеМуфта с торообразной выпуклой оболочкой (рис, ЗАВ)Fr — A TDEkT°i
К - 0,7;Мн = А^Ек?;
к! = 7*10“3Му = yD*Ekyiку — 0,01 рад~Е;Fv = yED2k*;
к* =* 7‘10-3рад-1Fa = A aDEka;
&а = 0,141\ Муфта с торообразной вогнутой оболочкой (рис, 8.49)jFT — А гВгЕкг1
| кТ = 0,293Mv~yD\Ekv;
ку ~ 0,133 рад~*FА ' &aDiEkal
ка = 0,166Примечания: I. Значения kr, ky, ka, fe*, fey приведены для соотно¬
шений характерных размеров BID — 0,25» B/Dt «= 0,36, Ь/D » 0,06 и h/Dt »
== 0,077 оболочки, принятых в ГОСТ 20884 — 82.2. Значения ke, kf, ky, ka для муфты (рис. 3.48) можно определять по
рис. 3.51 —3.54.№
Рис. 3.52. Значения коэффнциен- Рис. 3.53. Значения коэффициен¬
та ka	тов k*,Ср —Яо {[1-2 [2 + (rp/Ro)*]X arctgj^]/^ j
(ra/R0) cos 6(^о)гП/1~(Л,/Ло)а
rt/Ro 1 — tg (0/2)1+ ra/Ro I +7g (6/2) J	 3 (r0/R0) cos 0[1 + (r0/R0) sin 0]a [1 - (r0/«0)a) (1 + (rJR0) sin 0]Г —
uK —[1 + (r0/R0) sin Q]2 s|n2 p*[(/-o/^o) (1 — M>) + 1 — 2Fl cos 9\EKAK ' 2nEhi [cos 0 + 4r0 (я — 20 -J- sin 20)/i?o]G — модуль упругости второго рода для резины; R0 — радиус
Фуговой оси тора; 0 — угол, определяющий длину дуги радиусом
угол наклона нитей корда на экваторе, равный углу(3*наклона нитей в браслете; ц — коэффициент Пуассона для резины;
1К — длина нити корда, = (л — 20) r0/cos Р*; v — число нитей
корда б одном слое корда, расположенном в одинаковом направле¬
нии, v = (2n/p)(R0 -f r0) cos р*; p — шаг расположения нитейз	нормальном сечении; ЕК — модуль упругости первого рода для
аити корда; Л„ — площадь поперечного сечения нити корда;
Е — модуль упругости первого рода для резины; hb — толщина
оболочки за вычетом корда.а-0,15ДО?. 0,25 0,30 or --0,35' Г'001 0,03 0,05 0,07Рис, 3.54. Значения коэффициен¬
та kF0,01 0,03 0,05 0,07 fiРис, 3.55. Значение коэффициен¬
та ку
Таблица 3.36. Размеры (мм) упругого элемента муфты по ГОСТ 20884—82*Номинальный
вращающий мо-
мент гном» н*мD0DtвЬhdoim2510885973632И72,067/64012510011341371282,067/66314512013348441392,067/6100165140153545015И2,067/616018516017363581712,52,567/625021518620073682014,52,589/6400250218234858022172,51011/6630290255273999326203,01213/81 00033530031811611029233,01213/81 6003453053251181123023,53,01213/82 50040536038214113237284,51213/84 00045040542815915041324,51213/106 30053048050518417546374,51415/1010 000610560585215205534351415/1216 000700650675250240605051717/12Примечание. dQ иm —. диаметри число отверстий.Для муфт с резинокордным упругим элементом зависимость
между радиальным смещением Дг и радиальной силой Fr такова:FT = Дг [3v sin2 р*/8В* + nGht УН- (r0/R0)2)/^r0/R0) X
X arctg (]/[l-(ro//?o)]/[l+(ro/i?o)]/[l - tg(9/2)]/[ 1 + tg(0/2)]};(3.73)'Т'деВ* - v [/УЯ,,) (l~y) + l~ 2ц]/{2я£Л1 [1 + 0,25л (r0/Ra)]} ++ У(£,кЛк).Зависимость силы от передаваемого муфтой момента для пре¬
дельных смещений 2—6 мм при 1500 об/мин (большие значения
для больших муфт) FT я* 0,45T/(i?0 -f г0).При угловом и осевом смещении валов корд, будучи располо¬
женным по нейтральному слою сечения оболочки, существенного
увеличения жесткости не вызывает.Расчет металлических деталей муфты приведен в работе [501.
При действии переменного вращающего момента, а также при нали¬
чии радиального и углового смещений соединяемых валов в рези¬
новой оболочке муфты возникают циклические деформации, под
действием которых оболочка разогревается вследствие высокого
внутреннего трения и плохой теплопроводности резины. Методика
расчета температуры для данного случая представлена в работах
[26, 66, 68, 741. Влияние температуры на изменение крутильной
жесткости и демпфирующей способности муфты с выпуклой оболоч¬
кой исследовано в работе [261.144
Муфты с оболочкой вогнутого
профиля (рис, 3.49). Муфта состоит
из двух одинаковых полумуфт 1,
между которыми расположен упру¬
гий элемент 2, прижимаемый к по-
лумуфтам нажимными кольцами 3 с
помощью виктов 4. Размеры упруго¬
го элемента муфты представлены на
рис. 3.56 и в табл. 3.36. Эти муфты
выгодно отличаются от муфт с то¬
рообразной оболочкой выпуклого
профиля простотой и дешевизной
конструкции вследствие уменьшения
числа деталей, лучшей ремонтопри¬
годностью благодаря возможности
замены оболочки без осевого смеще¬
ния соединяемых агрегатов, сниже¬
нием влияния центробежных сил на
напряженное состояние оболочки и на появление вредных осевых
сил, повышенной изгибной жесткостью Г-образных сечений на¬
жимных колец, что позволяет выполнять их более легкими,
чем обычные плоские прижимные кольца.Испытания показали [8], что если усталостное разрушение
оболочки выпуклого профиля начинается в зоне его сопряжения
с металлическими частями, то оболочка вогнутого профиля начи¬
нает разрушаться в зоне экватора оболочки. Таким образом, влия¬
ние местных напряжений при зажиме борта для этих оболочек
несущественно. Предельная частота вращения муфты с упругим
элементом вогнутого профиля на 20—60% выше, чем муфты с эле¬
ментом выпуклого профиля в результате снижения величин цен¬
тробежных сил вследствие уменьшения радиуса вращения и благо¬
приятной передачи центробежных сил с оболочки на нажимные
кольца; этим же объясняется снижение осевых сил от муфты в
2—3 раза.Расчет крутильной жесткости муфты с упругим элементом
вогнутого профиля производится по формуле (3.70), при этом без¬
размерный коэффициент kc = 0,076. Наибольшие касательные
напряжения здесь имеют место в экваториальном сечении на наруж¬
ной поверхности оболочки. При одинаковых габаритных размерах
упругих элементов оболочка выпуклого профиля при передаче
момента имеет более высокий уровень максимальных напряжений
и несколько меньшую крутильную жесткость [72].Действие центробежных сил на оболочку вызывает появление
осевых силF* = &цр£>1Л2,где — безразмерный коэффициент (при В/Dг
= 0,077 &ц = 284* 10~7); р— плотность резины, кг/м3; Dt — диа¬(3.74)
0,364; h/D1 =145
метр на рис. 3.49, мм; п — час¬
тота вращения, об/мин.Расчетные формулы для ре¬
активных сил, обусловленные
наличием смещений валов для
муфт вогнутого профиля, пред¬
ставлены в табл. 3,35.Ресурс упругого элемента
зависит от ряда факторов* та¬
ких, как характер напряжен¬
но-деформированного состоя¬
ния в опасной зоне, определяе¬
мого видом и величиной отно¬
сительного смещения полу¬
муфт, характером передавав»
мой нагрузки; марка резины,
определяющая ее состав и фи¬
зико-механические свойства;
рабочая температура оболочки;
скорость деформации и др.Расчеты на сопротивление усталости наполненных резин при
сложном напряженном состоянии пока отсутствуют, Поэтому на
практике используют эмпирические линейные уравнения регрес-
сии видаIg N s=! а0 + агх + <hx + аъхг9	(3.75Jгде N — число циклов нагружений до разрушения; а0, аи сц, аь —
коэффициенты, определяемые по результатам ресурсных испыта¬
ний муфт с использованием метода наименьших квадратов; z —
варьируемые пары факторов, от которых зависит ресурс оболочки
(ими могут быть Дги y; Дги£>х). Уравнения регрессии 1при различ¬
ных смещениях полумуфт, обусловливающих циклические дефор¬
мации оболочек различных размеров, изготовленных из резины
марки В-14 (72—76 Hsh, овр = 10 МПа) имеют вид при наличии
смещения:радиальногоlg N = 5,6 — 0,005 Аг + 0,03#! — 0,004 ArDji(3.76]угловогоlg N = 8 — 0,42? + 0,00850, — 0,0008jDt\(3.77]комбинированногоlg N = 9,32 — 0,5 Ar — 0,365т + 0,04 Arf.(3.78)На рис. 3.57 представлена муфта «Перифлекс» с тороидальнымрезинокордным упругим элементом фирмы «Штромаг» (ФРГ),1 Подобные уравнения были получены для муфт с торообразным упругим
элементом выпуклого профиля из рекомендованных марок резин [26, 69]*146Рис. 3.57. Муфта фирмы «Перифлекс»
о разрезной торообразной оболочкой
Таблиц а 3.37. Размеры (мм) и параметры муфты *Перифлексз> (рис, 3.57)т^таягатах«об/минйDь0*Dл1hг.Момент
инерции,
кг« м*Масса, кгн.нБ15400010—188462	322616		 ;4,0_0.81030400012—221046450342816576,0	103080400018—301368865453518646,00,023,250150300025—3517812585604735895,00,056,3100300300030—50210150ПО805938988,50,1110.2250750200035—602631741409567441236,50,3419,04001 250200038—7031020018011575421396,30,8231,57502 250160038—8037021523515085461515,23,4080,01 5004 500160040—10040224426017595501535,53,4090,02 5008 000125055—11045028026018011070190 !9,04,9096,05 00016 000100090—14055036028021013012028010,812,00168,07 50025 000800100—18070045036027016015036511,836,00320,010 00034 000630100—18075645039030016017040427,050,00345,016 00050 000500125—22545059050038021521050821 \Ъ174,00750,025 00075 000430140—260111272057043027025058829,0270,001300,035 000100 000375150—300127085061048030033072524,0650,001600,0Т аблица 3.38. Размеры (мм) н параметры муфт с повышенной несущей способностью (рис, 3.57)£^тахЯтах* сб/минd° liьD%D%гhградGD\ Н* м*\Масса.!9н-м1030300010—22866043312516120,01рОО►4^2575300012—281047054403016160,041,15 !60180300015-3813611068554518160,112,50 J160480300020—4817813088705035280,525,40320960300025—65210160116926538281,409,50 i6001800200030—752631901401077544284,2017,5012003600200038—10031024018014010042269,6030,001
Одинаковые полумуфты 1 п 5 соединены резинокордным упругим
элементом 2 о помощью нажимного кольца 3 и винтом 4. Для
удобства мон,тажа упругий элемент имеет радиальный разрез.
Муфта отличается простотой конструкции и легкостью замены
упругого элемента. Однако из-за разреза несущая способность
муфты понижена. Такие муфты применяются при окружных ско¬
ростях до 30 м/с. Использование упругого элемента без разреза
позволяет повысить скорость, но вместе с тем усложняет конструк¬
цию муфты и ее монтаж. Эти муфты допускают смещения осей валов
при передаче номинального вращающего момента и частоте враще¬
ния до 1500 об/мишРадиальное, мм	2—6Угловое, град	. До 2—6Осевое, мм	3—6В табл. 3.37 приведены основные размеры и техническая харак¬
теристика муфт. В таблице Т1 = TB0Mk, где k = kx + k2.Величина kx определяется типом двигателяiДля электродвигателей	0,25» паровых турбин	0,3» гидротурбин .	0,5» паровых машин		0,75* двигателей внутреннего сгорания!с шестью цилиндрами	0,4* четырьмя »	0,5» тремя	»	0,6» двумя	»	0,8» одним цилиндром	1,2Величина k2 определяется типом рабочей машины и составляет!Для машин с весьма малыми разгоняемыми массами (трансмиссии,
генераторы электрического тока, малые вентиляторы, центробеж¬
ные насосы, ротационные воздуходувки	1,0
Для машин с малыми разгоняемыми массами (элеваторы, большие
вентиляторы, турбокомпрессоры, поршневые насосы со степенью
неравномерности 1/100—1/200, легкие деревообрабатывающие ма¬
шины, очень легкие станки, легкие текстильные машины, машины для
гибки листов, транспортеры) . 1,2
Для машин со средними разгоняемыми массами (прядильные машины,
мотальные машины, стиральные машины, мешалки, нагнетающие
насосы, ведущие барабаны, подвесные дороги, прессы, компрес¬
соры со степенью неравномерности 1/100—1/200, шлифовальные
станки, фуговально-строгальные станки, ножницы, штамповочные
машины) 1,4
Для машин со средними разгоняемыми массами и весьма сильными
ударами (чесальные машины, ткацкие станки, прядильные машины
периодического действия, центробежные мельницы, цементомешалки, —
центрифуги, шлифовальные барабаны, мельницы с жерновами, сва¬
рочные генераторы, строгальные станки по металлу, падающие
молоты, сушильные барабаны, шахтные вентиляторы, станы для
прокатки свинца, тягачи) . 1,61 Приближенное значение нагрузки на муфту в зависимости от типа двига¬
теля и типа рабочего органа машины. Эти данные могут быть использованы при
выборе других муфт*148
Рис. 3.58. Муфта фирмы «Мультикросс* с хомутамиДля машин с большими разгоняемыми массами и сильными ударами
(дифибреры, гидропрессы, бумагоделательные машины, ковочные
прессы, поршневые насосы с малыми маховиками, привод экскавато¬
ров, крановые приводы, станки для навивки канатов, пассажирские
лифты, каландры, цементные мельницы, молоты, вращающиеся
печи, бегуны, камнедробилки, волочильные станы, вибромашины) 2,0
Для машин с весьма большими разгоняемыми массами и особо сильными
ударами (шаровые и трубчатые мельницы в цементной промышленно¬
сти, вальцы для резины, поршневые насосы без маховика, сушиль¬
ные барабаны и каландры в бумажной промышленности, горизон¬
тальные и многопильные лесопильные рамы, тяжелые прокатныеВ табл. 3.38 приведены размеры и параметры муфты по
рис. 3.57, с повышенной несущей способностью, достигнутой путем
увеличения толщины упругого элемента и числа слоев корда,
а также за счет более прочного соединения резины с металлом
в результате напыления металла на рабочие поверхности фланцев
полумуфт и нажимных колец.Муфта с хомутами «Мультикросс» (рис. 3.58, табл. 3.39) фирмы
«Райх» (ФРГ) выпускается в двух исполнениях: для соединенияРис. 3.59. Форма паза для крепления хомута Рис. 3.60. Упругий элементмуфтыстаны для металла)2,28
Таблица 3.39. Размеры (rim) и параметры муфты «Мультикросс» (рис. 3.58)taн>»2&Ко,аXяасьГшяа1и«6сУгол поворота
полумуфт» градМуфта для
соединения
валовМуфта для
соедине¬
ния валз
с махови¬
комйсQQQiQQ**4<3ma1 j
CO!Bustsт¥кгGD*»Н-м*т9кгGD*,Н-м*ЧислоoiЩ306200321.30,031,00,029—22по407232108908565323i455500271,90,061,40,0510—281255083401191018967354sl805100244,00,112,60,1015—3513560935312911111882483622,5S456 ! yj1404100187,00,384,30,3218—-5016580122821581401389258IСЧ821037001511.10,796,50,5720-55187901481081841661571016510I J£ij30032001218,71,2610,50,9122—6021695175135211193167106 |: 70!*2654300204,50,43,40,314—30160601054014512512195,5! 46j1 31353900186,30,54,50,415—351767012052160140131105,5 Si 51.!1i 42303300179,00,86,20,7ID— оО2068014080182160145109,5!' 6ousOii1 6 !ю iCQ230031001512,21,58,11,318—6021810015592195175165S 17,5 |! 6858,5!! 35!70 6X ;50026001220г13,612,72,820—65264ПО200140240220185127,5 ii 78обi! 8(X:80022001030,07,618,25,925—75312120250190290270195132.5! 801| 10:!12001900 !
*942,015,225,011,230 —90360140300240340320235152;5j| 98111 12i :400210024254,0184,025—70322i051959527523519015070j!I3I650200021316.0235,030—8033512021211229225221016078i;j43q120G200019358>0287,030—8034012023012031027022416785itcCO5:315001800185315,03612,032—953851552601603403002401759380.5! 55i1106W :*’’4 j26501500148137,05431,040—110463165340240420380205205120j00css! 8 1j ^ :400013001112068.07657.045—120537175415315495455350j 230140j io i!6000110019148142,094120,050—130620195500400580540360| 235 jj 145s12!1 ;6 5001200 I20210120160100 I70—140580225380210500440390285 1150|оi5 1o i:49 0001000152602161751848а-170660280440270550495430305 |1701SS90to\isoi6X;16 0009001340053826043998-180790300580410690635500340 j200о8■080\24 ООО800 |1050097832078698—200900320700530810755500340 |200!Ш«{
Рио, 3.61. Муфта с торообразной оболочкой фирмы «Фальк»валов (рис. 3.58, а) и для соединения вала о торцом маховика
(рис. 3.58, б).Муфта для соединения валов состоит из одинаковых полумуфт4	и /, к которым с помощью фасонных нажимных колец 3 и винтов5	притягиваются упругие элементы 2, выполненные в форме хому¬
тов. Хомуты изготовляются из резины, армированной нитями
корда, которые укладываются в форме восьмерки. На внутренней
поверхности хомутов предусмотрено углубление, в которое входит
соответствующий выступ в торце нажимного кольца (рис. 3.59).
Это обеспечивает прочное соединение борта хомута. Форма гото¬
вого хомута до монтажа представлена на рис. 3.60, а. При монтаже
хомут изгибается, принимая форму по рис. 3.60, б, в результате
чего внутренние слои резины сжимаются, а нити корда, располо¬
женные ближе к наружной поверхности хомута, получают пред¬
варительное натяжение, что обусловливает их работу с начала
действия крутящего момента. При изгибе хомутов возникают рас¬
порные осевые силы, направленные противоположно осевым силам,
вызываемым центробежными силами, действующими на хомуты
при вращении муфты. Благодаря этому уменьшаются осевые
нагрузки на опоры.Муфта для соединения вала о торцом маховика (см. рис. 3.58,6)
отличается лишь формой нажимного кольца.Муфты при составлении ряда варьируются по размеру хомутов
и их числу в муфте. Изготовляются хомуты четырех размеров.
Число хомутов в муфте меняется от трех до двенадцати. С измене¬
нием числа хомутов меняются жесткость и несущая способность
муфты. Ступицы полумуфт делают из серого чугуна, а ступицы
крупных полумуфт и нажимные кольца — из чугуна со сферои¬
дальным графитом или из стали. Допускаемое угловое смещение
валов зависит от числа хомутов в муфте и составляет при трех
хомутах 6°, при восьми — 4,5°, при двенадцати — 3°.151
Т а б л и д a 3.40, Размеры (мм) и параметры муфты с горообразной оболочкой(рис. 3.61)Г, Н-млшах»об/минDdьогвгв9СGD*,Н-м*Масса,КГ57450013835775127260,243,4804250150429364—27330,374,31144000173489782—29340,745,91903600193551269936461,3610,528031002196513810739502,6914,0410280024375157П7—42584,7419,05702600276901871335145727,3028,0910210031010021915361548313,7042,01 700184035712.5267188716410232,0070,02 5001750393140300209867711252,0097,03 58015604301503352291039112272,00123,05 0101430470165366249116102133115,00154,07 1601300510175402272134118143172,00192,010 7401190577190432285148127153327,00270,014 3201080617200465300162140163454,00326,0Выбор муфты производится по расчетному вращающему момен¬
ту Т* (см. с. 148).На рис. 3.61 (табл. 3.40) представлена муфта фирмы «Фалька
(США). Упругий элемент 1 в форме внутренней части тора изготов¬
лен из резины, армированной синтетическим кордом. Полумуфты
3 и 4 соединены упругим элементом вогнутого профиля с помощью
винтов 5 и нажимных колец 2. Для муфт, передающих вращающий
момент 570 Н м и более, нажимные кольца центрируются по полу¬
муфте. Для малых муфт центрирования не применяет. Муфта до¬
пускает: радиальное смещение полумуфт до 3,5 мм; угловое сме¬
щение — до 4°. Диапазон рабочих температур муфты определяетсяРис. 3.62. Лепестковая муфта по ОСТ 95.1000—83152
а б лица 3.41. Размеры (мм) я параметра муфты (рис* 3,62)Эбозвачеяиеа«ик*К2 й и® «3 м
§ ° 3
Kn3Sj Число лепест*
1 ковйd0DьсДопу
щен^
ных ьАЧ(0С£ «U
са о
О, яскаеьге сое,
|уфтоQIо(0О)(Jоюе сме-
дивяе-
й валов8почиМасса, кг
(спра¬
вочная)МУЛ 2011642219222416811712712723555° 30'3,673,643,60МУ Л 202i31,516282224281981371371475я5,775,745,7БМУЛ 2031МУЛ 20450432242832225178188208144985° 30/7,517,767,951006382832382801882082085°13,8014,1213,90МУЛ 2051604423842483382803103108616125° 30'17,0917,6117,24МУЛ 20631516604855604053403403705°21,5021,0121,47Примечание. Наибольшая частота врагценвя составляет 1600 об/мин. jвойствами материала упругого элемента и составляет от —40 °С
го +65 °С.На рис, 3.62 представлена лепестковая муфта по
)СТ 95.1000—83. Муфта состоит из двух одинаковых полумуфт
я 5Т резиновых или резинокордных упругих элементов (лепестков), прижимных колец 3 с винтами 4. В табл. 3.41 приведены основ¬
ные размеры муфт, число, лепестков и допустимые смещения соеди-
яемых муфтой валов.На рис, 3.63 представлены размеры лепестков для муфты.В табл. 3.42 приведены основные размеры трех лепестков, при¬
меняемых для образования шести типоразмеров муфт. Эти муфты
сличаются повышенными компенсирующими свойствами (малыми
реактивными усилиями на валы при их расцентровке), хорошим
отводом теплоты от циклически деформируемых резиновых упру-
их элементов. Однако габаритные размеры муфты велики. В ра¬
боте [71 ] из рассмотрения напряженно-деформированного состоя¬
ния стержня двоякой кривизны численными методами получены153
RiРнс. 3.63. Размеры лепестков для муфты (рис, 3.62)жесткостные характеристики муфты при расцентровке валов и
при действии вращающего момента; изучено также влияние
центробежных сил.В табл, 3.43 (рис. 3.62) приведены размеры, передаваемые вра¬
щающие моменты и числа лепестков широкого размерного ряда
лепестковых муфт, разработанного в МГТУ им. Н. Э. Баумана
с использованием только трех лепестков различных размеров [73].Муфта фирмы «Вулкан» (ФРГ) показана на рис. 3.64 (табл, 3.44
и табл. 3.45). Упругим элементом ее является резинокордная
оболочка переменного сечения, благодаря чему обеспечивается
равномерное напряженное состояние при действии вращающего
момента. Муфта выпускается в двух исполнениях: с радиальными
кулачками, ограничивающими угол поворота полумуфт
(рис. 3.64, а)\ без ограничения угла поворота полумуфт
(рис. 3.64, б).Полумуфты 8 и 1 через промежуточные детали соединены с
упругими элементами 3 и 10, между которыми размещен диск 2.
Крепление упругого элемента к полумуфте 1 осуществляется
болтами 13, а к детали 4 — винтами 11. Для исключения опасных
изгибных деформаций болтов 13 при действии вращающего моментаТаблица 3.42. Размеры (мм) лепестков для муфты (рис. 3.63)ОбозначениеВhгвBtВ,в%RiR*Я.ьМасса,кг(спра¬вочная)МУЛ 201
МУЛ 20256,525я6916123731,521,515400,13МУЛ 203
МУЛ 2048030о110251960503520600,23МУЛ 205
МУЛ 20612040151703428102805630800,70154
Т а б л и ц а 3.43, Размеры (мм) муфты лепестковой (рис. З.в2)Номинальный
вращающий мо-
мент ^ном* н’мDxDЪв40Число ле¬
пестков6,310,056711191343263103416,090153525,019050100153110173326310640,021050100154140203326310863,02405010015518024332631010100,0140180220300280283805032160100632415103612160,018034080160244220.32050100158250,038080160245280501001510400,044080160246360460501001512630,05201801602481000,01600,04505606107201012нажимное кольцо 5 соединено со ступицей винтами и штифтами 12.
В муфтах, передающих большие вращающие моменты, промежу¬
точное кольцо 2 соединено со ступицей шлицами, а нажимное
кольцо 6 дополнительно крепится к детали 4 штифтами 9. В испол¬
нении, показанном на рис. 3.64, а, на диске 2 и кольце 7 выпол¬
нены радиальные кулачки, входящие в зацепление при превыше¬
нии определенного угла поворота сртах полумуфт и после разруше¬
ния резинокордных упругих элементов 3 и 10.156
Т а б лица 3,44. Параметры муфты упругой (рис.. 3.64)кДопустимоеДинамическая крутилытаяжест-Момент, H-wксмещениеЖесткостькость при10 Гц,температуреS3<иS’я'
§ 5ю*валов303 К (30°С) С* 10s, Н*м/радОбозна-ЕГАЧО*. окСОчениеноминаль¬
ный Тмакси¬мальныйтдопусти¬
мый пере¬
менный« -
я я
Р.
С'оСОо ИUодй>оСЗЯсс о
са оК ва л* чсо аXАСО О°’1Г*0,25 Tt0 ,ЬТ(0,75 Т(I.QT-g1 maxTiч£ 5Н н
о .0.оО, яS SgSaоОк ~.
4 V>> SJ2 ^
tr sммСО V;схО04225001 50020012,558703,51,02,00,250,32,22,34,46,89,605227502 30030013,551004,01,22,50,450,52,53,35,68,611,906221 2503'75050014,544804,51,43,00,50,64,55,99,815,321,307222 0006 00080015,5 138905,01,63,50,650,957,29,616,024,734,707322 5007 5001 000- }7,611,819,731,843,408224 00012 0001 60017,033006,01,94,00,850,915,219,832,849,872,010125 00015 0002 00014,0 \28807,02,24,51,101,3022,727,040,560,083,010226 30018 9002 57015,5 /1,301,4021,927,644,671,4101,012128 00024 0003 20015,5 ]33,042,061,090,0125,0122210 00030 0004 00016,025507,52,55,01,401,6034,045,074,0114,0164,0123212 50037 5005 00018,0 j39,052,092,0146,0205,0141116 00048 0006 40013,518409,03,57,01,803,6080.082,092.0122,0154,0142220 00060 0008 00017,515,021508,02,96,02,102,4053,077,0143,0239,0350,01711125 00075 00010 000154010,04,08,03,304,50105,0107,0116,0145,0193,01712})18,018409,03,57,01,902,0081,0110,0186,0! 284,0397,01721\31 50094 50012 600- 16,5154010,04,08,03,905,90122,0130,0156,0206,0272.01722\17,018409,03,57,02,302,7098,0138,0246,0386,0537,0201140 000120 00016 00014,5134011,04,59,02,403,20233,0237,0267,0327,0400,0201240 000120 00016 00015,0154010,04,08,02,903,751712111 3244931702021150 000150 00020 00014,5134011.04,59,03,004,002152202753704902022/15,0154010,04,08,03,253,8521424335756283820311J63 000169 00025 20019,0134011,04,59,03,004,00217230320460640203216,5154010,04,08,03,253,8521926246278111702411180 000240 00032 00016,0117012,05,010,03,405,1041042553075010402412119,0134011,04,59,03,904,102573245679241380
Продолжение табл. 3.44Обозна¬чениеМомент, Н - мУгол закручива¬
ния при Т град1 	Частота вращения
муфты, об/минДопустимоесмещениеваловЖесткость 2Динамическая крутильная жест¬
кость при 10 Гц, температуре 303 К
(30°С) СМ08, Н-м/радноминаль¬
ный Тмакси¬
мальный
^ шахдопусти¬
мый пере¬
менный
Tiояа>оЛЧКcf а»CCS Оа-к,<v
, оS Xо ла чЯ Я?a з51да ТкKJ£"2 «*СП о
к _ЗЛfXrO0,1 Tt0,257,G.57V0,75 Ttbo 7tмм2421	)2422	f
2312
2822100 000125 000
160 0001300 000375 000
480 00040 00050 000
64 00017,019.514.5	\15.5	}11701340и. 7012,011,012,05.0
4,55.010,09,0ю?о4,50 |
3,906,001 б»404.006.00
j 6t004702904195144804285907336407711010131094512401530210013201800214030603012 ! 200 000
3022 I 250 ООО600 000
750 00080 000
100 00014,5 \
16,0 )108013,05,511,019,0010,00595643881 I 16001050 1 2050
12570 I 3810
3460 j 53103512 ! 315 000
3522 i 350 000
\945 000
1 050 000!126 000
140 00015,0 1
15,5 )93014,08,009,908,5010,6011601450150026103050i 4360 j 6360
i 5200 | 8000
i i38123822! 400 000
500 0001 200 000
1 500 000160 000
200 00013.5	)13.5	]8306,012,07,509,0017,809,501760190020402200340048005760 [ 8860
8700 j 13 50040124022570 000
630 0001 710 000
1 890 000288 000
252 00014,5 >15,0 /9305,511,016,00
1 19,8017,0021,202320200027402300458040007460 ! H 1007700 1 12 300l421242224622720 000
900 000
1 300 0002 160 0002	700 0003	900 000288 000
360 000
520 00012.5	)
13,0 }12.5	j8305*012,015.0018.0015,6019,003500360039204200610086009 920 j 15 200
15 000 j 23 20012,527,0028,505400630012 2002! 300! 32 400kПримечание. Коэффициент демпфирования муфт' ‘ф ~ 1ДЗ.
Д 2	2ГлйрЬг	>чуф а'Ы	Ц?-ИС. 4! Обозкаче-
j киеd| ^шах| АD!*!j D„| и±\| X,|1| N,| Ht1v. i1 042220| 50! 252| 210! 235101! 2181й1 21! 83i S2* &ji L *1	| 05222555290238| 26811| 246| 23\ 92! 69a| 062230i 65330! 270| 30412273S\i26! 106\ ВОI ...j 07324075380317[ 35415328| 1236\ 132i юз1j ao !
i i082250100445375! 420392471 162126s4j 21 --i102260120514438| 48617458| 16521 185| 14324 !1222701355935035615291 18 !| 56! 216! 168527 !141!80160808696767267262567| 268199! 545 |1422690584650226102375| 2541 530 i171195190958 j8229083285828773082221860 [171280869676726167262582283! 53320211152301110953105135992328836025870202295882290832858281003314124211352801262108711951128348044030289824221110953105135992321163884628221753101262108711951128 |1 34116 |4763587623022253301386 |119413153824124440 '1315204001075Примечание, z — число белтов.\
Благодаря особой форме двух резинокордных элементов эти
муфты не вызывают появления осевых сил при действии на муфту
вращающего момента. Усиленная конструкция упругих элементов
(наличие нескольких слоев корда, а также металлических колец
в бортах упругого элемента с отверстиями, через которые проходят
крепежные винты 11 и болты 13) и разгрузка винтов 11 и болтов
13 от изгибных деформаций штифтами 9 и 12 позволили фирме
создать надежную муфту высокой несущей способности. Эту
муфту с успехом применяют в главном приводе крупнотоннажных
судов для снижения амплитуд вредных крутильных колебаний.На рис. 3.65 (табл. 3.46) представлена муфта «Афлекс» фирмы
«Деш» (ФРГ) с резинометаллическим упругим элементом. Металли¬
ческое кольцо 3 и ступица 2 соединены резиновой оболочкой 1
переменного сечения, что обеспечивает равномерное напряженное
состояние в резине при передаче вращающего момента. Упругий
элемент соединен винтами 5 с полумуфтой 4 и имеет систему отвер¬
стий в металлических деталях для хорошей вентиляции воздуха,
отводящего теплоту от резины, так как для изготовления упругого
элемента применяют резину на основе натурального каучука,
обладающую высокой прочностью при вулканизации, но чувстви¬
тельной к воздействию повышенных температур (рабочая темпе¬
ратура резины не должна превышать 50 °С). При передаче номи¬
нального вращающего момента касательные напряжения в резине
составляют 0,35 МПа, при кратковременных перегрузках — до
0,6 МПа. Муфту отличает высокая компенсирующая способность
и малая жесткость при кручении.Муфты со сферическими и цилиндрическими вкладышами.
На рис. 3.66 (табл. 3.47) представлена муфта фирмы «Пуль»
(Франция). Полумуфта 1 имеет два диаметрально расположенных
полых кулачка 5. Полумуфта 4 также снабжена двумя полыми
кулачками 6. Кожух 2 крепится к полумуфте 4 винтами 3 и удер¬
живает резиновые упругие элементы от выпадания при вращении
муфты. Упругие элементы изготовляют из резины в форме шаров 7
или цилиндров. Муфта с шарами допускает угол закручивания
валов до 16°, разогрев упругого элемента до 90 °С. Муфта с цилин¬
драми допускает угловое смещение валов до 10°, разогрев упругих
элементов до 80 °С. При действии вращающего момента на муфту
упругие элементы через один работают на сжатие.При малых окружных скоростях полумуфты изготовляют из
серого чугуна, при больших — из стали. Замену упругих элемен¬
тов осуществляют без осевого смещения полумуфт.На рис. 3.67 представлена муфта фирмы «Уникум» (Франция).
В гнездах, образованных полумуфтами 1 и 5, располагают резино¬
вые упругие элементы 4 в форме цилиндров, работающие на сжатие
и сдвиг при действии вращающего момента. Крышка 3 навинчи¬
вается на полумуфту 1 для предохранения упругих элементов от
выпадания и стопорится винтом 2 от самоотвинчивания. Рабочие
поверхности гнезд в полумуфтах спрофилированы таким образом,160
6 Ряховский О.Рис. 3.65. Муфта «Афлекс» с рези¬
нометаллическим упругим элемен¬
томА-АТаблица 3.46. Основные размеры (мм) и параметры муфты (рис. 3.65)т,Н* мnmaxjоб/минDя»DtDsD<dL1hUUЧисловинтов<fiДопустимое ра¬
диальное смеще¬
ние валов, мм
при п == 1000 об/минМасса, кг5066001551301451125618—405424,02810,014,0892,02,138058001751501651326523—456630,03313,017,0892,03,0012551501951701851547623—507433,03814,518,5892,54,0820044502251962151789028—608839,04516,023,012112,56,21315380026023025020810532—7010245,05218,027,012112,59,04500330030026629024212037—8011852,56021,531,012133,014,118Q0280035031034028214037—9513660,07023,037,012153,020,791250250040035538532217542—11016372,58330,042,512183,034,962000215046041044537020052—12519586,010035,051,012223,554,233150180055549053545022073—15021897,011237,060,012244,085,98Примечание.Допустимоеугловое смещение валов2°.
Рис. 3.66. Муфта фирмы «Пуль» с вклады¬
шамиТаблица 3.47 Размеры (мм) и параметры муфты фирмы «Пуль» (рис. 3.66)т,Н- М^шах’об/мин^шахьЬг1р1gmDhДиаметрМасса муф¬
ты, кгВид упругого
элементаМатериалполумуфтМатериалполумуфтшараци¬линд¬рачу¬гун¬нойсталь¬нойшарцилиндрчугунстальчугунсталь5,711,5510071001818293829211,525,520686012100,60,711,422,8480067002222354534214,529,524827014121,11,222,845,6450063002828425540217,534,52995821715,51,82,046,593,0420060003542526548222,040,0341179820193,13,493,0186,0390055004250637560327,050,04314212326245,35,8186,0372,0360050005060769076334,061,05317415532,532,59,510,3322,0644,03300450060709010591442,071,062204186403815,617,0513,01026,0300040007080104120105449,080,071234214474522,428,4П р к ме ч а ни е. Количество упругих элементов2 — 4.
Ркс. 3.67. Муфта фирмы «Уникум»Таблица 3.48. Размеры (мм) и параметры муфты фирмы «Уникум» (рис, 3.67)Те Н* ме при kDт_dDt0hЯQВ клады шМасса,кг0,50,7511,5dtЧИСЛО2,53,757,553,04,510—202611181,03,01090,45,07,51015,062,553,512—253113221,03,51290,710,015,02030,077,572,015—304018281,56,51491,430,045,06090,098,088,520—355523421,57,016122,670,0105,0140210,0117,598,025—406626462,07,018124,1150,0225,0300450,0137,0114,030—507830542,08,022127,0230,0345,0460690,0156,5128,535—609034602,59,026129,6400,0600,08001200,0186,0150,040—7010540702,510,0301215,5
250,0323614016512511085105638005421856632832осо40452251757175500,0404517013083600567178505690951000,050562102261761601028606249010036400,4632862161401051102000,06371260288218200230087130110125484880902482681701301401504000,08090320350270240180010853814016060601001104303502101701808000,0100ПО42043235232014501211048180200757512514051241225020022024016000,0160180530434514354414210250170200400115014130562202509095160180614494300240280300
Исполнение IРис. 3.68. Муфта МУВП по ГОСТ 21424—75*чтобы при закручивании полумуфты резина больше работала на
сжатие. При этом характеристика муфты при кручении нелинейна.Относительный угол закручивания полумуфт при действии
номинального вращающего момента 10—15°. Муфта допускает!В табл. 3.48 приведены основные размеры муфты и величина
вращающего момента в зависимости от характера нагружения
муфты (k — 1,5 при спокойной, постоянной нагрузке; k = 1 при
легких ударах с малой частотой; k = 0,75 при средних ударах и
крутильных колебаниях; k = 0,5 при значительных ударах).Другие разновидности муфт с неметаллическими элементами.
На рис. 3.68 (табл. 3.49) представлена втулочно-пальцевая муфта
(МУВП) по ГОСТ 21424—75. Во фланце полумуфты 1 коническими
хвостовиками укрепляются пальцы 2, на которые надеты резино¬
вые втулки 3. Втулки входят в отверстия, расположенные во фланце
полумуфты 4. Отверстия под вал в ступицах полумуфт растачи¬
ваются коническими или цилиндрическими (всего предусмотрено
четыре исполнения на разные длины концов валов). Полумуфты
изготовляют из чугуна СЧ 21 (допускается их изготовление из
стали СтЗ), пальцы — из стали 45, втулки упругие — из резины
g пределом прочности при разрыве 0,8 МПа и относительным удли¬
нением при разрыве не менее 300%, о твердостью 60—75 по ТМ-2
(ГОСТ 263—75*).На рис. 3.69 (табл. 3.50) приведены размеры пальцев е резино¬
выми и распорными втулками.Втулочно-пальцевые муфты обладают низкими компенсацион¬
ными свойствами. Даже при небольших смещениях валов втулки
быстро изнашиваются.На рис. 3.70 представлена муфта в двух вариантах исполнения
фирмы «Флендер» (ФРГ). Муфта по варианту I требует осевых
смещений соединяемых агрегатов при монтаже и состоит из полу¬
муфты 1, на фланце которой расположены торцевые кулачки, и166Угол перекоса осей валов V, град
Радиальное смещение осей А, мм20,5—1
Рис. 3.69. Пальцы со втулками муфты МУВПТаблица 3.50. Размеры (мм) пальцев и втулок муфты МУВП (рис. 3.69)Т, Н-мddtd2d3IhиbhииtsDd4db6,316,08Мб4,512211261,531,51,0102,55316121231,563,010М86,815451992,042,01,5154191415125.0250.0500.014М107,820663312283,5752620201 000,018М129,5258542173,03,02,0364,5963525252 000,024М1613,03210652245446,01184532324 000,030М2419,53814066304,065,03,0567,5141056i 40388 000,038МЗО25,04817084368719,5181271504816 000,045М3630,056210103455,08,04,08811,52214856056
Рис. 3.70. Муфта с радиальными брусками фирмы «Флендер»полумуфты 3 g упругими элементами 2 в форме призматических
брусков. Эти муфты применяют для передачи малых и средних
вращающих моментов.Таблица 3.51. Размеры (мм) и параметры муфты с радиальными
брусками (рис. 3.70)	'Т, Н-мпшах»об/минаDьВкладышМасса, кгbxlxhЧислоВариантIII4530014—2090758X12X1851,89480016—25100858Х 14X2052,2	20420020—301129510Х 16X2253,0	45380025—3512510510X18X2554,0	85340030—4014011512X20X2866,0	160300035—4516012512Х 22Х 3268,0	236260040—5018014514X25X35612,013355240045—5520016516X28X40617,019530210050—6022418518Х32Х 45823,026800190055—7025020520X 35X 50830,0341 180170060—8028022522X 40X 55840,0451 800150070—9031525525Х 45Х 621059,0702 650130080—10032528525Х 50X 701083,01104 000120090—11040032532X 55Х 80101406 0001000100—12545036535Х 62Х 9010	1859 000950110—14050040540Х70Х 11010	25013 200850125—16056045545Х78Х 11012	31020 000760140—18063051050Х86Х 12512	39030 000670160—20071057050Х96Х 14012	53045 000600180—22080064062Х 110Х 16012	85067 000530200—25090072070Х 125Х 18012	1000100 000480220—280100081080X 140Х 200121400168
/Луфта по варианту II не требует осевых перемещений соединяе¬
мых агрегатов и состоит из полумуфт У и 3, кольца 4, имеющего
торцевые кулачки, упругих элементов 2 и винтов 5. Эти муфты
применяют для передачи больших и средних вращающих моментов.Упругие элементы изготовляют из резины с твердостью 50—60
по ТМ-2 (ГОСТ 263—75*), армированной кордом. Рабочая темпе¬
ратура резины не должна превышать 60 °С. При необходимости
работы при более высоких температурах упругие элементы изго¬
товляют из вулколана (температура до 100 °С).Муфта отличается высокими компенсационными свойствами и
надежностью в работе.В табл. 3.51 приведены основные размеры и параметры муфты
в зависимости от величины расчетного вращающего момента
Т = Т'ном*» гДе * — коэффициент динамичности (см. с. 148).На рис. 3.71 (табл. 3.52) представлена муфта «Радиафлекс RTP»
фирмы «Польстра» (Франция) для передачи больших вращающих
моментов. К ступицам одинаковых полумуфт 1 винтами крепятся
диски 2, имеющие на периферии радиальные пазы. Конструкция
резинометаллического упругого элемента 5 позволяет передавать
значительные нагрузки. К одному торцу резиновой детали привул-
канизирован диск 3 с резьбовым пальцем 4, в другом торце завул-
канизирована вставка 8 с резьбовым гнездом. Благодаря стакану
6 резина работает на сдвиг и сжатие при действии вращающего
момента, а также обеспечивается замыкание полумуфт в случае
разрушения резиновой детали (вставка 8 зацепляется со стаканом
6). Шайбы 7 предохраняют резьбу на пальцах 4 и фиксируют упру¬
гие элементы от смещения к периферии диска, так как диаметр
отверстия в диске под шайбой больше ширины радиального паза.
Меняя форму наружной поверхности резиновой детали, можно
изменять форму характеристики крутильной жесткости муфты.При действии номинального вращающего момента полумуфты
закручиваются на 5°. Муфта допускает!Осевое смещение полумуфт б, мм . . .	!—2Радиальное смещение осей валов А, мм	2Угловое смещение осей валов у, град	2На рио. 3.72 (табл. 3.53) представлена муфта «Радиафлекс R»
фирмы «Польстра» (Франция) малой крутильной жесткости. К сту¬
пицам полумуфт 1 винтами крепятся диски 2, имеющие на перифе¬
рии радиальные пазы, к торцам которых привулканизированы
диски 4 с резьбовыми пальцами 3. Шайбы 6 предохраняют резьбу
на пальцах 3 и удерживают упругие элементы 5 от смещения к
периферии диска, так как диаметр отверстия под шайбу больше
ширины радиального паза.При действии номинального вращающего момента полумуфты
закручиваются на 10°. Муфта допускает!Осевое смещение полумуфт б, мм .	2—3Радиальное смещение осей валов Д, мм	2—5Угловое смещение осей валов V» град	2° 30*
Рис. 3.71. Муфта фирмы «Радиафлекс RTP»Таблица 3.52. Размеры (мм) и параметры муфты «Радиафлекс RTP»
(рис. 3.71)т,Н-мНИИ/90 «жвшыЧисло упругих
элементовАвdDЕFGвJ4703000327017618—56180675557,584G303000427017618—56180675557,584901 1003000630018018—56200715557,5841 8002500836423523—80264715585,01152 5001500642029928—10028010080102,51451302 80025001042427428—1003247555102,5145Qfi4 10020001247534528—1203807955136,0177уи4 5001500851037028—12037010480136,01776 90015001060038228—12046011680136,01779 700—1268942032—15054012080155,0210MU17 500—1686042032—15072012080155,021017 500682668732—155580207147250,022034 ООО—8109682732—220850207147320,032060 ООО—12124682732—2001000207147320,027524672 000—12144682732—3601200207147320,0540104 000—16154688732—3601300207147350,0540170
Рис, 3.72, Муфта фирмы «Радиафлекс R»На рис. 3.73 (табл. 3.54) представлена муфта «Радиафлекс GBa
фирмы «Польстра» (Франция). Во фланцах полумуфт ) имеются
отверстия, в которые вставлены резинометаллические упругие
элементы 2. Упругий элемент состоит из концентрично расположен¬
ных металлических втулок 3 и 4, между которыми имеется слой
резины, привулканизированной к металлу. Внутренняя втулка
сплошная, наружная состоит из двух частей, имеющих упорные
буртики.При действии вращающего момента, а также при неточном рас¬
положении полумуфт упругий элемент испытывает сложное напря¬
женное состояние. В муфте отсутствует внешнее трение, что исклю-Т а б л и ц а 3.53, Размеры (мм) и параметры муфты «Радиафлекс R»
(рис. 3.72)т,Н-мпшах»об/минЧислоупругихэлемен¬товDв^rain^шахDtБFGВ0,84000345, 4051035211515,02010,04000680590• 2660291920,04030,030003172114035114524435,05050,030006172114035114524435,05080,0300031871381845130524446,069120,0300061871381845130524446,069160,0300082501611856190524457,584220,0250082501611856190524457,584300,0200082701851856200766057,584550,01500123002402380236766085,01151050,0150016395275281003307660102,51451460,0150012430356281203409070136,01772320,01500124853662812038010076136,0177171
Рис. 3.73. Муфта фирмы «Радиафлекс GB»Т а б л и ц а 3.54, Размеры (мм) и параметры муфты «Радиафлекс GB»
(рис. 3.73)Т. Н-мпшах»об/минDВdDtЕFdtdt80900010012510—35763555616450700013017024—60130701085321000500020023535—7015011515100403800350033032035—12025012020170505400300038034035—14030012020200509000250048040040—1804001202025050чает изнашивание резины. При действии номинального вращаю¬
щего момента полумуфты закручиваются на 5° Муфта допускает!Радиальное смещение осей валов А, мм	^1Угловое смещение осей валов у, град	1Муфта отличается высокой надежностью и работоспособностью
при высокой частоте вращения.Г л а в а 4
СЦЕПНЫЕ УПРАВЛЯЕМЫЕ МЕХАНИЧЕСКИЕ МУФТЫСцепные муфты позволяют соединять и разъединять
вращающиеся или неподвижные валы с помощью специальных
механизмов управления. Сцепные механические муфты делят на
муфты с профильным замыканием (кулачковые и зубчатые) и на
фрикционные муфты. Эти муфты широко используют при частых172
пусках и остановках, при необходимости изменения режима
работы с минимальной затратой времени, например в автомобилях,
прессах, станках, на прокатных станках, тепловозах.4.1.	Кулачковые сцепные муфтыДля передачи значительных моментов при нечастых
включениях и необязательной плавности соединения применяют
кулачковые или зубчатые муфты. Они имеют значительно меньшие
габаритные размеры и массу, чем фрикционные муфты, однако для
их работы требуется высокая точность установки соединяемых
валов.Основные профили кулачков. Применяют следующие основные
профили кулачков (рис. 4.1). Треугольный профиль (мышиный
зуб, рис. 4.1, а); основное достоинство треугольного профиля —
легкость и быстрота включения, обусловленные большим числом
кулачков (обычно z = 15-ИЮ). Угол профиля а = 30--450 Тре¬
угольный профиль применяется в муфтах, передающих небольшие
вращающие моменты.Трапецеидальный профиль (рис. 4.1, б) применяют в муфтах,
передающих большие вращающие моменты при больших частотах
вращения валов. Угол профиля к оси а = 3-т-5°, число кулачков
от 3 до 15. Муфты с трапецеидальными и треугольными профилями
кулачков нуждаются в небольшом осевом поджатии и после вклю¬
чения (если а ►> р, где р — угол трения), так как в них возникают
осевые силы, раздвигающие полумуфты.Прямоугольный профиль (рис. 4.1, в) применяют в муфтах
тяжелонагруженных машин. Этот профиль обеспечивает сцепление
валов с зазором, поэтому плохо работает при реверсивной нагрузке,
труднее включается, чем предыдущие профили, но не требует
постоянной осевой силы прижатия и имеет правильный контакт
эубьев по поверхности при неполном включении муфты.Несимметричные треугольные и трапецеидальные профили
(рис. 4.1, г, д) применяют в муфтах для соединения валов с по¬
стоянным направлением вращения. Для обегчения включения
муфты применяют подрезание головки кулачков (рис. 4.1, е).Профили кулачков в продольном сечении показаны на рис. 4.1,
аю, з, и. Треугольный профиль имеет уменьшающуюся к оси муфты
высоту (рис. 4.1, з), так как шаг пропорционален радиусу, а про¬
фили во всех сечениях подобны. Прямоугольный профиль выпол¬
няют постоянной высоты. Кулачки с трапецеидальным профилем
изготовляют либо постоянной высоты, либо уменьшающейся к
центру, что позволяет обрабатывать обе рабочие грани впадины
за один проход инструмента. Полумуфты при этом изготовляют
с плоскими торцами (рис. 4.1, ы), что уменьшает износ торцов при
включении, поскольку кулачки входят в зацепление одновременно
по всей ширине, а не углами, однако в рабочем состоянии кулачки
контактируют не по всей высоте.173
Рио, 4,1. Профили кулачковЧисло кулачков выбирают в зависимости от передаваемого
вращающего момента. Для муфт с постоянной высотой кулачков,
симметричным профилем и плоскими рабочими поверхностями
число кулачков лучше выбирать нечетным, что позволяет за один
проход обрабатывать две рабочие грани противоположно распо¬
ложенных выступов.Рабочие поверхности кулачков в большинстве случаев выпол¬
няют плоскими, что обеспечивает правильный контакт по поверх¬
ности при полностью включенной муфте (для муфт с трапецеидаль¬
ным и треугольным профилем). При неполностью включенной
муфте имеет место кромочный контакт, так как полумуфты не
поворачиваются одна относительно другой. Поэтому в ответствен¬
ных муфтах, включаемых под большой нагрузкой, применяют
сложные в изготовлении винтовые рабочие поверхности. Для наре¬
зания кулачков методом огибания на зуборезных станках целе¬
сообразно применять кулачки, очерченные дугой.Материалы для изготовления кулачковых муфт. Материал
кулачковых муфг должен обеспечивать высокую твердость рабочих
поверхностей кулачков и посадочной поверхности подвижной полу¬
муфты. Для полумуфт используют стали типа 20Х, 12ХНЗА с
цементацией и закалкой до твердости 54—60 HRC3. Муфты круп¬
ных размеров изготовляют из стали 45 или 45Л, а в ответственных
конструкциях при частых включениях и выключениях — из
стали 40Х, 40ХН, 35ХГСА и др. Рабочие поверхности кулачков
закаливают до твердости 40—45 HRCa.Допускаемые контактные напряжения [р] (МПа) для твердых
рабочих поверхностей кулачков принимают: 90—120 — для муфт,
включаемых в состоянии покоя, 35—70 — для муфт, включаемых
на ходу. Большие значения принимают для муфт с малым числом
кулачков, меньшие — для муфт с большим числом кулачков.Расчет кулачковых муфт. Критериями работоспособности ку¬
лачковых муфт является прочность кулачков по смятию рабочих
поверхностей и по изгибу. Кулачки изнашиваются при несоосных
валах и при включении вращающейся муфты.174
Таблица 4.1. Размеры кулачковых муфт (мм) с несимметричнойтрапецеидальной формой кулачков (рис. 4.2)dDhiiиhЬhbt257614695451018191630901721056012182018351021841156212182220451142041286612182522501282221407212182522551402351507612182522601522421608220183025701652741758820183230751782861889220243532Контактные напряжения подсчитывают в предположении рав¬
номерной работы всех кулачковР = ЗТрасч/^сргА) ^ \р\>	(4.1)где Трасч — расчетный вращающий момент; dcp — средний диаметр
муфты (по кулачкам); А — площадь проекции опорной поверх¬
ности кулачка на диаметральную плоскость; z — число кулачков.Номинальное напряжение изгиба у основания кулачков в пред¬
положении, что сила приложена к вершинам кулачков,—расчЛйdcvzW<(4.2)где h — высота кулачков; k — коэффициент неравномерности
нагружения кулачков, равный 2—5 (меньшие значения — при
большей точности изготовления и малом числе кулачков и наобо-Рис. 4.2, Кулачковая сцепная муфта175
Рис. 4.3. Сцепная муфта с прямоугольным профилем кулачковрот); W — осевой момент сопротивления сечения основания
кулачка изгибу; п — коэффициент безопасности, п > 1,5.Расчетный момент Трасч = 1,37, где Т — максимальный вра¬
щающий момент, передаваемый муфтой при установившемся дви¬
жении. В ответственных случаях производится уточненный расчет
по динамическому моменту, равному Грасч.Сила, необходимая для включения (выключения) муфты под
нагрузкой после соприкосновения головок кулачков,+<>>]. <4-з>
где f' — приведенный коэффициент трения муфты по валу; d —
диаметр вала; св — угол наклона рабочей грани кулачка (см.
рис. 4.1); р — угол трения на контактных поверхностях кулачков.
В формуле знак «плюс» относится к включению, знак «минус»—
к выключению муфты. Самовключение муфты возможно при сле¬
дующем условии!tg а > Г О + djd).	(4.4)Конструкции кулачковых муфт. Муфта (рис. 4.2, табл. 4.1)
состоит из двух полумуфт 1,2 о торцевыми кулачками 3. При
включении кулачки одной полумуфты входят во впадины другой*
создавая жесткое сцепление.Включение и выключение муфты осуществляют осевым пере¬
мещением одной из полумуфт вдоль вала о помощью переключа¬
ющего сухаря или вилки 4. Кулачковые муфты включают в не¬
подвижном состоянии или при весьма малой разности угловых
скоростей валов. Относительная окружная скорость полумуфт
на среднем диаметре кулачков при включении достигает 1 м/с.
Подвижную полумуфту рекомендуют располагать на ведомом валу,
что уменьшает изнашивание деталей управления муфтой.176
Таблица 4.2. Размеры кулачковых муфт, (мм) с прямоугольной формойкулачков (рис. 4.3)dDLаЪьМасса,кг35—401002007095530855—6015027590139640208020035011018285045100250435140225106089125300500160260107014-2На рис. 4.3 представлена конструкция кулачковой муфты с пря¬
моугольной формой кулачков. В табл. 4.2 даны основные размеры
и параметры муфт.4.2.	Зубчатые муфтыНа рис. 4.4 и в табл. 4.3 представлена зубчатая муфта
сцепления (ОСТ 90-0991—75), состоящая из двух полумуфт,
одна из которых представляет собой зубчатое колесо с внутрен¬
ними зубьями, а вторая — с наружными зубьями одинакового
модуля. Муфта включается осевым перемещением одной из полу¬
муфт. Исходный контур эвольвентных зубьев выбирается
по ГОСТ 13755—81. Параметры зацепления соответствуют степени
точности 8А по ГОСТ 1643—81.Для облегчения включения и повышения ресурса муфты торцы
зубьев закругляют. Полумуфты изготовляют из стали 40Х
(ГОСТ 4543—71*) с закалкой ТВЧ до 48—54 HRCa или из стали
20Х с цементацией и закалкой до твердости 56—62 HRCa. ПриРис. 4.4. Сцепная зубчатая односторонняя муфта по
ОСТ 90-0991—75177
Таблица 4.3. Основные параметры (мм) сцепной муфты (т = 2,0) поОСТ 90-0991—75 (рис. 4.4)Т% Н-мDLЧисло
зубьев гD!DiD%ь*id400255126324536818500265528355042918630325930405445918о8003462324256501018У125038683448625412182000427838527062152231504887426078681822104000549146688676182250006098507594822027необходимости частого включения зубчатых и кулачковых муфт
(например, в автомобилях) для уменьшения ударов и шума перед
включением основных (зубчатых, кулачковых) муфт применяют
синхронизаторы, представляющие собой конусные фрикционные
муфты, которые соединяют валы, вращающиеся с различными
скоростями.Одним из недостатков кулачковых и зубчатых муфт является
самопроизвольное выключение, наблюдаемое в муфтах после не¬
которого изнашивания рабочих поверхностей кулачков (зубьев).
Поэтому в кулачковых муфтах применяют «самоблокирующие»
профили (профили с отрицательным углом наклона), а в зубчатых
муфтах применяют замок-ступеньку или утонение средней части
зубьев.4.3.	Фрикционные муфтыФрикционные муфты передают вращающий момент за
счет сил трения на рабочих поверхностях. Включение муфты
производят плавным прижатием рабочих поверхностей соединя¬
ющихся деталей муфты, а выключение —■ их разъединением.
Изменяя силы сжатия поверхностей, можно регулировать силы
трения и передаваемый момент. Фрикционные муфты можно
также использовать в качестве предохранительных.В период включения фрикционной муфты в ней имеет место
скольжение фрикционных поверхностей. После включения сколь¬
жение отсутствует, однако при пиковых нагрузках возможно
проскальзывание. Поэтому фрикционные муфты ограничивают
пиковые перегрузки, однако они непригодны в случаях, когда
требуется совпадение угловых скоростей соединяемых валов.Фрикционные муфты по форме трущихся контактирующих
поверхностей делят на дисковые, у которых рабочими поверх-178
&)	\л иШ^ГТ ^a)Рис. 4.5. Схемы муфт с плоскими поверхностями трения: а — с одной парой
трущихся поверхностей; б — с несколькими параминостями являются плоские поверхности дисков (рис. 4.5); конус¬
ные, у которых рабочие поверхности имеют коническую форму
(рис. 4.6); цилиндрические, у которых рабочие поверхности имеют
цилиндрическую форму (рис. 4.7, а—в).В колодочной муфте (рис, 4.7, б) момент создается прижатием
колодок к барабану пружинами; при выключении пружины от¬
водят колодки от барабана. В кольцевых муфтах с разжимными
кольцами (рис. 4.7, в) муфта включения 1 через рычаги 2 и 6
разжимает разрезное кольцо 4, прижимая его силой F к ведущей
полумуфте 3, благодаря чему создается необходимый момент
трения между ведущей 3 и ведомой 5 полумуфтами.Различают следующие способы управления фрикционными
муфтами: механический, гидравлический, пневматический и элек¬
тромагнитный.Наибольшее распространение имеют дисковые фрикционные
муфты, обеспечивающие передачу больших вращающих моментов
в многодисковых муфтах, В последнее время появились комби¬
нированные дисково-кулачковые муфты, в которых после плав¬
ного соединения вращающихся валов в результате сжатия фрик¬
ционных дисков в зацепление входят кулачки, и дальнейшая
передача момента осуществляется зацеплением кулачков. Раз¬
личают муфты сухие и муфты, работающие со смазкой. Смазка
уменьшает изнашивание рабочих поверхностей муфт и обеспечи¬
вает стабильность коэффициента трения.Рис. 4.6. Схема муфты с кони¬
ческими поверхностями тренияI179
Рис. 4.7. Схемы муфт с цилиндрическими поверхностями трения: а — шинно¬
пневматическая; б — колодочная; в — с разжимным внутренним кольцомМатериалы для изготовления фрикционных муфт. К материа¬
лам муфт предъявляют следующие требования:постоянства коэффициента трения при изменении скорости
скольжения, давления и температуры на рабочих поверхностяхi
высокой ИЗНОСОСТОЙКОСТИ’теплостойкости, характеризуемой способностью длительно
выдерживать повышение температуры без разрушения с сохране¬
нием других полезных свойств;высокой теплопроводности для отвода теплоты от трущихся
поверхностей;способности к хорошей приработке*
хорошей обрабатываемости и малой стоимости*
нечувствительности к химическому воздействию смазочных
масел.Для муфт, работающих в масле, используют закаленную сталь
по металлокерамике, закаленную сталь по стали, бронзу по стали
или чугуну. Для пары трения закаленная сталь по закаленной
стали допускают большие давления на рабочих поверхностях.Особое внимание следует уделять вопросу отклонения от
параллельности торцов дисков, так как при непараллельных
торцах давление и силы трения локализуются на части поверх¬
ности диска. Это приводит к интенсивному изнашиванию дисков
и появлению дополнительных нагрузок на диск. Поэтому, как
правило, производится шлифование торцов дисков для муфт,
работающих при больших скоростях скольжения. Для неответ¬
ственных случаев допустимо применять нешлифованные диски.Чугуны при достаточно высоком коэффициенте трения обла¬
дают малой склонностью к заеданию трущихся поверхностей.
В муфтах с малыми нагрузками применяют чугунные диски без
смазки с твердостью НВ не менее 210. Фрикционные диски с ме¬
таллокерамическим покрытием выгодно отличаются от стальных180
и чугунных дисков возможностью получения больших сил трения,
хорошему сопротивлению изнашиванию, высокой теплопровод¬
ности фрикционного слоя и др. Эти свойства достигаются под¬
бором соответствующих легирующих добавок в композит.Металлокерамический слой наносится на торцы металлического
диска с последующим уплотнением и спеканием в пресс-форме,
в которой соблюдается строгая параллельность торцов. Таким
образом, отпадает необходимость шлифования торцов дисков, что
существенно удешевляет изготовление дисков при достижении
высоких эксплуатационных показателей. Для дисков больших
диаметров (1200 мм и более) изготовляют стальные секторы с на¬
прессованным металлокерамическим слоем. Эти секторы крепят
к стальному диску. Обычно применяют металлокерамику марки
ФМК-11 с коэффициентом трения до 0,6 при температуре 200 °С,
до 0,2 при 800 °С; металлопластику МПК, представляющую собой
железный пористый каркас, пропитанный фенолоформальдегид-
ной смолой. МПК отличает стабильный коэффициент трения
в широком диапазоне температур (до 800 °С) от 0,4 до 0,35. Фрик¬
ционные накладки либо приклеивают к металлу, либо приклепы¬
вают. Первый способ соединения предпочтителен.В муфтах (без смазывания) основное применение имеют пары
сталь или чугун по накладкам из фрикционного материала на
асбестовой основе, которые изготовляют либо из композита асбе¬
стовых волокон и металлической проволоки, спрессованного при
высокой температуре, либо из вальцованной ленты в виде отдель¬
ных сегментов, а не в виде сплошной полосы, что улучшает тепло¬
отвод, удаление продуктов изнашивания и уменьшает износ
в 1,5—2 раза.Для работы в тяжелых условиях применяют ретинакс, обла¬
дающий большим по величине и устойчивым коэффициентом тре¬
ния. Изготовляют две модификации ретинакса (ГОСТ 10851—73*):
ФК-24А и ФК-16Л. В последнюю дополнительно вводится латун¬
ная проволока, что повышает теплопроводность и износостой¬
кость при больших давлениях. Ретинакс применяют при темпе¬
ратуре поверхностей трения до 1000 °С.В табл. 4.4 приведены приближенные значения допустимых
давлений, коэффициента трения и температуры фрикционных пар.
В табл. 4.5 представлены основные характеристики некоторых
пар трения и типичные примеры их использования (по данным
фирмы «Боленц и Шефер», ФРГ).Процесс включения и выключения фрикционных муфт. Пере¬
дача вращающего момента во фрикционной муфте (рис. 4.5—
4.7) происходит за счет сил трения на рабочих поверхностях при
их прижатии. При включении (выключении) муфты имеет значение
характер изменения силы, сжимающей трущиеся поверхности.
Сила либо плавно изменяется от нуля до наибольшего значения,
либо мгновенно достигает некоторого постоянного значения.181
Таблица 4.4. Ориентировочные значения допускаемых давлений, коэффициента трения и температуры фрикционных парФрикционная параКоэффициент тренияДопустимое давление 1 р!»Допустимаябез смазкисо смазкойс попаданием
маслаМПатемпература,Металлокерамика — закаленная сталь0,18—0,400,08—0,15—Без смазки 0,3—0,5,
со смазкой 0,8—1,0—Ретинакс марки ФК-24А
(ГОСТ 10851—73) — закаленная сталь0,25—0,350,08—0,10—Без смазки 1,0—1*5600—800Прессованный асбест — закаленная сталь0,3—0,40,1—0,2—Без смазки 0,2—0,4,
со смазкой 0,5—1*0150—250Композиционный материал марки НСФ-6
(ГОСТ 1786—74) на основе каучука с ме¬
таллическим наполнителем — закаленная
сталь0,40—0,53100—150Тормозная лента ВИАМ-12 — сталь0,28—0,330,08—0,10—Без смазки 0,6—0,8,
со смазкой 0,9—1,0—Порошковые металлические обкладки —
вакаленная сталь0,35—0,550,05—0,10—Без смазки 0,8—1а0,
со смазкой 1—1,5—Бронза — сталь0,10—0,150,05—0,100,10Без смазки 0,4—0,5,
со смазкой 0,6—0,8150Чугун—сталь0,15—0,180,06—0,080,12Без смазки 0,25—
0,4, со смазкой 0,6—0,8150Чугун—чугун0,15—0,200,05—0,080,15Без смазки 0,4—0,6,
со смазкой 0,6—1,0300Примечания: 1. Меньшие значения давлений — при большем числе поверхностей трения, большие при малом. 2. При
v >25 м/с давление рекомендуется понижать: на 15% при v = 5 м/с; на 30% при v = 10 м/с; на 35% при v = 15 м/с (скорость можно
определять по среднему радиусу поверхности трения): v = я гпГ)п/30.
Таблица 4.5. Основные характеристики некоторых пар тренияПара тренияСтатический
коэффициент
трения /пДинамиче¬
ский коэффи¬
циент
трения fABСоотно¬
шение
коэффи¬
циентов
трения
f пДдвМакси¬
мальная
скорость
скольже¬
ния, м/сМаксималь¬
ная темпера¬
тура на по¬
верхности
трения, °СМаксималь¬
ная тепловая
нагрузка,
Вт/см*Удельный износ,
см*/(кВт* м)Некоторые типичные
примеры примененияСталь—спе¬
ченная
бронза:в масле0,08—0,120,06—0,091,3—1,530—50Макси¬
мально до¬
пустимая
температу¬
ра масла0,6—2,30,017—0,069Электр ом агнитн ые
муфты с магнитным
потоком, не прохо¬
дящим сквозь дискивсухую0,21—0,400,18—0,301,2-1,315—40300—3500,35—1,600,086—0,344Многодисковые муф¬
ты с механическим
включением гидро-и
пневмоустройствамиСталь —
сталь (в
масле)0,11—0,180,06—0,091,8—2,015—20200—2500,25—0,600,034Электромагнитные
муфты с магнитным
потоком, проходя¬
щим сквозь дискиСталь —
органиче¬
ский мате¬
риал
(всухую)0,31—0,520,28—0,401.1-1.320250—3000,25—0,350,172—0,258Многодисковые пре-
дох ран ител ь ные
фрикционные муфтыПримечание. Здесь индексы: п •— покоя; дв — движение.
Рис. 4.8. Динамические моменты
в приводе и сила включения фрик¬
ционных муфтЕсли время нарастания силы
сжатия трущихся поверхностей
(время включения муфты) сущест¬
венно больше периода собствен¬
ных колебаний системы, то ко¬
лебания в машинном агрегате,
вызванные включением муфты,
незначительны. При ударном
включении муфты вращающий мо¬
мент в приводе может достичь
больших значений.Динамические моменты в при¬
воде и силы включения FBKil
фрикционных муфт изменяются по законам, показанным на
рис. 4.8, где t — время нарастания момента трения в муфте;
t± — период собственных колебаний системы; Т —- максимальный
динамический момент; Тиом —- номинальный вращающий момент.
При включении муфты сила прижатия контактных поверхностей
и момент сил трения между ними возрастают от нуля до некоторого
максимума. Когда момент сил трения станет больше момента сил
сопротивления, приложенного к ведомому валу, последний начнет
вращаться с некоторым ускорением до тех пор, пока скорости
обеих частей привода не сравняются. До установления общей
скорости имеет место взаимное скольжение контактных поверх¬
ностей. При этом работа трения преобразуется в теплоту, и проис¬
ходит нагрев рабочих элементов муфты.С достаточной для практики точностью принимают, что усилие
прижатия контактных поверхностей и момент трения в муфте
пропорциональны времени, отсчитываемому от начала включения.
Это равносильно предположению о постоянстве коэффициента
трения на трущихся поверхностях и постоянстве скорости вклю¬
чения муфты. При этом допущении зависимость между моментом
сил трения и временем изоб¬
разится ломаной О А ВС (рио.4.9). На графике обозначены:Т’шах — наибольший момент тре¬
ния в муфте, Н-м; Тс — момент
сил сопротивления, Н-м; Ттр—*
текущая величина момента тре¬
ния, Н-м; t — текущая вели¬
чина времени (с), отсчитывае¬
мая от начала включения муф¬
ты; ^вкл — время полного вклю¬
чения муфты, с; tc — время (с),
при котором момент трения до¬
стигает значения Тс\ ton —*
время сцепления муфты, с (т. е.
время, за которое угловая ско¬Рис, 4.9, Зависимость момента Ттр от
времени в процессе включения муфтн184
рость ведомого вала достигнет скорости ведущего). В процессе
включения муфты различают три периода: в первом периоде 0 <
< t < tci 0 < Гтр< Тс; во втором периоде tc<t<: tBKJ1, Тс <
<Гтр < Ггаах; в третьем периоде t>tBкл, Ттр =7max= const.С достаточной для практики точностью принимают, что сила
сжатия контактных поверхностей и момент трения в муфте про¬
порциональны времени, отсчитываемому от начала включения,
тогдаТ = kt\ k — Т max/^вкл'В случае, если угловая скорость ю0 ведущего вала и момент
сопротивления Тс в процессе сцепления муфты остаются постоян¬
ными, то работа трения (Н-м), совершенная моментом трения Гтр
за время tcn на пути скольжения и полностью преобразованная
в тепловую энергию, определяется по формулеАтр = J(oll2 + -y 7>0 у (2Jw0)/k + Т\щ!(2к), (4.5)илиi4i>p = ^СОо?вкл/2 Ттах®0^доб— 27" ^ (^вкл> — ^c)3 + max — Тс) /доб ++ k (<вкл - uf 1Лоб] - J<ol/2,	(4.6)где= TJk = TctBKJl/Tmaxi	(4*7)<доб = [2/соо - k (*вкл - ^с)2]/[2 (Гшах - Tc)h	(4.8)где У — момент инерции ведомых частей машины, приведенных
к муфте, кг-м2; ol>0— угловая скорость ведущего вала, рад/с-
k — коэффициент пропорциональности между временем и вра¬
щающим моментом.Формула (4.5) относится к случаю, когда время tcn меньше
или равно времени tBKJI (рис. 4.9), формула (4.6) соответствует
случаю, когда *сц > /вкл.В первом случае время сцепления определяется по формулеtcn = Tlk + V"2J^Jk,	(4.9)а во втором — по формуле^сц = (^вкл/2)(1 +TJTmax) -f- /со0/(Гmax Т с). (4.10)Для определения времени сцепления сначала рассчитывают
его по формуле (4.9). Если полученная величина меньше или
равна ^вкл, то ее следует принять за истинное значение tcn, а вели¬
чину Лтр в этом случае находят по формуле (4.5). Если же вели¬
чина ?сц> полученная по формуле (4.9), больше tBKJl, то величину tcn185
следует пересчитать по формуле (4.10), а величину Агр по фор¬
муле (4.6). Из приведенных формул следует, что для уменьшения
величины Атр и времени tcn целесообразно по возможности умень¬
шать /вкл, а включение фрикционной муфты производить при
уменьшенной нагрузке Тс и скорости оо0. Однако чрезмерное
уменьшение ^вкл может повлечь за собой уменьшение плавности
включения и возрастание нагрузки на валы. Благоприятные
условия включения муфты обеспечиваются при соблюдении усло¬
вия<вкл > 2«/со0Гшах/(Гшах - Те)2.	(4.1 1)При этом полное сцепление муфты происходит во втором
периоде (^сц < tBкл), благодаря чему момент трения Гтр в конце
сцепления и нагрузка на валы меньше, чем Ттах (рис. 4.9). Однако
осуществление требования (4.11) не всегда возможно, поэтому
приходится отступать в ту или другую сторону от расчетного
значения /вкл, например, из-за того, что обусловленные им работа
трения А тр и количество образующейся теплоты будут слишком
велики.В некоторых случаях допущения, сделанные при выводе фор¬
мул (4.5)—(4.11), лишь приближенно описывают условия реаль¬
ного процесса сцепления.Процесс выключения муфты. При выключении муфты давле¬
ние на контактных поверхностях сцепляющихся деталей муфты
и момент трения падают до нуля. Если принять линейную зави¬
симость между моментом Ттр и временем, а величины Тс и со0
в процессе расцепления считать постоянными, то величина Гтр
определится из следующего выражения:т тр = Т max —kih,	(4-12)где= Т тахДвыкл*Зависимость между моментом трения муфты и временем изобра¬
зится прямой ABC (рис. 4.10). На графике обозначены: tc — время
(с), при котором момент Гтр достигает значения Гс,= (^шах тс) tBMKJl/Tmax;	(4.13)t вы к л — время полного выключения муфты (с), т. е. время, за
которое момент Гтр изменяется от Ттах до нуля; t2 — время тор¬
можения ведомого вала (с), отсчитываемое от начала выключения
муфты,^ ^выкл	~ Тс^выкл/Тшах*	(4*14)В процессе выключения муфты и торможения ведомого вала
следует различать три периода (рис. 4.10).В первом периоде Ттр > Тс и оба вала вращаются с одинаковом
угловой скоростью оз0. Во втором периоде Ттр << Тс и скорость
ведомого вала начинает отставать от скорости ведущего. При этом186
ТтрРис. 4.10. Зависимость мо¬
мента Гтр от времени в про- £
цессе выключения муфты ^Сi3-й период1-й период2-й периодtвыклпроисходит взаимное проскальзывание сцепляющихся элементов
муфты, работа трения преобразуется в теплоту и происходит
нагрев муфты. В зависимости от значений величин Jу Тс и ш0
полное торможение (остановка) ведомого вала возможно как во
втором, так и в третьем периоде. В конце второго периода давление
на рабочие элементы и момент трения ГТр равны нулю; третий
период — время полного выключения муфты.При сделанных допущениях имеют место следующие зависи¬
мости.1.	Если время торможения меньше времени выключения муфты,
то работа торможения равна2. Если время торможения равно времени выключения
муфты, тоВ третьем периоде работа трения равна нулю, так как Гтр
равен нулю. Тогда работа, выражаемая формулой (4.15), является
наибольшей возможной работой трения при выключении муфты.
Время торможения муфты определяется по одной из формул:и = и + (2J<Oo/k1)m = [(Гшах - Тс) /Ввкл]/Ттах + [(2Jco0/*1)i/2];(4.15)(4.16)<Т = (Jсйо/71 с) + ?ВЫ«Л {1 - [7У(2Гшах)]}.ВЫКЛ(4.17)(4.18)187
Если время, рассчитанное по формуле (4.17), окажется меньше
*выкл или равно ему, то его следует принять за действительную
величину 5fT, а работу трения Лтр рассчитать по формуле (4.15)
или (4.16). Если же полученное время окажется больше, чем
/выкл» то его следует пересчитать по формуле (4.18), а работу Лтр1
рассчитать по формуле (4.16).Расчет фрикционных муфт. Если наибольший момент тре¬
ния Гтр шах, развиваемый муфтой, меньше момента сил сопро¬
тивления Тс ведомой части, то сцепления не произойдет, и муфта
будет буксовать, поэтому необходимым условием работоспособ¬
ности муфты является неравенство max >> Тс.Дисковые муфты. Рассчитывают их по моментугде Грасч — расчетный момент; Тс — момент сопротивления; р —
коэффициент запаса сцепления, зависящий от вида машины,
в которой установлена муфта; значения р приведены ниже:где z — число пар поверхностей трения; b — рабочая ширина
дисков; Dcp — средний диаметр рабочей поверхности дисков,DCp = Ф1 + ВД2.Обычно принимают DJD1 = 0,5-f-0,8, что соответствует \|) =
= b/Dcv =0,1 -f-0,35. Обычно г|) принимают 0,25.Определив Грасч (4.19), назначают фрикционный материал,
находят р и определяют число пар поверхностей тренияВ этой формуле kz — коэффициент, учитывающий влияние
числа дисков в муфте на силу включения (передаваемый момент):
с увеличением числа дисков растет доля усилия включения,
затрачиваемая на преодоление силы трения в шлицах (пазах)
при передвижении дисков. Для сухих муфт kz = 1, для масляных
муфт значения kz приведены в табл. 4.6.Необходимое осевое усилие Fa (Н) определяется из условия(4.19)Для металлорежущих станков1,3—1,5
1,2—1,5 (до 2)» автомобилей» сельскохозяйственных тракторов
» транспортных тракторов» поршневых насосов (многоцилиндровых), вентиляторов,
прессов2,0—3,5
1,5—2,01,3Для компрессоров, больших вентиляторов, поршневых насосов
(цилиндровых), деревообрабатывающих станков
Для механизмов подъемно-транспортных машин:
муфт, включаемых под нагрузкой
муфт, включаемых без нагрузки1,71,35—1,501,25—1,35Момент трения, передаваемый муфтой (см. рис. 4.5),
гтр =0,5nzfbDcv [р\.(4.20)Z = 2Грасч/(я/lf [/7] Dcpfez).(4.21)Р = FJA < [р\,(4.22)где А — площадь трения, А « яbDcv.188
Таблица 4.6» Коэффициент кг влияния числа дисков на силу включена
муфты10,970,940,910,880,85910И0,820,790,76Для обеспечения необходимых зазоров (0,3—1,0 мм) между
дисками в расцепленном состоянии и уменьшения остаточного
момента применяют предварительно деформированные диски. Под
действием силы включения муфты диски становятся плоскими.
Возможно применение пружин, раздвигающих диски в выключен¬
ной муфте. Разобщение муфт достигается за счет собственной
упругости дисков. Для лучшей смазки, охлаждения и отвода
продуктов изнашивания диски снабжаются отверстиями, пазами,
прорезями.Конусные муфты. Силы, действующие в конусной муфте,,
представлены на рис. 4.6. Из рассмотрения равновесия правой
полумуфтыF = [2TTp/(Dcp/) ] (sin а + f cos а);	(4.23)Г,р = 0,5я/ [р\ bDlP.Приняв Гтр = ТрасЧ) запишем'срtsm а(4.24)(4.25)где f — коэффициент трения; [р] — допустимое давление на
фрикционных поверхностях} остальные размеры см. на рис. 4.6.Для устранения самозаклинивания включенной муфты необ¬
ходимо, чтобы а > р, где р — угол трения. Обычно принимают
а> 12ч-15°При проектировочном расчете конусных муфт выбирают тип
смазывания муфты (сухая или масляная) и фрикционные мате¬
риалы, задаются значением Dcp и из формулы (4.24) находятЬ = 27"расч/(/ft \р\ D|p),	(4.26)где [р] —допустимое давление (см. табл. 4.4).Далее задаются углом а и определяют потребную силу вклю¬
чения F (4.23).Муфты цилиндрические с разводными пружинными кольцами,
Передача вращающего момента в муфтах этого типа происходит
за счет сил трения, возникающих между разрезным упругим коль¬
цом 1 и барабаном 2 (рис. 4.11). Наружный диаметр кольца шири¬
ной Ъ меньше внутреннего диаметра барабана D% поэтому сцепле»189
ние полумуфт наступает только
при раздвижении концов кольца.
Момент, передаваемый муфтой,
в предположении равномерного
распределения давления р по по¬
верхности контактаГтр = 0,5 JtbD*pf. (4.27)Расчет муфты о разжимным
упругим кольцом производят в
следующем порядке: задаются ди¬
аметром D барабана! определяют
ширину кольцаb =2Грасч/(я [p\fD% (4.28)где [р ] — допустимое давление
(см. табл. 4.4); / — коэффициент
трения (см. табл. 4.4 и 4.5); определяют усилие включения
муфтыF0 = (Ft 4* F^j2 = ufpbD [exp (2nf + 1) ]/{2 [exp (/— 1)]}.(4.29)Аналогично рассчитывают фрикционные муфты сцепления
8 наружной фрикционной лентой на барабане.Муфта со спиральной пружиной. На ведущий вал 6 (рис. 4.12)
насажен фрикционный барабан 4> который свободно облегает
пружина 10, обычно переменного сечения.Толстый конец пружины неподвижно закреплен в полумуфте 2
(узел 1)9 сидящей на ведомом валу 1. Тонкий конец пружиныРис* 4Л1. Схема муфты с разбор
ным кольцом13 *5Рис. 4,12. Муфта со спиральной пружиной
связан с включающим устройством, которое может быть электро¬
магнитным или механическим, в виде рычага 5, соединенного осью
8 с тонким концом пружины. При включении муфты тарельчатая
выключающая полумуфта 7 перемещается вдоль вала 6 и нажима¬
ет на длинное плечо рычага 5. Поворачиваясь, рычаг нажимает
регулируемым винтом 3 на выступ 9, прикрепленный к пред¬
последнему витку пружины. Тонкий конец пружины, а затем и
прочие ее витки стягиваются вокруг фрикционного барабана и
начинают вместе о ним вращаться, приводя таким образом
в движение и ведомую полумуфту 2.При пуске происходит проскальзывание пружины, по бара¬
бану Для уменьшения износа барабан изготовляется из отбелен-'
ного чугуна твердостью 400 НВ, пружина — из марганцовистой
стали. Передача вращения от ведущей полумуфты может осуще¬
ствляться только в одном направлении — в сторону закручивания
пружины (см. стрелку на рис. 4.12). Ведущей может быть также
и полумуфта 2, но в этом случае направление вращения должно
быть обратным.Упор 11 устраняет опасность поломки пружины при резком
торможении ведущего вала, так как инерция ведомых частей
раскручивает пружину: нажимая на выступ 9, он заставляет пру¬
жину вращаться вместе с ведомой полумуфтой, которая таким
образом плавно останавливается.Переменная жесткость пружины обеспечивает определенную
последовательность обжатия барабана — от тонкого конца пру¬
жины к толстому. Ширина пружины (см. размеры а\ и а2 на
рис. 4.13) определяется допустимым давлением, а высота (см.
размеры Ьх и Ь2 на рис. 4.13) —жесткостью пружины, необходи¬
мой при ее механической обработке. Если размеры пружины
получены о учетом вышесказанного, то пружина испытывает
весьма незначительные рабочие напряжения и ее прочностные
расчеты являются излишними. По этой же причине такие пру¬
жины'не нуждаются в термообработке.Подобные муфты надежны в работе, обеспечивают длительный
срок службы, могут передавать большой момент при сравнительно
небольших габаритных размерах и удобны в эксплуатации.
Недостатки: односторонность действия, сравнительная резкость
включения и необходимость постоянного,
хотя и небольшого, усилия для затяжки
тонкого, конца пружины.Приведем формулы для расчета разме¬
ров пружины (рис. 4.13) и работы тре¬
ния при включении муфты, разработан¬
ные в ЛТА им, С. М. Кирова,а,>47тр/(1р1£>»)', (4.30)где Гтр — момент сил трения пружины нафрикционном барабане^ [р 1 =5 МПа— Рис. 4.13. Пружина191
допустимое давление (по данным JITA)| D —диаметр барабана
(обычно принимают D = 3d, d — диаметр вала). Остальные
размеры пружины: ах = 0,50^1 Ьг = 0,9^1 Ьх = Ьг — (а, — aj =
= 0,4a.j.Число рабочих витков пружины i = 4,5ч-6. При механическом
включении общее число витков /общ = i + 1. Рекомендуемый
зазор (мм) между пружиной и барабаном в свободном состоянии
6 = 0,0125 V^D. Работа сил трения (Н-м) при включении муфтыi4ep=/j«2p/[2(P-l)]t	(4.31)где J2 — момент инерции ведомых частей, приведенных к валу
муфты, кг-м2* ©о — угловая скорость ведущего вала, рад/с,! 0 —
коэффициент запаса сцепления, равный 2—3.Тепловой расчет дисковых муфт. В период включения фрик¬
ционных муфт из-за скольжения дисков образуется теплота. Так
как время включения муфты невелико, предполагают, что вся
теплота, выделяемая в этот период, идет на нагрев фрикционных
дисков, резко повышая температуру на их поверхностных слоях.
После сцепления дисков температура на поверхности фрикционных
дисков падает за счет распределения выделенной теплоты по
всему объему муфты. При дальнейшей работе включенной муфты
происходит ее остывание за счет теплоотдачи наружной поверх¬
ностью муфты в окружающую среду.Нагрев поверхностных слоев дисков выше допустимой тем¬
пературы вызывает изменение коэффициента трения, повышен¬
ное изнашивание дисков, изменение механических характерис¬
тик материала дисков, появление задиров на контактных по¬
верхностях, коробление дисков.Для стальных дисков предельная допустимая температура на
поверхности не должна превышать 300—400 °С. Максимальная
средняя температура деталей муфты также ограничивается. Для
муфты со стальными дисками в масляной ванне она не должна быть
более 100—120 °С.Принимая, что теплота равномерно распределяется по всему
объему муфты, среднюю избыточную температуру tcp муфты
определяют по формулеtcv = (2,78-10-*	{1 - exp (3,6-10» tj*gr)}, (4.32)где Атр — работа сил трения (буксования) за одно включение, Дж;
п — число включений муфты в 1 ч; а — коэффициент теплоотдачи
муфты в окружающую среду, Вт/(м2-°С); А — площадь наружной
теплоотдающей поверхности муфты, м2; /вкл — время с момента
работы муфты, ч; С — теплоемкость, Дж/(кг-°С); т — масса
муфты, кг.192
при tBKa -► ОО формула упрощаетвя^ = 2,78.10^-^-.(4.33)Коэффициент теплоотдачи зависит от конфигурации наружной
поверхности, частоты вращения муфты, расхода масла при при¬
нудительной подаче его. Значение его определяется эксперимен¬
тальным путем. Для станочных муфт при п = 750-ь 1000 об/мин
коэффициент а может быть ориентировочно принят 23 Вт/(м2-°С).Избыточная температура на поверхности дисков (при стальных
дисках) для практических расчетов определяется по формулам:tcv = 2,78-10"4 (q/X) [(2atBKJ8) + S/m];	(4.34)q = 3600Лтр/Овкл 2 Л*),	(4.35)где q — плотность теплового потока, Дж/(ч-м2),5 К — коэффициент
теплопроводности материала дисков, Вт/(м-°С),! а—коэффициент
температуропроводности материала дисков, ма/ч; /вкл — время
включения (буксования) муфты, ч; 6 — толщина дисков, м|
Лтр — работа сил трения (буксования) за одно включение, Дж$
2 Л* — площадь трущихся поверхностей всех дисков, м2.Температура на поверхности дисков, отсчитываемая от 0 °С,<д = <ор+<м + <о,	(4.36)где t0р — средняя избыточная температура относительно темпе¬
ратуры окружающей среды; <м — температура муфты к началу
включения; t0—температура окружающей среды.Приведем пример расчета дисковой фрикционной муфты.
Определим основные параметры муфты при следующих данных:
момент сопротивления Тс =50 Н-м; частота вращения ведущей
полумуфты п = 276 об/мин; материал трущихся пар — металло¬
керамические обкладки по стали; число включений в 1 ч /г* = 40;
диаметр вала <2В =27 мм. Фрикционные пары работают со смаз¬
кой. Область применения — металлорежущий станок.1.	Определяем внутренний диаметр поверхности трения дисковD2 « 3dB =3-27 = 81 мм;принимаем Z)2 = 80 мм.2.	Задавшись отношением b/Dcр = = 0,25, по формуле Dcp •■=
= DJ(l — г|?) определяем средний диаметр дисков.Dcр = 80/(1 — 0,25) ж 106 мм.3.	Задавшись отношением D2/D1 — 0,6, определяем на¬
ружный диаметр дисковDx = 80/0,6 = 133 мм.4.	Определяем рабочую ширину дисковЬ = (133 — 80)/2 = 26,5 мм.7 Ряхошжий О. А. и др.193
5.	Определяем расчетный момент по формуле (4.19J, выбрав
по с. 188 коэффициент р = 1,5,Грасч = 1,5*50 = 75 Н-м.6.	По формуле (4.21) определяем число пар поверхностей тре¬
ния. Значения / и [р] выбираем по табл. 4.4- / =0,05, [р\ =
= 1 МПа и коэффициент kz = 0,97, тогда		2-Ю3-75	 о2 — 3,14-0,05-0,25-1 • 1069-0,Э7 — d*Число дисков ведомой части муфты равно 2, ведущей — 1.Определим избыточную температуру поверхностей дисков.
Предварительно определяем количество теплоты, выделяемой в пе¬
риод включения муфты (буксования). Воспользуемся данными:
момент инерции ведомой части привода, приведенный к валу,
J •= 20 кг’М2; время одного включения £вкл — 2 с; толщина
диска 6=3 мм; избыточная температура муфты к началу вклю¬
чения *М=25°С; *,=46,5 Вт/(м-°С); а = 518,83 Bt/(m2-°C)j
а =0,041 м2/ч; угловая скорость ведущего вала со0 = пп/30 =
= 3,14-276/30 = 28,9 сГ1. Площадь поверхности трения диска
А* = 0,00886 м2, число пар трения 3. Тогда площадь трущихся
поверхностей всех дисков 2 Л* = zA* = 3-0,00886 0,0266 м2.Работа сил трения за время одного включения по формуле
(4.5) при k = 75/3,5 = 20Лтр = (20• 282)/2 + (50 • 28) У(2 ■ 20 • 28)/20 ++ 502 • 28/(2-20) = 16 590 Дж.Плотность теплового потока по формуле (4.35)q = 3600-16 590/(3,5 0,00886) = 6,4-108 Дж/(ч -м2) .Избыточная температура поверхности дисков по формуле (4.34)
при 6 = 3 мм 3 * 10~э м, а гп = 3 кг./ср = 2,78-10-* (-64бХ') [(2-0,041 •3,5)/(3-10-3) +	== 105,2°С.Температура на поверхности дисков, отсчитываемая от 0°С,
по формуле (4.36)*д = 105,2° + 25° + 20° = 150,2°С.Конструкции фрикционных муфт. На рис. 4.14 представ¬
лена конструкция многодисковой муфты одностороннего действия
(рис. 4.14, а) и двустороннего действия (см. рис. 4.14, 6}
по МН 5656—65. Разработанный ряд муфт предназначен для
передачи вращающих моментов от 25 до 2500 Н-м; основные
размеры и параметры муфт даны в табл. 4.7194
-4
Таблица 4.7. Размеры (мм) и параметры фрикционной муфты (рис. 4.14)Обозна¬чениеИсполнениеDtDDiD<Число
пазов на
внешних
дисках пьAtМТМ-1 и МТМ-2МТМ-1А и МТМ-2АИсполнениеШлицевое соединениеШпоночн.отв.dt +МТМ-1 и
МТМ-1 АМТМ-2 н
МТМ-2АZd 1 Dъdtbtномин.пред. откл.0662125522624,3+0,120;+0,0238480708067211507263062527,6949078908213008283473032,61041008610085135093640351037,9+0,120118110951109515010842468401242,9+0,0271331251051258110175И46549501653,6+0,160;+0,02714814011514012566510601864,0+0,160;+0,13016816013016013021013627212702074,318818014017015025014107282802485,22132001652001752801582929095,2+0,0160;+0,03523522018522020032516921021410028105,926525021025010225370
Продолжение табл. 4.7Обозна¬чение1/>U \ d>fОсевое уси¬
лие на коль¬
це Ft ННоминаль¬
ный вращаю¬
щий момент
Гном» н*мМаксималь¬
ная частота
вращения,
об/минМаховой момент
GD*• 10*, Н-м*Масса, кгИсполнениеИсполнениеМТМ-1, МТМ-1 А,
МТМ-2, МТМ-2Аgd\GD\gdIМТМ-1МТМ-2062557,518310802530002,94,40,81,842,85072965,0201290405,88,71,22,543,85083467,52510120639,413,93,53,325,170975,026413170100250015,523,44,34,377,09104287,53014230160220026,539,89,46,469,831143513360250200041,962,714,38,0512,51253105,03814490400180081,912,33,1811,918,81361125,04520620630160015623563714,524,01468140,0506236601000140030045011324,738,61580162,555258101600110050475619034,764,21690185,065291250250090091213738551,682,4Примечание. GD\ — суммарный маховой момент деталей исполнений МТМ-1 и МТМ-1А без наружных дисков; Gd\ — сум¬
марный маховой момент деталей исполнений МТМ-2 и МТМ-2А; GD\ — суммарный маховой момент наружных дисков муфт исполнений
МТМ-1 и МТМ-1 А (для муфт исполнений МТМ-2 суммарный маховой момент нужно удвоить).
Спиральные канобки ДУВ-1 ДУВ-1для ДУВ - J	ДУВ-3 ДУВ-2 Лио/^ДУВ-3 ДУВ-Чи/ДУН-1 ДУН-ZD*H7xmCTC9B259-76	п пазовРис. 4.15. Размеры дисковНормалью установлены следующие типы муфпМТМ-1МТМ-2МТМ-1 А
МТМ-2А—	односторонние—	двусторонние—	односторонние—	двусторонние—	односторонние—	двусторонниеMTM-1G
MTM-2GМТМ-1 Ag — односторонние
МТМ-2Ао — двусторонниемасляные муфты со шлицевым
отверстием;масляные муфты с гладким от¬
верстием и шпоночным пазом;сухие муфты со шлицевым от¬
верстием;сухие муфты g гладким отвер¬
стием и шпоночным пазом.В нормали даны указания по выбору муфт и области их при-
менения.В корпусах зубчатых передач в основном следует использовать
масляные муфты, в остальных случаях — сухие. Однако, если
требуется быстрое включение или выгуиочение, то следует при¬
менять сухие муфты, изолируя их от зубчатых передач (например,
муфта сцепления автомобиля и др.). Сухие муфты обладают мень¬
шей теплорассеивающей способностью по сравнению с масляными.
Сухие муфты целесообразно использовать при наружном монтаже,
например при соединении вала двигателя о валом рабочего агре¬
гата.Конструкции дисков нормализованных муфт представлены
на рис. 4.15.Предусмотрены следующие типы дисков: ДУВ-1 — диски узкие
внутренние с металлокерамическим покрытием для работы без
смазывания; ДУВ-2 — диски узкие внутренние с пластмассовым
покрытием; ДУВ-3 — диски узкие внутренние с металлокерами¬
ческим покрытием для работы со смазыванием; ДУВ-4 — диски
узкие внутренние без покрытия; ДУН-1 —диски узкие наружные
плоские; ДУН-2 — диски узкие наружные синусные; ДШВ-1 —198
Таблица 4.8. Размеры (мм) узких дисков (рис. 4.15)св для двсковЙеQ. Са .Q оо»р£иoSD X ел хяЪhЧисло т
BOB пm>*ДУВ-2ДУВ-3StSt45334832Х 1.5Х 2082,541,41,41,10,80,9650365435Х 1,5Х 2282,5411,41,10,80,9855415940X 1,5Х 26102,541,41,41,11,00,9960476445Х2,5Х 16102,541,61,61,31,01,2070527450Х2.5Х 18102,541,81,81,41,01,2380628460Х 2,5Х 22122,561,81,81,41,21,2690679465X2,5X24122,562,02,41,71,21,461007710475X2,5X28122,562,02,41,71,21,491108211880X1,2X30164,562,02,81,71,61,531259213390X 2,5Х 34164,562,43,22,11,61,92140102148100Х2,5Х 33164,582,63,62,11,61,95160112168110X2,5X42204,582,63,62,11,62,00180122188120X2,5X46204,583,04,42,62,02,40200143213140Х5Х 26207,083,34,42,62,02,45220163235160X5X30257,083,35,02,62,02,50250183265180X5X34258,0104,55,53,52,53,00280203295200Х'5X 38258,0104,56,53,52,53,05320223335200X5X42328,0104,56,53,52,53,12360243375240X 5Х 46328,0126,29,24,83,23,82400425425240X 5Х 503213,0126,29,24,83,23,90П ри м е ча н и е. Фрикционныепокрытия для дисков ДУВ-1 и ДУВ-2вмеют коэффициенты трения покоя f0 > 0,35, движения f > 0,3; для дисков ДВУ-3
| > Q.22,
о Таблица 4*9. Размеры (мм) и параметры муфты фирмы «Вулкан» (рис. 4.16)Обозна¬чениеD, DtminDt Dt
maxddtDaD3D*КTzQQILa.Q6118346XM814,522565	2001052151511414164122403571i8458XM814,525080—222130241161141417912255358118456XM1014,527580—2441302631611414179122553510128608XM1016,5325105—2951603142015516244170704910228608XM1016,53251052951603144417916268194704911128608XM1016,5365105—3331603522015516244170704911228608XM1016,5365105—3331603524417916268194704914148908XM1216,54801554004382154661216016289175no5014248908XM1216,5480155400438 .21546612184163131991105014348908XM1216,54801554004382154661220816337223no50161581008XM1220530170450488230517162053034422012065162581008XM1220530170450488230517162353037425012065163581008XM1220530170450488230517162353040425012065181681106XM1620585135500542250571162053035622013065182681106XM1620585135500542250571162353038625013065183681106XM16205851355005422505711626530416280130652117313012XM16256852205856413156731823235413250155662127313012XM16256852205856413156731826835449286155662137313012XM16256852205856413156731830435485322155662418814012XM20257452356506923557331824235438260170692428814012XM202574523565069235573318278354742961706924388140 !!12XM1225745235650692355733183143551033217069
Продолжение табл. 4.9Обозна*чениеМомент
номиналь¬
ный, Н* мЧастотавращения,об/минСила при¬
жатия
дисков,
НМаковой момент полу¬
муфты, Н“МЯМасса, кгправойлевой6110035006500,1250,43511,37113033507500,2600,64016,28120030009500,3370,94918,2101300250011501,2502,49038,2102630250011501,6303,43048,8111400220015001,6103,77044,51121 000220015002,3805,04057,0141750170017504,10012,90078,01421 250170017505,40014,50094,01431 600170017506,80016,100110,01611 0001550190010,30022,700130,01622 0001550190013,20025,600150,01633 1501550190016,10028,400169,01811 2501400230013,40034,700152,01823 1501400230017,80040,300182,01835 0001400230022,20046,000213,02112 5001200 •310029,00072,900256,02125 0001200310039,50082,800303,02136 3001200310050,00092,700349,02413 1501100350050,300101,200344,02426 3001100350067,500116,100398,024310 0001100350085,000131,000450,0диски широкие внутренние; ДШН-1 —диски широкие наружные
синусные.В табл. 4.8 даны размеры узких дисков по рис. 4.15.Муфты дисковые с механическим управлением. Муфта дисковая
фрикционная с механическим управлением фирмы «Вулкан» пред¬
ставлена на рис. 4.16. Муфты предназначены для передачи враща¬
ющих моментов от 100 до 10 ООО Н-м, размеры и основные пара-Рис. 4Л7. Конусная фрикционная муфта201
метры муфты приведены в табл., 4.9. Муфта отличается наличием
пружин, раздвигающих диски после выключения муфты, и тем,
что внешние фрикционные диски (их два) целиком выполнены из
композитного фрикционного материала. Внутренние диски цен¬
трируются по трем пальцам.Муфты фрикционные многодисковые по нормали станкостро¬
ения Р-94-1 и Р-942-2, а также муфты фрикционные с пневматиче¬
ским и гидравлическим управлением см. в работе [15].Коническая муфта фирмы «Конаксъ. Конструкция фрикцион¬
ной конической муфты «Конакс» фирмы «Дэш» представлена наТаблица 4.10.» Размеры (мм) и параметры муфты конусной (рис. 4.17 и
4.18)Tt Н-мьbiЬшD°гQSТ1%D%г10012090294012022180251214511020013510133451252719029151551153001831364550160452111483019514550021615360602005031405033235185800254176757025060317058392902351 600309216909031564320070433652952 50039026512011035580525085554103355 00047031515013040090530010061460375шооо56538917015050011463601257058047014 320688470210180600100842012565700570202
Рис. 4.19, Двухконусная муфта фирмы «Коналус*
типа КВАpHG. 4.17 и 4.18 (табл. 4.10). Два конических фрикционных кольца
связаны с внутренним корпусом муфты при помощи шпонок.
Посредством рычагов, приводимых в действие втулкой включения,
кольца g двух сторон прижимаются к коническим расточкам
наружного фрикционного кольца, составленного из нескольких
отдельных сегментов, что обеспечивает хорошее прилегание кольца
к поверхности отверстия наружного корпуса. Возникающая на
поверхностях контакта колец и наружного корпуса сила трения
позволяет осуществить передачу вращающего момента от вала,
связанного g внутренним корпусом муфты, к валу, связанному
g наружным корпусом (рис. 4.17) или от вала на шкив (рис. 4.18).Выключение муфты производится отводом выключающей
втулки, вследствие чего рычаги возвращаются в исходное поло¬
жение, а внутренние конические кольца раздвигаются в стороны
при помощи расположенных между ними цилиндрических пру¬
жин. При этом сегменты наружного фрикционного кольца посред¬
ством охватывающего их пружинного кольца сдвигаются к оси,
и муфта выключается.Двухконусные муфты фирмы «Коналус». Двухконусные фрик¬
ционные муфты «Коналус» типа КВА (рис. 4.19, табл. 4.11) и типа
КВС (pHG. 4.20, табл. 4.12) служат для соединения двух валов,
имеющих до сцепления различные угловые скорости.В муфте КВС одна из втулок (на рисунке—левая) заменена
фланцем в расчете на присоединение к другому фланцу, связан¬
ному о одним из валов. В остальном оба типа муфт полностью203
Таблица 4.11. Размеры (мм) и параметры муфты (двухконусной типа КВС) (рис. 4.19)^тах»Н-м^min^masя,об/минDйгIиаhвьУсилие
включения
F, НGD8,Н-маМасса,кг5 00070125200050046214585675553802 2001851687 16090, 110110, 14016801680560170100857054453 00073026014 320110, 125130, 16014001400690210100957755253 7501 30057028 640125, 160150, 18011201120810225160130105106704 5002 37077050 ООО12520010001000920250195160115107856 0004 180110011 6001402209009001145260260195140108308 00011 4501820207 40016024080080012553002702601451083011 00021 7002270179 00020028075075014003502702701651098015 00041 3003955286 400200320710710162547030030019010111020 00071 0005900Таблица 4.12. Размеры (мм) и параметры муфты двухконусной типа КВА (рис. 4.20)^шах»Н-м^mln!^masi. кЙ 5оDDx1hdйиPiCxFtKtм tzСила
включе¬
ния Ft НGD*tН-м*Мас¬
са, KF5 0007012520005004621458567553304603402204301582 7002001687 16090—110110—140168061056017010085703855404202905001583 00075026214 320110—125130—140140075069021010095774706805203406402083 7501 34067028 640125—160150—180112086081022516013010556072060041068020164 5002 43077030 0001252001000100092025019516011565085068044080025166 0004 2501100И 60014022080012051145280260200140770100085054095025158 000И 7501820107 40016024080013251255300270200145830110092058010503024И 00082 2002270179 00020028075014201400350270220165950125010007001200302415 00042 3003955286 400220320710165016254003002201901050140011008201350302420 00073 0005900Примечание, г —число отверстий во фланце.
Рис, 4.20. Двухконусная муфта фирмы «Коналус» типа КВСидентичны. Муфты устроены следующим образом: две внутренние
конические поверхности корпуса оснащены фрикционными на¬
кладками, такие же накладки прикреплены к наружным поверх¬
ностям двух внутренних конусов. Через присоединенную к кор¬
пусу левую втулку или фланец левый вал (безразлично — веду¬
щий или ведомый) присоединен к корпусу. Правый вал через
втулку связан с внутренними конусами. Для этой цели втулка
снабжена тремя выступами, в которых закреплены поводковые
штыри, одновременно связанные g внутренними конусами.4.4.	Шинно-пневматические муфтыЭти муфты широко применяют в установках для буре¬
ния нефтяных и газовых скважин, в приводах судовых установок,
в экскаваторах, конвейерах и других машинах.Шинно-пневматические муфты отличаются удобством управ¬
ления, легкостью регулирования, самокомпенсацией износа фрик¬
ционных поверхностей. Муфты обеспечивают плавное включение
и надежное ограничение вращающего момента, они могут компен¬
сировать радиальные, осевые и угловые смещения валов без
существенных радиальных и осевых нагрузок на валы и опоры.
Муфты обладают хорошим шумопоглощением, способны смягчать
толчки и гасить вредные крутильные колебания. Шинно-пневма¬
тические муфты могут быть использованы в качестве тормозов.205
Рис. 4.21. Схема радиальной
шинно-пневматической муфтыК недостаткам этих муфт отно¬
сят: значительную стоимость рези¬
нокордного баллона, чувствитель¬
ность к попаданию на резину мас¬
ла, щелочей и кислот.Различают следующие конструк¬
ции шинно-пневматических муфп
радиальные g колодками (рис. 4.21),
осевые g дисками (рис. 4.31).Радиальные шинно-пневматичес¬
кие муфты. В этих муфтах враща¬
ющий момент передается за счет сил
трения между колодками резино¬
кордного баллона, связанного с одной полумуфтой и цилинд¬
рическим ободом второй полумуфты (барабаном). Принципиаль¬
ная схема радиальной шинно-пневматической муфты показана
на рис. 4.21.Между ведущей 4 и ведомой 3 полумуфтами помещается резино¬
кордный баллон /, прикрепленный к полумуфте 4. На внутренней
поверхности баллон снабжен фрикционными накладками 2. При
поступлении сжатого воздуха через штуцер 5 в полость баллона
колодки прижимаются к полумуфте 3 с силой, обеспечивающей
передачу заданного вращающего момента. Баллон может быть
прикреплен к полумуфте 3. В этом случае центробежная сила,
действующая на колодки, препятствует размыканию муфты при
выключении, что потребует применения специальных отжимныхА7	еРис. 4.22. Баллон шинно-пневматической муфты206
пружин. Большее распространение получили муфты, в которых
центробежная сила способствует расцеплению полумуфт (при
выключении на ходу).Баллон шинно-пневматических муфт представляет замкнутую
кольцевую камеру овального поперечного сечения и состоит из
следующих частей (рис. 4.22): внутренней резиновой камеры 1,
обеспечивающей герметичность; каркаса 2, изготовленного из слое
обрезиненной ткани, которая обеспечивает необходимую проч¬
ность и устойчивость его профиля при действии внутреннего давле¬
ния воздуха; двух резиновых протекторов 5 и 3, защищающих
каркас от вредного воздействия агрессивной среды и механических
повреждений; одного или двух стальных ниппелей 4, через кото¬
рые сжатый воздух подается во внутреннюю полость баллона;
стальных планок g двумя резьбовыми отверстиями в каждой,
утопленными в массив наружного протектора баллона.Шинно-пневматические муфты выпускают g колодками, свя¬
занными о баллоном о помощью гладких шпилек 5, проходящих
через отверстия в протекторе и зафиксированных от выпадения.
Баллон теплоизолирован от колодок паронитовой прокладкой 7,
которая защищает его также от попадания продуктов изнашива¬
ния. Колодки облицованы фрикционными накладками 6.Существуют также шинно-пневматические муфты бесколодоч-
ного исполнения. В них рабочей является поверхность протек¬
тора 5 (рис. 4.22), который в этом случае специально облицовы¬
вается слоем фрикционной резины. Отсутствие фрикционных
колодок облегчает монтаж и обслуживание муфты. Баллон может
быть цельным или разъемным, в последнем случае значительно
упрощается замена износившихся баллонов.Основные размеры и параметры муфт, изготовляемых по чер¬
тежам ПО «Уралмаш» (рис. 4.22), представлены в табл. 4.13.Шинно-пневматические муфты обычно выбирают по расчетному
моменту [3]расч ” kkvTном*где k — коэффициент запаса сцепления, равный 1,2—1,5; kv —
коэффициент режима; Гном — номинальный вращающий мо¬
мент, Нм.Зная расчетный момент и учитывая требование Т’рас, < Тши
(Ттах — максимальный момент, допускаемый для муфты данного
размера по табл. 4.13), находят необходимый размер муфты.Требуемое внутреннее давление в баллоне приблизительно
определяют увеличением на 10% давления на поверхности трения
(МПа)!Р = 2Tp&cJ(nD%bf)t,	(4.37)где DTp — диаметр поверхности трения; b — ширина колодок
(рис. 4.21); f — коэффициент трения. Значения / приведены ниже!207
Таблица 4о13. Размеры (мм) и параметры муфты ши£ш0-гшеематичес&0й ($шс. 4.22)ОбозначениеОбоде 2
о к
ч .“2ЧоОтверстияКолодкаНиппельdtd<Числов "
в «а
а <а
к чМП 300Х 100
МП 500X 125
МП 700X200
МП 1070X2002974976951065450720100014004Q0+8658+а900^21295*&430690950135011515424024013Н1217Н1227Н727Н71212161656
15
1598123198198567.57.512121826М20Х 1,5
М20Х 1,5
МЗЗХ 1,5
МЗЗХ 1,512122525П5±2
152 ±2
246±3
246±2100±1
125±1
200±1
205±266814ОбозначеннеНоминальный
вращающий
момент, Н* мптах»об/минЧастота включений, цикл/ч,
не более, при частоте вра¬
щения, об/минДинами¬
ческий
момент
инерции,
кг* м3Масса,Объем
воздуш¬
ной по¬
лости
баллона,Дм8Ресурс
баллона,
ч, не ме¬
нееQ—600500 —
10001000 —
1500баллонамуфтыМП 300Х 1001 96015004020100,1576±0,516,21,98500МП 500X 1252 65015004020101,26516=Ы357,51000МП 700X20019 40010006020--6,76644dt211723,1900МП 10070X20050 50050060—-21,09465±317646,0900Примечания* I* Температурный диапазон рьботоспособкоста баллона от —50 °С до -f50 °С„
2, Рабочее давление в баллоне 0,588—0,981 МПав
Для парн асбокаучук—сталь	0,30—0,32» » асбобакелит—сталь	0,20—0,35
» » резина—сталь:при давлении воздуха до 1 МПа .	0,40—0,45» »	» » 2 МПа .	0,35—0,40» »	» свыше 2 МПа	0,30—0,35Увеличение давления в баллоне на 10% идет на преодоление
упругой деформации баллона и действия центробежных сил на
баллон с колодками.Максимальный момент, допускаемый для определенного раз¬
мера муфты, определяется, с одной стороны, работоспособностью
части муфты, с другой — работоспособностью резинокордного
баллона. Максимальный момент, ограничиваемый условием проч¬
ности поверхностей трения,Tma%<0,5nDlvb[p)f,	(4.38)где [р] — допускаемое давление на поверхности трения, МПа.Максимальный момент из условия работоспособности бал¬
лона [97]г та* < 2 лг\ (р - Ро) Н tg2 p,/tg fr,	(4.39)где г0 — средний радиус баллона (рис. 4.23); р0—давление,
расходуемое на преодоление начального зазора между колодками
и шкивом, равное 0,03—0,05 МПа; Н — средняя высота каркаса;
Ро — угол наклона нитей корда к меридиану на среднем радиусе г
баллона (угол закроя корда); — угол наклона нитей корда
к меридиану на радиусе гь определяемый из соотношенияsin Pi = rr sin PoAvЗа допустимый момент принимают меньший из найденных
по формулам (4.38) и (4.39).Крутильная податливость муфты, характеризующая ее упру¬
гие свойства, может быть определена по формулеб — МIq (2/Ik£^q sin 2J3q) -|—+ IU^i/(02лГпР i&j) -j- Ц2Л2/(б'2яГпР 2^2)*	(4.40)где t0 — шаг нитей корда на окружности баллона радиусом г0
(рис. 4.23); пя — число слоев корда; Ек — модуль упругости
корда; T)i и т)а — коэффициенты, характеризующие отношение
максимального напряжения к среднему во внутреннем и наруж¬
ном протекторах; G — модуль сдвига резины протектора; гпр1
и гпра — средний радиус внутреннего и наружного протекторов;
Ьг и &2 — ширина внутреннего и наружного протекторов.Значения % и qa находят по графику (рис. 4.24) в зависимости
от параметраv « 2 ^ Vt0b2G/[nKhEH sin2 (2р)]-	(4.41)209
hf H Л.Рис, 4.23. Размеры баллона шинно-пнев¬матической муфтыРис. 4,24. Зависимость коэффициента
Ti* от параметра vViго1,81Л1,61,2LdПри подсчете коэффициента в формулу (4.41) вместо г,
Гпр» Ь, h, р необходимо подставлять значения rlf гпр1, bu hly
(см. рис. 4.23), а при подсчете коэффициента г)2 — соответственноРасчетная зависимость (4.40) выведена без учета влияния не¬
линейности характеристик резинокордного баллона, его темпе¬
ратуры, скорости деформации и некоторых других факторов.
Поэтому для ответственных изделий податливость муфты опре¬
деляют экспериментально при динамическом нагружении.Шинно-пневматические муфты фирмы «Биндер». Шинно¬
пневматические муфты, выпускаемые фирмой «Биндер» (ФРГ),
имеют три исполнения. У исполнений СВ (рис. 4.25) и VG
(рис. 4.26) сцепление полумуфт происходит в радиальном направ¬
лении благодаря резинокордной шине 2, соединенной с внутрен¬
ней поверхностью ведомого барабана 1. У исполнений ER
(рис. 4.27), ЕВ (рис. 4.28), Е (рис. 4.29) и VE (рис. 4.30) сцепле¬
ние происходит в радиальном направлении благодаря резино¬
кордной шине 2, соединенной g внешней поверхностью ведомого
барабана 1.На рис. 4.25, а представлена шинно-пневматическая муфта
исполнения СВ, имеющая стальное кольцо 1 с одно- или двусто¬
ронним фланцем для соединения с соседними деталями, к нему
привулканизирована резинокордная шина 2, которая при подаче
воздуха осуществляет прижатие тормозных колодок 3 к барабану.
Тормозные колодки 3, состоящие из стального корпуса с при¬
клеенными фрикционными накладками, соединены с шиной осями
4У параллельными оси вращения муфты. Колодки можно легко
демонтировать. Податливость резинокордной оболочки в окруж¬
ном направлении делает муфту упругой. Центробежные силы,210
Рис, 4.25. Муфта фирмы «Биндер» исполнения СВ
Таблица 4.14. Размеры (мм) и параметры муфты шинно-пневматической (рис. 4.25)ОбозначениеDDtGКLмNа<Е2чоQRSТUVWЧислоотвер¬стийДиаметротвер¬стийЧислоколодокШиринаколодок4СВ20066,7184,1169,986,434,96,41/822° 30104,82,484,91489,5650,86СВ20074,6—273,125489,539,79,53/322° 30156,42,4127,023014,3650,88СВ25087,3—327,0330889,548,49,53/822° 30'207,22,4154,028414,3863,510СВ300104,8—390,47371,5129,550,89,53/815° 00'257,24,8185,834617,51076,212СВ350123,8257,2447,7428,6149,550,89,53/812° 50'3084,8214,340317,51289,014СВ400136,5282,6498,5479,5169,550,89,53/811° 15'358,84,8239,745417,514101,616СВ500168,3346,1596,9571,5812,763,512,73/822° 30'411,24,8282,652720,610127,018СВ500168,3346,1647,7619,11212,763,512,73/815° 00'4624,8309,657820,6и127,020СВ500168,3346,1698,5669,91212,763,512,73/815° 00'512,84,8335,0628,520,612127,022СВ500168,3346,1749,3720,71212,763,512,73/815° 00'563,64,8360,4679,520,613127,024СВ500168,3346,1800,1771,51612,763,512,73/811° 15'614,44,8385,873020,614127,026СВ525176,2362,0863,6831,91015,963,515,91/211° 15'665,26,4412,8787,821,416133,328GB525176,2366,7914,4882,61615,963,515,91/2-11° 15'7166,4438,283821,417133,330СВ525176,2366,7965,2933,21615,963,515,91/211° 15'766,86,4463,688921,418133,332СВ525176,2366,71016,0984,31815,963,15,91/210° 00'817,66,4489,094021,419133,336СВ525176,2366,71133,481095,41819,07019,03/410° 00'919,26,4549,31055,521,422133,340СВ525176,2366,71235,111972019,07019,03/49° 00'1020,86,4600,01157,521,424133,345СВ525176,2366,71362,113242419,07019,03/47° 30'1147,87663,61287,521,427133,3
Продолжение табл. 4.14ОбозначениеНоминальный
момент, Н* м,
при давлении
р = 5,3- 10*. ПаДинамический
момент инерции,
кг- маЧастота вращения, об/минОбъембаллона дмаМасса, кгпри включенииПхмаксимальнаялтахпри нормаль¬
ном давлениипри соприкоснове¬
нии с барабаном и
при изношенных об¬
кладках4СВ2001130,0084180018000,0660,151,26СВ2002300,042180018000,1970,333,28СВ2504850,084134018000,2950,474,110СВ3009200,263107018000,4400,858,612СВ3501 5000,50690018000,7001,261,814СВ4002 2250,88576518000,4401,1815,916СВ5003 9802,19067015400,7202,3033,518СВ5004 9702,95060014000,8002,5436,720СВ5006 0603,80053513100,8702,8040,022СВ5007 0404,80049012200,9503,0543,024СВ5008 4756,00044512001,0303,3146,226СВ52510 4008,85041510501,1304,2060,328СВ52511 97510,60038010001,2004,5163,530СВ52513 67012,8003559501,3004,8067,132СВ52515 48015,1503359001,3805,1071,236СВ52519 43521,1503008101,4905,7080,740СВ52523 88430,8002707401,6506,3090,145СВ52529 38047,000,2406701,8807,05119,0
Таблица 4.15. Размеры (мм) и параметры муфты шинно-пневматической (рис. 4.26)ОбозначениеDDаDiGLжNQRSтVWЧисло от¬
верстийДиаметр от¬
верстийЧисло ко¬
лодокШирина ко¬
лодок11,5VC500155,6162,0323,9498,48479,4169,560,39,511° 15'295,314,3239,714,38127,014VC500155,6163,5322,3596,90571,5812,773,012,722° 30'361,214,3282,614,38127,016VC600187,3196,0385,8647,70619,11212,773,012,715р412,014,3309,617,58152,420VC600187,3196,0385,8749,30720,71212,773,012,715°513,614,3360,417,510152,424CV650195,3206,0404,8863,60831,81615,973,015,911° 15'615,216,0412,815,012165,128VC650195,3206,0404,8965,20933,51615,973,015,911° 15'716,816,0463,615,014165,133VC650195,3208,0404,81133,481095,41819,079,419,015р843,816,0549,315,016165,137VC650195,3208,0404,81235,081197,02019,079,419,09Р945,416,0600,115,018939,842VC650195,3208,0404,81362,081324,02419,079,419,07° 30'1072,416,0663,615,0201066,814VC1000293,7301,6601,7596,90571,5812,773,012,722° 30'361,216,0282,620,08254,016VC1000293,7301,6601,7647,70619,11212,773,012,715р412,016,0309,620,08254,020VC1000293,7301,6601,7749,30720,71212,773,012,715°513,616,0360,420,08254,024VC1000293,7303,6601,7863,60831,81615,973,015,911° 15*615,216,0412,820,010254,028VC1000293,7303,6601,7965,20933,41615,973,015,911° 15-716,816,0463,620,010254,032VC1000293,7305,3604,81114,431082,72415,973,015,97° 30'818,416,0535,020,612254,038VC1000349,3361,2712,81254,131216,02019,079,419,09°970,816,7609,622,212305,042VC1200349,3361,2712,81362,081324,02419,079,419,07° 30'1072,416,7663,622,214305,046VC1200349,3363,2712,81530,351486,02422,2124,019,07° 30'1174,819,0730,322,216305,052VC1200362,0376,0738,81701,801663,73222,2181,025,45° 37,5'1327,228,5825,528,618305,051VC1600463,6477,5941,41701,801663,73222,2232,025,45° 37,551301,828,5825,528,618406,0
Продолжение табл, 4,15ОбозначениеНоминальный
момент, Н*м,
при давлении
р = 5,3- 10* ПаДинамический
момент инерции,
кг* м2Частота вращения, об/минОбъембаллона, дм8Масса, крпри включении
л 1, об/минмаксимальный
"max’ об/минпри нормаль¬
ном давлениипри соприкосно¬
вении с барабаном
при изношенных
обкладках11,5VC5003 0501,81133018000,441,1343,5I4VC5004 4303,30110015000,621,5658,016VC6007 3454,8595514000,801,9568,520VC60010 5108,1576512000,952,2981,224VC65015 25515,5563510501,123,28111,578VC65020 56522,6554510001,301,38127,033VC65028 81545,704859001,495,88178,037VC65031 16059,004128001,726,55196,042VC65042 94083,903658001,887,14220,014VC10009 6055,36110018000,613,0296,516VC100012 8808,9495514001,614,18109,020VC100018 19013,0376513001,855,05128,024VC100024 74523,2763512502,187,62171,528VC100033 44534,8354511002,468,70195,532VC100046 89066,2047510503,649,80283,038VC120076 83598,234007405,4412,40310,042VC120092 545154,723656706,4013,90406,046VC1200107 350203,6333260010,9019,70444,052VC1200137 295307,1329455012,3024,70540,051VC1600181 930446,0430055016,4032,80876,0
.26» Муфты фирмы гБиндер! исполнения
Рис, 4,27. Муфта фирмы «Биндер» исполнения ERдействующие на фрикционные накладки и шины, способствуют
процессу выключения муфты. Размеры и параметры муфты пред¬
ставлены в табл. 4.14. Муфты, начиная с типоразмера 12СВ350,
с целью увеличения передаваемого вращающего момента выпу¬
скаются сдвоенными (рис. 4.25, б).На рис. 4.26 (табл. 4.15) представлена муфта исполнения VC,
имеющая стальное кольцо 1 с двусторонними фланцами, к кото¬
рым крепятся диски 4, несущие тормозные колодки 3. Фланцами
с дисками 4 муфта присоединяется к соседним деталям. Фрикцион¬
ные колодки 3 состоят из литого алюминиевого корпуса в виде
рамки с приклепанной фрикционной накладкой. Колодки фикси¬
рованы в радиальных пазах по стальным стержням 5, установлен¬
ным в дисках 4. Шина 2, присоединенная к кольцу 1, служит
лишь для создания прижатия колодок 3 к барабану. Вращающий
момент передается двумя дисками 4 через стальные стержни 5
и колодки на барабан. Благодаря этому шина не нагружается
вращающим моментом. Ажурная конструкция колодки 3 обеспе¬
чивает отвод теплоты от трущихся поверхностей. Поэтому эти
муфты находят применение в машинах с тяжелыми условиями
эксплуатации при высоких нагрузках и длительных проскальзы¬
ваниях.На рис. 4.27 (табл, 4.16) представлена шинно-пневматическая
муфта исполнения ER. Усиленная кордом шина 2, служащая для
создания силы прижатия, привулканизирована к кольцу 3.
Наружная часть шины 2 снабжена протектором 1 из резины с вы¬
соким коэффициентом трения.Муфта является упругокомпенсирующей, т. е. обладает кру¬
тильной податливостью и компенсирует взаимное смещение валов
за счет деформации шины. Муфта предназначена для соединения217
Т аблица(рис. 4.27)4.16. Размеры (мм) и параметры муфты шинно-пневматическойОбозначениемуфтыо кXсхи «<и я
S нSa«Sтг6ER2008ER25010ER30012ER35014ER40016ER47519ER47521.5ER47524ER47577,890,5108,0120,7133,4169.3169.3168.3168.385,7136.5178.0228.5279.5289.0365.0428.5492.063,5111,1133.3
184,1
235.0
244,5279.4
342,9406.49.59.512.712.712.712.719.019.019.025.4
31,847.647.647.663.563.563.563.57.97.99.59.59.512.712.712.712.745°22°22°15°15°22°30°22°22°30'30'00'00'30'00'30'30'150,0200,8251.6
302,4353.2401.6477.8541.3604.813.513.5
16,0
16,0
16,024.024.024.024.050.8
63,5
76,288.9
101,6
120,6
120,6
120,6
120,6ОбозначениеНоминальный
момент, Н*м,
при давлении
р = 5,3- 10* ПаДинамиче¬
ский мом нт
инерции,
кг- м2Объем баллона, дм8при нор¬
мальном
давлениипри соприкосно¬
вении с бараба¬
ном и при из¬
ношенных об¬
кладкахМасса,кг6ER2008ER25010ER30012ER35014ER40016ER47519ER47521,5ER47524ER4751754007451390255026805380712094350,0040,0200,0300,0850,1700,3000,6301,1401,7300,300,521,081,181,572,005.005.00
5,620,3300,5571,2001,2601,7002,1605,3605,4306,1303.28.23.6
5,97.7
14,0
17,723.627.6неподвижных валов либо валов с малой разностью частот враще¬
ния. Снижение давления воздуха повышает податливость шины.
Давление воздуха в шине для передачи номинального момента
0,53 МПа, предельно допустимое 0,77 МПа.На рис. 4.28 (табл. 4.17) представлена шинно-пневматическая
муфта исполнения ЕВ. Конструкция этой муфты такая же, как
и муфты исполнения ER (рис. 4.27). Только для передачи момента
вместо протектора применены колодки /, как и в исполнении СВ
(рис. 4.25). Колодки к шине крепят стержнями.Эти муфты применяют при малых частотах вращения и малых
пусковых нагрузках. Номинальный момент передается при давле¬
нии воздуха в шине 0,53 МПа. Допустимое давление 0,77 МПа,
При применении муфты в качестве предохранительной следует
периодически контролировать давление в шине.На рис. 4.29 (табл. 4.18) представлена шинно-пневматическая
муфта исполнения Е. Два составных стальных кольца 3 имеют
объединенный фланец, которым муфта присоединяется к соседним218
Таблица 4.17. Размеры (мм) и параметры муфты шинно-пневматической (рис. 4.28)Обозна¬чениеmindmaxЬDtJКДиаметротверстиймNDVЧислохолодокШиринаколодок4ЕВ12522,238,044,538,170,054,07,2519,07,945° 00'100,06,41031,86ЕВ20022,244,570,050,885,763,5925,47,945° 00'150,09,5650,88ЕВ25031,789,083,063,5136,5111,1931,77,922° 30'199,29,5863,5Примечан и е. Число onгверстий г = 4.Продолжение табл* 4,17Обозна¬чениеНоминальный мо¬
мент, Н*м, при дав¬
лении р = 5,3 X
XI 0е МПаДинамический мо¬
мент инерции, kf* м*Максимальная ча¬
стота вращения,
об/минОбъём баллона,
дм3Масса, крпри нор¬
мальном
давлениипри соприко¬
сновении о
барабаном и
при изно¬
шенных об¬
кладках4ЕВ125450,000435000,030,071,06ЕВ2003050,010032000,070,133,28ЕВ2502500,040024000,100,258,6Рис. 4.28. Муфта фирмы «Биндер» исполнения ЕВ
totoо.Рис. 4.29. Муфта фирмы «Биндер» исполнения Е
Таблица 4.18. Размеры (мм) и параметры муфты шинно-пневматической (рис. 4.29)Обозна¬чениеЬDtDtОКЧисло
отвер¬
стий 2Диаметротвер¬стиймQDSDiVЧислоколодокШиринаколодок12Е475
14Е475
16Е475
19Е475
21Е475
24Е475
27Е475
ЗОЕбОО
34 Е 600
40Е700140140140140140140140178178206707070707070708989103298,4298.3295.3295.3295.3295.3295.3376.2376.2
431,8152,4193,68244,48307,98361,95425,45501,65533,40■635,00762,00177.8222.3273.0349.3400.0463.6539.6
584,2685.8812.81012810810121416189.59.5
12,719.019.019.019.019.019.019.032.032.032.032.032.032.032.041.541.541.518° 00'
15° 00'
22° 30'
18° 00'
22° 30'
18° 00'
15° 00'
12° 51'
11° 15'
10° 00'302.4353.2
404480.2
543,7607.2683.4
759,6861.2
1013,66,86,86,86,86,86,86,88,08,08,0204.3204.3
298374.2
437,7501.2577.4633.4
735879.59.59.59.59.59.59.59.512.712.7
14,38101212141618141618120,6120,6120,6120,6120,6120,6120,6152.4152.4
177,8Объем баллона, дм3Обозна¬чениеНоминальный мо¬
мент, Н*м, при дав¬
лении р — 5,3 X
X 10Б ПаДинамический мо¬
мент инерции, кг*м2Максимальная ча¬
стота вращения,
об/минпри нормальных
колодкахпри соприкоснове¬
нии с барабаном и
при изношенных
колодкахМасса, кр12Е475
12Е475
16Е475
19Е475
21Е475
24Е475
27Е472
ЗОЕбОО
34Е600
40 Е 6001	275
1 8102	4303	5604	5755	875
7 57011 975
15 480
25 4250,2100,3370,6001,1001,6502,3603,3306,75011,00022,0009759008506806505805753803752000,3000,3000,3800,4750,6400,6900,7400,8000,9002,1500,800,901,081,331,641,802,002,845,055,1311.514.519.024.0
27,230.534.0
56,771.0
235,6
Рис. 4.30. Вариант исполнения
VE муфты фирмы «Биндер»Рис. 4.31. Осевая шинно-пневма¬
тическая муфтадеталям. Резиновый баллон
2 расположен между коль¬
цами 3 и служит только для
создания силы прижатия
тормозных колодок. Враща¬
ющий момент передается с
колец 3 через колодки 1
на барабан. Пружины 4 препятствуют действию сжатого воздуха
и центробежных сил и способствуют отводу колодок от барабана
при выключении муфты. Они ускоряют процесс выключения
муфты. Эти муфты можно применять при средних частотах вра¬
щения как муфты сцепления, предохранительные муфты и тормоза
при значительных переменных нагрузках. Номинальные моменты
и давление воздуха в баллоне такие же, как у муфты исполнения
ЕВ (рис. 4.28).Конструкция и принцип работы муфты исполнения VE
(рис. 4.30) соответствуют муфте исполнения Е. Однако изменена
конструкция колодок 1, состоящих из алюминиевого корпуса
с приклепанными фрикционными накладками. Эта конструкция
позволяет хорошо отводить теплоту от фрикционных поверхностей.Область применения этих муфт такая же, как и муфт испол¬
нения Е, при наличии большей частоты включений.Осевые шинно-пневматические муфты. Осевые шинно-пневма¬
тические муфты (рис. 4.31) не подвержены заметному действию
центробежных сил. Баллон 1 при подаче воздуха прижимает
диск 4 к диску 5. Заключенные между ними фрикционные на¬
кладки 3 обеспечивают передачу вращающего момента. Отключе¬222
ние муфты производят пружины 2 после стравливания воздуха
из баллона. Габаритные размеры и масса осевых муфт меньше, чем
радиальных; расход воздуха также ниже. Однако осевые муфты
плохо компенсируют смещение осей соединяемых валов, поэтому
применяются ограниченно.4.5.	Пневмокамерные муфтыПростота конструкции, надежность и удобство в экс¬
плуатации обусловили применение этих муфт в экскаваторах,
кранах, дробилках, шнеках-смесителях, скреперных лебедках,
на трелевочных лебедках, в буровых станках, в кузнечно-прессо¬
вом оборудовании. Подобно обычным фрикционным муфтам пнев¬
мокамерные муфты могут быть колодочными, дисковыми, ленточ¬
ными и конусными. Наибольшее применение нашли муфты первых
двух типов.Колодочная разжимная муфта (МН 5019—63). Муфта
(рис. 4.32, табл. 4.19) состоит из ведущего обода 3, в котором
помещена пневмокамера 1, армированная несколькими слоями
корда; ниппеля 2\ фрикционных колодок 7, расположенных на
внешней поверхности пневмокамеры; возвратных пружин 4 и
упоров 5. Принцип действия муфты: пневмокамера при впуске
в нее сжатого воздуха расширяется и прижимает фрикционные
колодки 7 к ведомому ободу 6. Окружное усилие, действующее
на фрикционные колодки, воспринимается упорами 5, которые
закреплены на разъемном ведущем ободе. Окружное усилие
передается от ведущего обода через упоры и фрикционные ко-Рис. 4.32.. Колодочная разжимная муфта (МН 5019—63)223
Таблица 4,19. Размеры (мм) и параметры муфты колодочной разжимной (рис. 4,32)Давление р.МПаНакладкиКамера0,40,60,8ОбозначениеДопускаемая окружная
скорость и, м/с, на поверх¬
ности трения при числе
включений 400—500 в 1 чошDDtdЧислоотвер¬стийВЧислоD.ВоftВеличи¬
на хода
^шаяМасса, кг4,532,25Т, Н-м250X805007001 000250851101 i480145703,57300X908001 2501 60030010513011908173 *801310360X1001 2502 0002 0003601551856100233 *9015420Х 1102 0003 1504 000420195225138ПО278 *100164,520475Х 1283 1505 0005 3004752302601012810313 *11511,530600X 1185 0008 00010 000600365345118124501051535710X1258 00012 50016 000710445485812516544 *110165,550850X13512 50020 00025 000850615 !6501710135710120601000Х 16020 00031 50045 5001000690 |75012160241850140151501800X20535 50056 00080 000118084090020510001807,52201400X24563 000100 000140 000140098010402220245321180220208,53501700X275112 000 |170 000250 0001700128013502627515002509,5500* Изготовление камер освоено промышленностью.
Т-10г,НмРис. 4.33. Номограмма для определения типоразмера коло¬
дочной пневмокамерной муфтылодки ведомому ободу, пневмокамера же в передаче вращающего
момента не участвует. Пружина 4 при удалении воздуха из пнев¬
мокамеры возвращает фрикционные колодки в исходное поло¬
жение.Выбор муфты осуществляется по величине расчетногомомента TVSLC4.Представленная на рис. 4.33 номограмма дает возможность
быстро находить требуемый размер колодочной пневмокамерной
муфты. Для этого необходимо параллельно оси абсцисс провести
прямую с ординатой, равной расчетному моменту, до пересечения
с прямыми давления в пневмокамере. Абсциссы точек пересечения
указывают необходимый типоразмер муфты.Проектировочный расчет муфт этого вида сводится к определе¬
нию характерных размеров муфты и пневмокамер, наименьшего
диаметра впускного отверстия в системе управления, обеспечива¬
ющего оптимальное время нарастания вращающего момента,
а также времени срабатывания муфты.8	Ряховский О. А. и др.225
Рис. 4.34. Фрикционная дисковая
пневмокамерная муфтаДисковая пневмокамерная
муфта (рис. 4.34). На постоян¬
но вращающемся валу 1 на
шлицах закреплен диск 2, по
наружным шлицам которогоЪе-
ремещаются подвижные диски
6 и <5, соединенные между собой
болтами 7..На диске 6 крепит¬
ся пневмокамера 4, имеющая
два ниппеля 5 для впуска воз¬
духа. Между неподвижными
(относительно вала 1) диском
2 и подвижным диском 8 по¬
мещается ведомый диск 9 с
фрикционными накладками 10.
Диск 9 с помощью шлицев на
стакане И подвижно соединено
зубчатым колесом 12. Между
пневмокамерой 4 и диском 2
расположено теплоизолирую¬
щее кольцо 3. Включение муф¬
ты происходит следующим об¬
разом: при впуске воздуха
пневмокамера, расширяясь,
упирается в диск 2 и отодви¬
гает диски 6 и 8 влево, зажи¬
мая ведомый диск 9 между дис¬
ками 2 и 8 и увлекая его во
вращение. Осевая сила включе¬
ния на вал не передается, она
воспринимается болтами 7.
При выключении возвратные
пружины 13 сближают диски6 и 2 и, сжимая пневмокамеру 4, освобождают фрикционный
диск 9.Для лучшего отвода теплоты, выделяющейся во время работы
в пневмокамерных фрикционных муфтах, ведомый шкив муфты
изготовляют с ребрами, что увеличивает поверхность теплоотдачи.
Радиальное расположение ребер обеспечивает более интенсивный
теплообмен и более эффективное охлаждение. Для уменьшения
потока теплоты к пневмокамере предусматривается воздушный
зазор между фрикционной колодкой и пневмокамерой не менее
40 мм. Принудительный поток воздуха обеспечивается крыльчат¬
кой. Расчет муфт см. в работе [7].Муфта «Пневмафлекс» . Пневматическая фрикционная муфта
«Пневмафлекс» фирмы «Ломман-Штоль» ФРГ (рис. 4.35, табл. 4.20)
является комбинацией фрикционной муфты с упругой. Она пред¬
ставляет двойную коническую фрикционную муфту, содержащую226
LiРис. 4.35. Муфта «Пневмафлек»ведомую 1 и ведущую 3 полумуфты с поверхностями трения 2,
пневмоцилиндр 5, поршень 4, воздухопроводы 7 и четыре упругих
элемента 6 из резины, привулканизованной к металлическим
кольцам. Упругие элементы расположены так, что при отсут¬
ствии сжатого воздуха в пневмоцилиндре поверхности трения
разъединены. Фрикционные обкладки прикреплены к внутрен¬
ним коническим поверхностям ведомой полумуфты. Образующаяся
при включении теплота отводится в наружный кожух.Муфта управляется сжатым воздухом при давлении 0,6—0,8 МПа. Как во всех пневматических муфтах, подвод сжатого
воздуха регулируют дроссельным вентилем, благодаря чему
скорость воздуха, подаваемого в муфту, можно менять в больших
пределах и соответственно устанавливать потребное время вклю¬
чения. Благодаря большой сжимаемости воздуха, давление в ци¬
линдре муфты нарастает достаточно плавно.227
Таблица 4.20. Размеры (мм) и параметры муфты «Пневмафлекс» (рис. 4.35)Обозна¬чение^вом^шахпшах»об/минУгол закручивания,градЖесткостьDoРPtприТ’номпри^гааикрутильная
С, Н* м/радрадиальнаясрадаксиальнаяК•кН/ыыКА 1204 68014 000' 30 00011,4382 7006 6001820470425290КА 1406 00018 00025 00011,4383 6007 2001980515460315КА 1607 90023 70025 00011.4384 6007 8002200555500340КА 18010 30030 90025 00011,4386 0008 4002400600540370КА20013 20039 60020 00011,4387 8009 2002600650585ООКА22017 20051 60020 000И,43810 00010 0002800710640445КА24022 30066 90020 00011,438.13 200И 0003100765680480КА26028 64086 40020 00011,43817 20012 0003300820720530КА28038 000114 00015 00011,43822 00013 2003600900800580КАЗОО50 000150 00015 00011,43830 00014 4004000990870620КА32063 600190 00015 00011,43838 00015 00044001090980680КА34079 000237 00010 00011,03747 20016 500464011801030750КА360104 000312 00010 00011,03762 00018 200510013001170840КА380135 000405 00010 00011,03780 60019 800558014001260900КА400156 000468 00010 00011,03793 00027 300765014001170840КА420202 500607 50010 00011,037120 00029 700837015001260900
229Продолжение табл. 4.20Обозна¬чениеLL1itКKiСJмMtddtРасход
воздуха
на вклю¬
чение, лМасса, кгКА 12041546523012740026038575282491112121,5205КА 14043048023513343528541073282691312121,8235КА 160445500240140475310445733028111512122,1290КА 180480540250150510340480733030131512122,5360КА200520585278160555370525833232131512163,0475КА220545615285190605410570823234151812123,7575КА240575650300180650440620823636151816164,3740КА260605680315195690490660823638151816165,0880КА280650735325215760530730904042182216166,01150КА300720810367,52408305708001054446182216167,21590КА3208109104202709456209101204850182824169,02150КА34086597544029098068094012052552228161613,02800КА36094510654803201110760105013056602828161616,03700КА380103011605203501200820ИЗО15060652834161619,04620КА400132014606604701110760105021080902828242423,05400КА4201450160072053012008201140245901002834242427,07000
При подаче сжатого воздуха в пневмоцилиндр 5 осуществляется
перемещение в осевом направлении конусов ведомой полумуфты 1
до сцепления с коническими поверхностями трения 2 ведущей
полумуфты 3. В таком положении осуществляется передача муфтой
нагрузки. Упругие элементы оказываются в напряженном состо¬
янии. При выпуске сжатого воздуха из пневмоцилиндра под
действием сил упругих деформаций элементов происходит рас¬
цепление ведомой и ведущей полумуфт. При этом подвижные в осе¬
вом направлении детали ведомой полумуфты фиксируются на
конусообразном кольце. Таким образом, все части муфты как во
включенном, так и в выключенном положении зафиксированы
в радиальном и осевом направлениях, а следовательно, препят¬
ствуют возникновению дополнительных усилий. Кроме того,
муфты снабжены ограничителем от проворачивания полумуфт.
Муфта отличается легкостью ремонта при малой трудоемкости
и удобством в эксплуатации. Основное применение описанные
муфты находят в судостроении.Выбор типоразмеров муфт производится по мощности и частоте
вращения.4.6.	Электромагнитные муфты сцепления1В электромагнитных муфтах вращающий момент пере¬
дается силами трения, возникающими на поверхностях фрикци¬
онных дисков при их сжатии электромагнитом. Наиболее распро¬
странена электромагнитные фрикционные и порошковые муфты,
а также муфты скольжения 4 (индукционные). Основные достоин¬
ства электромагнитных муфт: удобство дистанционного и автома¬
тического управления; быстродействие; возможность точного регу¬
лирования передаваемого момента; отсутствие неуравновешенных
сил.Сравнительные свойства названных видов муфт характери¬
зуются следующим образом.1.	Наименьшую перегрузочную способность имеют электро¬
магнитные дисковые фрикционные муфты, для которых она со¬
ставляет 0,9. Для порошковых муфт указанное отношение в сред¬
нем равно 0,75. Для индукционных муфт величина отношения
вависит от конструкции их и колеблется в пределах от 0,2 до 0,9.2.	По быстродействию электромагнитные многодисковые фрик¬
ционные и порошковые муфты различаются незначительно. Их
время включения колеблется в пределах 0,03—0,25 с, а время
отключения — в пределах 0,01—0,35 с; индукционные муфты
в этой группе наименее быстродействующие.Электромагнитные дисковые фрикционные муфты. В электро-
магнитных дисковых муфтах сцепление фрикционных дисков,1	Основные термины и их определения см. в ГОСТ 18306—72 «Муфты элек-
тромагнитные с механической связью».2	Конструкции и расчет муфт скольжения рассмотрены в работе [88].230
связывающих ведомую и веду¬
щую части муфты, происходит
под действием сил электромаг¬
нита, возникающих при про¬
пускании тока через обмотку
возбуждения. Муфты, являясь
в основном сцепными, облада¬
ют предохранительными свой¬
ствами.Наибольшее применение на¬
шли многодисковые фрикцион¬
ные муфты, как более компакт¬
ные при одинаковом передава¬
емом моменте по сравнению о
муфтами с одной плоскостью
трения. По сравнению с элек¬
тромагнитными порошковыми и
индукционными муфтами фрик¬
ционные муфты имеют наи¬
меньшие габаритные размеры
при одинаковом передаваемом
моменте. Они надежнее в ра¬
боте, чем порошковые муфты.Недостатком электромагнит¬
ных дисковых фрикционных
муфт помимо недостатков, при¬
сущих механическим фрикцион¬
ным муфтам, является увеличение времени отключения муфты из-за
остаточного магнетизма и наличия масляной пленки на дисках,
вследствие чего необходима установка пружин для развода дисков.
Эти муфты применяются в качестве пусковых и реверсирующих,
в коробках передач для переключения ступеней чисел оборотов,
в приводах для управления циклами перемещений рабочих орга¬
нов машин, в системах следящего привода.Электромагнитные многодисковые муфты выполняют с выне¬
сенными дисками и с магнитопроводящими дисками.На рис. 4.36 представлена конструкция муфты с вынесенными
дисками; в этом случае магнитный поток не проходит через диски.
При прохождении управляющего постоянного тока через ка¬
тушку 3 якорь 4, притягиваясь к корпусу 2, соединенному с вну¬
тренней полумуфтой 1, перемещает тягами 9 нажимной диск 8
и сжимает внутренние 5 и наружные диски 6, соединенные соот¬
ветственно с внутренней полумуфтой 1 и внешней полумуфтой 7.
Подвод тока осуществляется через контактные кольца 10.Муфты с вынесенными дисками применяют при работе с боль¬
шим выделением теплоты и при необходимости повышенного быст¬
родействия. Эти муфты могут работать как в масле, так и без при¬
менения смазочных материалов для фрикционных поверхностей.Рис. 4.36. Сухая многодисковая муф¬
та с электромагнитным управлением и
вынесенными дисками231
Рис. 4.37, Муфта с магнитопроводящими дискамиНа рис. 4.37, а представлена конструкция муфты с магнито¬
проводящими дисками. Муфта состоит из внутренней полумуфты
(корпуса) /, катушки 2, пакета фрикционных дисков 3, якоря 4,
наружной полумуфты 5. При прохождении постоянного тока
управления через катушку 2 возникает кольцевой магнитный
поток, который пересекает диски и замыкается на якоре 4, при¬
тягивая якорь и сжимая диски. Постоянный ток подводится через
контактное кольцо 6, соединенное с одним выводом катушки,
а второй вывод соединен с корпусом.Фрикционные диски по мере изнашивания приобретают не¬
которую конусность, поэтому якорь 4 выполняют из двух колец —
наружного и внутреннего, что обеспечивает лучшее прилегание
его к дискам. Для того чтобы магнитный поток не замыкался через
диски, в них выполняют отверстия по кольцевому пояску, рас¬
полагая его против катушки (рис. 4.37, б).Эти муфты отличаются от муфт с вынесенными дисками боль¬
шей компактностью и саморегулируемостью при изнашивании
дисков; работают в масле. Корпус муфты и якорь изготовляют
из мягкой стали СтЗ или армко-железа, диски — из марганцо¬
вистой стали 65Г с твердостью 40—45 HRC3.ГОСТ 21573—76 предусматривает изготовление многодисковых
фрикционных муфт для моментов от 2,5 до 2500 Н м. Предусмо¬232
трены следующие типы муфт с магнитопроводящими дис¬
ками:1)	муфты с контактным токоподводом, тип Э1М ... 2;2)	муфты с бесконтактным токоподводом, тип Э1М 4;3)	муфты тормозные с ведомыми внутренними дисками, тип
ЭШ 6;4)	муфты тормозные с ведомыми наружными дисками, тип
Э1М 8.Электромагнитные муфты серий Э1М и Е2М с магнитопрово¬
дящими дисками [89]. Электромагнитные муфты серий Э1М
и Е2М можно использовать при разгоне, торможении и реверси¬
ровании нагрузки, переключении ступеней передач; для кратко¬
временного импульсного регулирования частоты вращения; огра¬
ничения пиковых нагрузок в передачах.Электромагнитные муфты серии Э1М. Эти муфты выпускают
трех исполнений: контактного Э1М ... 2 (рис. 4.38), бесконтакт¬
ного Э1М 4 (рис. 4.39) и тормозного Э1М 6 (рис. 4.40). Муфты
данной серии характеризуются следующими основными параме¬
трами: максимальным моментом Гтах, т. е. значением момента,
передаваемого электромагнитной муфтой при номинальном сиг¬
нале управления; эращающим моментом Гв, т. е. моментом,
развиваемым электромагнитной муфтой при скольжении в испол¬
нительном органе; передаваемым моментом Гп, т. е. наибольшим
моментом, который способна передать электромагнитная муфта
при отсутствии скольжения в исполнительном органе; номиналь¬
ным моментом Гном, т. е. установленным нормативным документом
значением момента электромагнитной муфты, равным максималь¬
ному передаваемому моменту муфты, разделенному на коэффи¬
циент запаса; остаточным вращающим моментом Тов, т. е. момен¬
том, развиваемым электромагнитной муфтой при заданной ско¬
рости скольжения и разомкнутом исполнительном органе; остаточ¬
ным передаваемым моментом Тот т. е. наибольшим моментом
электромагнитной муфты, которым можно нагрузить муфту после
снятия сигнала управления и окончания электромагнитного
переходного процесса, не вызывая проскальзывания в исполни¬
тельном органе; статической характеристикой Тп (У), т. е. зависи¬
мостью между установившимися значениями вращающего мо¬
мента и сигнала управления муфты; динамической характери¬
стикой электромагнитной муфты по вращающему моменту при
включении (отключении) — Т (f) или Гв< отк (t)y т. е. зависимостью
вращающего момента от времени при неустановившихся электро¬
магнитных процессах при включении (отключении); временем
запаздывания электромагнитной муфты t0, т. е. интервалом вре¬
мени между началом изменения сигнала управления и началом
нарастания передаваемого или вращающего момента, определя¬
емого по динамической характеристике; временем спадания мо¬
мента электромагнитной муфты £0>1, т. е. временем от начала изме¬
нения сигнала управления до точки динамической характеристики233
Таблица 4.21. Параметры электромагнитных муфт серий Э1М и Е2М (рис. 4.38, 4.39, 4.40, 4.41)Обозна¬чение^номIА, при 2D ®СР Вт, при 20 °СТ'ов»Н-м*0,1* с®шак» Рад/сАЛВт*0,9*Н-мИсполнениеII. IV,VIII, VIIVИ, VIIVII, IV, VIII| IV, VIII, VIIV1 II, IV0416100,3400,308,167,20,100,036008005075—0525160,4670,5111,212,20,150,04500700801200,17Об40250,500,6512,015,50,250,064506001001500,200763400,8720,8620,920,60,400,074005001402100,2408100630,710,9117,021,90,700,083504501802700,28091601000,981,3923,533,41,00,103004002103150,32102501601,341,5532,237,21,20,122803602503750,34114002501,652,3739,757,02,00,142503303004500,36123604001,503,2536,078,02,50,202203003505250,381310006302,833,7068,088,84,00,282002904707050,4014160010003,575,0686,0121,06,50,361802706009000,4515250016004,607,28110,0175,010,00,601602507501125—16400025005,426,55130,0157,08,00,9014021410001500—Примечания: 1. Номинальное напряжение питания постоянным (выпрямленным) током для муфт всех габаритных размеров
24 В. 2. Для муфт 04, 15 и 16 приведенные данные — предварительные. 3. Звездочкой обозначены справочные данные.
Рис. 4.38. Муфта контактного
исполнения Э1М ... 2изолируют,.кольцевойзазорМагнитноТь. отк (О ПРИ отключении электромагнитной муфты, соответству¬
ющей значению 0,1 от номинального вращающего момента, уста¬
новленного нормативным документом; максимальной допустимой
частотой вращения птах; средней теплорассеивающей способ¬
ностью электромагнитной муфты АР, т. е. значением мощности,
рассеиваемой электромагнитной муфтой при предельно допусти¬
мой температуре катушки, измеренной методом сопротивления
в стационарном режиме.В табл. 4.21 приведены некоторые основные параметры муфт
серии Э1М.Муфты контактного исполнения Э1М 2. На рис. 4.38, а
(табл. 4.22) приведена конструкция муфты контактного исполне¬
ния Э1М 2, состоящая из ведомой втулки 1, соединенной с кор¬
пусом 3 торцевым немагнитным сварным швом 2; внутренних
фрикционных дисков 6, соединенных эвольвентными шлицами
с втулкой 1; наружных дисков 7, имеющих пазы для зацепления
с поводком (рис. 4.38, б) — соединительной деталью механизма,
в котором используется муфта; катушки 4, якоря 8, токоподводя¬
щего кольца 5.При прохождении постоянного тока через катушку 4 рабочий
магнитный поток замыкается по контуру Ф, якорь 8 и пакет ди¬
сков 6 и 7 притягиваются к корпусу 3. Таким образом, момент
со втулки 1 через диски 6 и 7 передается на поводок. Расцепление
дисков при отключении муфты обеспечивается упругими наруж¬
ными дисками, имеющими волнообразную форму, при этом якорь
отходит вправо до упора в бронзовое кольцо 9. Масло подается
вдоль вала и через радиальные отверстия 10.Муфты бесконтактного исполнения Э1М ...4. На рис. 4.39
(табл. 4.23) представлена конструкция бесконтактной муфты
исполнения Э1М 4, отличающаяся от муфты Э1М ... 2 (рис. 4.38)
наличием составного магнитоцровода, образуемого корпусом 2235
Таблица 4.22* Размере (мм) муфт контактного исполнения Э1М ... 2 (рис. 4.33)Обоз на*
чениеD
(пред.
откл.
по Н9)Dt
(пред,
откл,
по hi 1)DtDi&IhIthи1%Idtb(пред.
откл.
no HI2)Число
пазов пЧисло*дисков047272286730-0.1710,71,5134,91071,031043/4058078327032-оЛ?111,5144,91071,131063/4069088358035-o*l712,51,5165,612101,231263/407100984290З8-0Л7151,5167,212101,631264/5081101105010042-оЛ7161,5187,214102,141264/509*1201205511045-o,i718,51,5209,016102,341664/5101351356012552-O'g221,52211,018123,241665/6111501507014060-ол23,52,02510,820123,341685/6121701708016068-ол272,02813,222134,142086/71319019010018078~o*i32,52,03117,625183,652086/71421521511020090-o,sa37,52,03420,828184,052086/715240240130220100-о,28432,03824,032205,562587/816270270140250ПО-0,91492,04227,235207,3625108/9■ В числителе условное дроби приведено число наружная дисков, в знаменателе внутренняя.
Зотб l-
на глуб. hРис. 4.39. Муфта бесконтактного исполнения Э1М... 4я катушкодержателем 1, разделенным балластными вазорами.
Катушкодержатель 1 неподвижно крепят к деталям рабочего
механизма, что дает возможность не применять элементы токо-
подвода. Наличие зазора между корпусом 2 и катушкодержате¬
лем 1 улучшает условия охлаждения катушки и обуславливает
высокую эксплуатационную надежность этих муфт при тяжелых
режимах работы.Муфты тормозные исполнения Э1М ... 6. На рис. 4.40
(табл. 4.24) представлена муфта тормозная исполнения Э1М, име-Lj tg f8/2-КЖ-^$р\\001 |г 11IW >Р))s._. с£Рио. 4.40. Муфта тормозная исполнения Э1М ... в237
Таблица 4.23, Размеры (мм) муфты бесконтактного исполнения ЭШ...4(рис. 4.39)Обозна¬чениеD (пред.
откл. по
Ьб)Dj (пред.
откл. по
hll)DtDSк оо «(Xа*Q О J5QoSD<ь1hи04050607080910
11
1213141516728090100110120135150170190215240270727888981101201351501701902152402702832354250556070801001101301406770809010011012514016018020022025037.541.046.554.0
61,469.078.290.0104.2123.2132.2152.0168.065758595100110125140-160180200220250506070809010011012014016518020023036-0,1738_o,i742,5-0ii745-0,1748_o,i7^-0,260-0,268-0,274-0,286-0,23
100-0,231 Ю—о,23120-0,2310,71112.5151618.5
2223.5
2732.537.5
43
492223333445
5
5
5151518202426263239.5
3242.5
58
55Обозна¬чениеи*4г«Ьгб.®IddiоVOV“с> Vс чЬh•5 *= я044,937—0,25+°»0Б0,25+о*071,2M5341043/4054,93,370,25+О»°б0,3+1,1M534,51063/4065,63,3100,25+0»°б0,3+°,ов1,2М5351263/4077,23,8100,3+0’ов0,35+0’071,6М5351264/5087,24,5100,3+ °»ов0,35+°»072,1М5471264/50994100,з+ме0,35+0»072,3М5461664/510И4120,4+ме0,4+ма3,2Мб46,51665/61110,85,5120 4+о.ов0}4+о,083,3Мб491685/61213,25,5130*4+0,070^45+М94,1Мб492086/71317,65,5180,4+ 0,080,45+М83,6М85112086/71420,85,5180,4+М80,5+Мв4М85142086/715245,5200,5+ме0,5+Мв5,5М86142587/81627,25,5200,5+М80,5+ о.оа7,0М1061825108/9Размер действителенпри совмещении торцовтх(катуш кодержателя)и 1 { 1 корпуса; в одну плоскость. Т допустимое суммарное— монтажное и эксплуа-тационное смещение торца Т1 относительно торцаTs1 ±0,6 мм независимо от габа-ритных 1размеров.W *Вчислителе условной дроби приведено число наружных дисков, взна-менателе- внутренних.ющая деталь 2, охватывающую корпус 1. Якорь 5 подвешен на
детали 2 через деталь 4. Наружные диски 3 соединены с деталью 2
поводком. Наличие зазора мржду якорем 5, корпусом 1 и шлицевой
втулкой 7 позволяет свободно вращаться внутренним дискам 6
о втулкой 7 при отключении муфты.При включении муфты к шлицевой втулке 7 прикладывается
тормозной момент, равный вращающему моменту муфты. Усилие238
Таблица 4.24* Размеры (мм) тормозных муфт исполнения Э1М...6 (рис. 4.40)ОбозначениеD (допуск
—0,5)оГSt43
о о
Р. С
.qSСП.л(X с
с<и О
О.Вс .w4QoQDb (пред.
откл. по h6)Xо>.СО _
«.оQ+IЬв/t (пред.
откл. по Н12)и (допуск
—0,2)Ь6и>»СО CN5о1Число дис-
I ков *0410575282925709030_о>1480315,591,04/305115853233298010032-0.1,9031691,14/306125953536329011035_о»1710031691,24/30714010542433710012338_о»17110316111,85/40815011550514411013342_0»i7120416112,35/40917013055575012015045_о,17135416132,55/41018514560625613516552_0,а150420133,56/5И21516570726515019060_о»2170520173,26/51223518580827617021068_о»2190520174,37/6132552051001039719023078_0i2210525174,07/61429022511011210621025690_q,23230525214,27/615310245130134126230276100_о»23250525215,58/716355280140144136265312110_о»23285525217,39/8к В
менателечислителе условной
— внутренних.дроби приведено число наружнвх дисков, в вна-239
Таблица 4.25. Размеры (мм) муфты исполнения Е2М...4 (рис. 4.41)Обозна¬чениеD (пред.
откл. по
h6)D1 (пред.
откл. по
Ь9)D2min
(пред.
откл. по
Н7)Di ±0,2D* maxьLtS054808040602548,5422,5064909045703055,5482,507410010055803557,5502,508411011065904563,0553094120120701005070,0603,5104135135751105579,0694114150150951206585,07441241701741051407597,085413419019212516590112,0985144215215135180100121,01075Обозна¬чениеfiиhииd"maxв05443,0187,03,0М55+0*90,806444,0237,04,2М55+0,81,007454,0268,55,0М55+0,81,508464,0278,42X3,3М56+0»81,509464,5289,02Х 3,7М56+0,81,510484,53010,02X4,0Мб6,5+М2,011486,03311,52X4,7Мб9+1,02,512486,04112,03X4,0Мб9+М5,0134107,04414,03X5,0М811 + М3,0144107,04715,03X6,0М814+М4,5торможения замыкается на корпус узла через наружные диски 3
и деталь 2.Муфты тормозные исполнения Е2М 4г. Муфты данной
серии предназначены для применения в основном в автоматических
коробках передач с корпусами, имеющими разъем по главной
плоскости симметрии. Их целесообразно применять в механизмах
подач станков в труднодоступных для осмотра местах.Исполнение Е2М ... 4 включает в себя 10 основных габаритных
размеров серии (от 0,5 до 14) на номинальные моменты 16—
1000 Н-м.На рис. 4.41 (табл. 4.25) представлена электромагнитная муфта
о магнитопроводящими дисками и встроенными подшипниками
качения исполнения Е2М 4. Муфта состоит из катушки У,
размещенной в пазу катушкодержателя 2 без специального кар¬
каса; корпуса 3 с полюсами, соединенными магнитоизолирующим
швом 4; несущей втулки 10, на которой монтируются подшип¬
ники 15\ внутренних дисков 5, наружных дисков 6, якоря 7 и8 Муфты разработаны совместно с Польским исследовательско-конструктор¬
ским бюро муфт и тормозов (ИКБМТ).240
вспомогательных деталей 8 и 9 крепления якоря. Подшипники
установлены с небольшим осевым натягом, обеспеченным комби¬
нированной упорной шайбой 14 и стопорным кольцом 13.При подаче напряжения к обмоткам катушки 1 рабочий маг¬
нитный поток замыкается по контуру Ф. Переход магнитного
потока с неподвижной части магнитопровода на вращающуюся
осуществляется через балластные зазоры 11 и 12. За исключением
конфигурации этих зазоров и повышенного рассеяния потока
через подшипники и ступицу во втулку, магнитные системы муфт
исполнения Е2М ... 4 и Э1М 4 (ГОСТ 21573—76*) аналогичны.
Параметры муфт Е2М 4 совпадают с аналогичными параме¬
трами муфт Э1М 4 (см. табл. 4.23) с небольшими отклонениями
времени запаздывания электромагнитной муфты t0il и допусти¬
мых значений средней теплорассеивающей способности АР, огра¬
ничиваемой температурными условиями работы подшипников.Выбор электромагнитных муфт. Данная методика предло¬
жена ЭНИМСом [89]. Муфты оцениваются по следующим пара¬
метрам: статическому (передаваемому) моменту; динамическому
(вращающему) моменту; времени переходного процесса в приводе;
средней мощности потерь; единичной энергии; остаточному пере¬
даваемому моменту. В некоторых случаях оценки, практически
не влияющие на выбор муфты для конкретного механизма, можно
опускать.Предлагается следующий порядок подбора муфты.1.	Оценка по статическому моменту. Номинальный момент Тном
муфты должен превышать максимальное значение приведенного
статического момента нагрузки Гст> шах, прикладываемого после
включения муфты,Т'ном kTСТя гаах,	(4.42)где k — коэффициент запаса (k = l,l-f-l,6 —меньшие значения
берутся при более плавном изменении нагрузки).2.	Оценка по динамическому моменту. Вращающий момент Тв
муфты должен превышать максимальное значение приведенного
момента трогания Гтрор механизмаГв>Ттр0Р.	(4.43)3.	Оценка по времени переходного процесса.На рис. 4.42, а представлена фактическая и расчетная динами¬
ческая характеристика муфты. Эта нелинейная зависимость при
расчетах заменяется кусочно-линейной (рис. 4.42, б), а при «длин¬
ных» разгонах механизмов принимается постоянной (рис. 4.42, в).
В последнем случае время разгона tv механизма с приведенным
моментом инерции J (кг-м2) при изменении частоты вращения
ведущего вал*а от пг до п2 (об/мин) при приведенном моменте
сопротивления движению Тс (Н-м) равно241
Рис. 4,42* Динамическая характеристика муфты1 	 3 п2 — ni .■Р 9,55 0,9ГВ — Тс ’время торможения от гц до пгJ ^2 ““ ^1U —9,55 0,9Tb — Тс'
время реверса от +п2 до —п2?рев = ^р ~Ь ^т»(4.44)(4.45)(4.46)где tv и tT вычисляют по формулам (4.44) и (4.45) при пх = 0.Следует выбирать муфту, значение Тв которой обеспечивает
необходимые для данного механизма tp, tT, /рев.Если расчетные величины tp, tT, tpeB соизмеримы со временем
запаздывания муфты при включении t3 = t0 + 0,5/0>в, то они
определяются с учетом кусочно-линейной характеристики муфты.
При этом считают, что время разгона слагается из интервала
нарастания вращающего момента муфты до значения момента
сопротивления (на рис. 4.42 точка А) и времени, прошедшего
до установления выходной скорости.Кусочно-линейная характеристика муфты описывается функ¬
цией вида;0
Гв(0= \o,9TJJt0>t
. 0,9ГВtp — ?тр “Ь
*тр = ?0+1,Шм7У7'в.Время установления0	с г < jf0;to<t< ^0,9 >1	> ^0,9»(4.47)(4.48)(4.49)..	J (n2 tl-j)П EC /Л Ci'V	П(0,9 Тв-Тс) 1пл9,55(0,9 Гв-Тс) 1Время торможения от n2 до nt
J (n2 — nx) |?* =0,97^20,9Гв(<о + г».»/2)9,55(0,9ТВ-ГС)0,9ГВ + Г0(4.50)(4.51)242
Время реверса от +л2 до —я2 вычисляется по формуле (4.46),
слагаемые которой определяются по выражениям (4.47)—(4.50)
при Пх — 0.Параметры t0, f0,g приведены в табл. 4.21.4.	Оценка по средней мощности потерь. Средние потери ДЯср
определяются выражениемАРор « ДРтр + АР0 (1 - ПВ/100) + РкПВ/100, (4.52)где АРтр — потери на трение; Рк — джоулевы потери в обмотке;
ПВ — относительная продолжительность включения муфты, %.
При разгонеАР fa * ^Па п^2 0>9ТВ z	/л со\^тР.Р~ 182 0,9Тв — Т0 3600’при торможениид р ^ J (п2 nt)2 0.9Тв	г_ <	,, -^■гтр.т~ 182 0,9ТВ + ТС 3600’при реверсе (пх = 0)тр. рев = АРтр. р “Ь ЗАРтр, х,	(4.55)где г — число включений в час; АР0 — потери холостого хода, Вт,АР0 = 0,105ГовПотн»	(4.56)лотн — относительная частота вращения дисков при отключенной
муфте.Величина АРор должна удовлетворять неравенствуАРср < АР.	(4.57)Значения Тов и Рк при 20 °С для данной муфты берутся из
табл. 4.21.При установке муфты на вертикальном валу норму АР необ¬
ходимо уменьшить.При «коротких» разгонах, торможениях, реверсах вместо вы¬
ражений (4.53)—(4.55) мощность потерь рассчитывают по фор¬
муламд р’ 	 ( J fli)a 0>9Тв I Тс (яа ^i) tp,9} г . /л со\р —{ 182 0,9ТВТС	19,1 /3600’ к 'л _ Г 1 Г я, - % Г0 (2/0 + tM) + 0,9<BfOl9 1» 0,9ГВ
^ [ 2 L 9,55	2J	J 0,9ТВ + Гс ^j 0.9Тв/р,9 Г Я1 _ 2Тс (2Т0 -)- t0tg) -f- 0,9Тв^о.э Т | г . ^ ggj2	[ 9,55	4J	J J 360АРреъ = AP'j, + ЗАР‘.	(4.60)Слагаемые в правой части формулы (4.59) вычисляются при
пг = 0. Если частота включений г > 2нар (zHap — частота вклю-243
Q) АцМ'КДж
7050
40
30201075
4
32
10-К:-U¥?Г—U
-1??V— k4~ihivsчЦ — -
SvV —4.s— ssч:>«\NNVS' ‘ 'Чги])2'*Nss\4;s\4.\4|пн?ksч*Nч - -*\s--S-т^ 4чsks,ss44\\I-06?-\\>4;nrssV*5:\s*Vs-—sI\sVs4'-чД4*s4SsVsЛ\s^SrЛsvr4-s— 4V ‘Д-. \-44— ЛC""s-*Чгs-;"N —r“s.Л4,\4^5>\\, N444s's4ч\SJ01 i} i 5 $78$IQ2, ,2 5,4,5 6 78910' .2 3z,в,360 180 120 90 72605040 30 2010 8 6 5 4 3 2i4)C5).7050
4 О302010754J217,44id~1,ЯЧ,ч>.4NV?/4.4-■ ч4SsvlГ%чs\v\4m'sN-Ьч«4NNчs4,\%S45	44s\s4s-цs-Чч'SV,.454V->■s\4s -4ч■0,74-'4■v*‘<54sNs14—f-ss	y,skJ\4- 064-VN44-VN\V4%N\vjs,'\JN\4.4V,N4s0,1>4V ^N4s.4Sj4ss4\%\V\44,X4Ns\\N4,4s,\s,4\ss>1Лs>ч\s4.4\\s4k_\^L.V\444t10 ? 3 4, 5 6789102 2 3 ,4.5 6 7,8410* {2 3 ,4 52$кл/4
300 180 120 9072605040 30 20 10 8 6 5 4 3 2 1 t^cРис. 4.43, Графики для определения энергии цифровых потерь муфт ЭШ ... 2 (а)и Э1М •«>• 4 (б)244
чений, обеспечивающая усреднение потерь, ч-1), то суммарная
средняя мощность потерь А-Рср по-прежнему должна удовлетво¬
рять условию (4.57).Для меньших значений частоты в случае, когда2min 2 < ZHop,	(4.61)условие усреднения во времени нарушается, поэтому допустимая
величина АР понижается с уменьшением z. Для г по формуле
(4.61) расчетная средняя мощность потерь должна удовлетворять
неравенствуДЛ,р<Мц2/3600,	(4.62)где энергия цикловых потерь Ап {г) определяется по графикам,
приведенным на рис. 4.43.Для значений г в интервале zmW < г < zHOp условие (4.62)
действует независимо от того, по каким формулам рассчитывались
потери — по (4.52)—(4.55) или по (4.58)—(4.60).5.	Оценка по единичной энергии. Для г < гщщ понятие сред¬
ней мощности потерь не имеет смысла вследствие больших интер¬
валов между двумя соседними энергетическими импульсами.
Здесь ограничивающим фактором является предельная энергия,
воздействие которой за одно включение еще не вызывает необра¬
тимых тепловых деформаций дисков, т. е. единичная энергия Ах.
Расчетная величина действующего импульса энергии определяется
□о следующим выражениям;при разгонел Jn' °'9Тв .ЛР — 182 0,9Tb — Т0 ’при торможенииЛ 1п% °'9Гв .Лт — 182 0,9ТВ + То ’при реверсе^ррв == Ар -f“ ЗЛТ.При этом должно выполняться неравенствоАр (или Aiff ^4рев) ^ Af«Погрешность расчета энергии по формулам (4.62)—(4.65) тем
меньше, чем ниже Т0 и больше продолжительность процесса.
Если 7’с = 0, то результат точен независимо от соотношения
величин tv, tT, /рев и /0>9. При Те ф 0 формула (4.63) дает поло¬
жительную погрешность (т. е. заниженные значения энергии),
а формула (4.64) — отрицательную (расчетные потери выше
фактических). Поэтому для приводов с достаточно большим при¬
веденным моментом (Тс/Тв 0,3-j-0,8) и относительно коротким
временем tp, tT, рекомендуется вместо формул (4.63) и (4.64)(4.63)(4.64)(4.65)(4.66)245
пользоваться выражениями (4.58) и (4.59),
представляющими собой уточненные соот¬
ношения для расчета Лр и Лт соответ¬
ственно. Особенно это целесообразно, ког¬
да результат приближенного расчета на¬
ходится на границе допустимого, т. е.
Ар (Лт, Лрев), ибо уточнение может по¬
влиять на выбор габаритного размера
муфты.Все изложенное относится также к
расчету средней мощности потерь АРр и
ДРтв повторно-кратковременном режиме.В связи с тем что радиальное рас¬
пределение температуры в дисках при
мощных теплоимпульсных нагрузках за¬
висит от соотношения масштабов тепло¬
вого и механических процессов, допустимая величина при бо¬
лее плавном, «растянутом», торможении увеличивается (при
резком торможении уменьшается) по сравнению со значения¬
ми, приведенными на графиках рис. 4.43. Поправочный коэф¬
фициент определяется по графику, приведенному на рис. 4.4.
Значения тепловой постоянной Тс для дисков муфт 07—14 при¬
ведены ниже:Обозначение070,60080,75090,92101,51111,67121,91131,87142,75Увеличение (уменьшение) продолжительности торможения
должно обеспечиваться соответствующим выбором передаточного
отношения от муфты к нагрузке (но не понижением напряжения
питания катушки).6.	Оценка по остаточному передаваемому моменту. Условие
отсутствия самопроизвольного перемещения механизма под дей¬
ствием остаточного передаваемого момента (только для ведущих
муфт):То пип >(1,5+ 2) Топ,	(4.67)где Тс mln — минимальный момент сопротивления механизма при
движении на холостом ходу, приведенный к валу муфты.При реверсировании Т может уменьшаться вследствие рас¬
крытия люфтов, приводящего к разрыву непосредственной кине¬
матической бвязи между ведомой частью муфты и нагрузкой.
Значения остаточного момента Тод приведены в табл. 4.21. Муфта,Рис. 4.44. График для
определения допустимой
энергии Ад по единичной
энергии Af при растяну¬
том kT < 1 и форсирован¬
ном (&т > 1) торможении246
выбранная* на основе оценок по пп. 1—5, проверяется по п. 6.
Если условие (4.67) не выполняется, а уменьшить Топ не пред¬
ставляется возможным, то в механизме необходимо обеспечить
дополнительное подтормаживание или ввести тормозную муфту.Г л а в а 5
МУФТЫ СВОБОДНОГО ХОДАМуфты свободного хода 1 служат для передачи момента
только в заданном направлении при равенстве скоростей вращения
ведущего и ведомого звеньев; если скорость ведомого звена пре-СхемаКлассификация фрикционных муфт свободного хода1 В литературе встречаются также названия «обгонные муфты», «механизма
свободного хода».247
высит скорость ведущего звена, муфта автоматически разобщитсоединенные агрегаты.По принципу действия различают два вида муфт свободного
хода: фрикционные и храповые. Наибольшее распространение
получили первые благодаря способности работать при высоких
скоростях, любом числе включений, малому мертвому ходу,
бесшумности.В машино- и приборостроении широко используют фрикцион¬
ные роликовые муфты, обладающие малыми размерами: детали
их технологичны, обслуживание сводится к периодической замене
смазки, промывке. Диапазон передаваемых ими моментов весьма
широк: от 0,1 до 100 000 Н.м; диаметр посадочного отверстия
внутренней обоймы колеблется от 5 до 1800 мм, а диаметр отвер¬
стия наружной обоймы — от 20 до 580 мм.Недостатками фрикционных муфт свободного хода являются:
отсутствие ремонтопригодности; обязательность строгой соосности
ведущей и ведомой деталей; отсутствие возможности регулиро¬
вания.На схеме представлена классификация роликовых фрикцион¬
ных муфт свободного хода [431.5.1.	Основные типы фрикционных роликовых муфтПринципиальная схема роликовой муфты свободного
хода представлена на рис. 5.1.Муфта состоит из обоймы 2 и звездочки 4, являющихся полу-
муфтами, роликов 3 и прижимных устройств 1. Число роликов —
от 3 до 8, а иногда и больше. При значительной длине ролика
может быть установлено по два прижимных устройства на каждый
ролик. Известны, впрочем, конструкции муфт, не имеющие при¬
жимных устройств. Во избежание перекоса роликов необходимо1Рис. 5Л. Схема роликовой муфты свободного хода248
применять сепараторы. Обычно внутренняя поверхность обоймы
выполняется как поверхность цилиндра. Для получения постоян¬
ных по величине углов заклинивания роликов рабочая контакт¬
ная поверхность звездочки 4 делается цилиндрической, эксцен¬
тричной относительно оси звездочки или профилируется по ло¬
гарифмической спирали. Однако по соображениям простоты из¬
готовления и отсутствия надобности в специальной оснастке
при обработке и контроле большее распространение получили
муфты с профилированием звездочки по прямой.Ведущим звеном муфты может быть как звездочка, так и
обойма. При направлении вращения согласно рис. 5.1 ведущей
может быть только звездочка, так как только в этом случае (а}г >
> со2) ролик окажется втянутым в сужающуюся часть клина.
Главным параметром муфты является угол заклинивания а,
обычно а = 6-7-10° В нормалях принято а — 6°Геометрические параметры муфты могут быть предварительно
определены из соотношенийD ж 7,7 у''!'расч/г*где Трасч — расчетный вращающий момент, Н.м; г — число
роликов; D, мм — на рис. 5.1;о s=s [cos a (D — d) — d ]/2,	(5.1)а при обычно принимаемом Djd ж 8с *=* Id (7 cos а — 1) ]/2; cos а ==; (2с + d)/(D — d); (5.2)
Ро ^ 15°; Dx ==; D -j- 2А; I ж 1,5d\
k 0,5 У D2 — 4 (с -f d)2; сг = [0,5 (2c + Ф — k tg po] cos p0;Amm = V30Tpac4 (Di -|- D) &ki/(DBfc [ст]и),где fl, Dj и В — в мм; s — коэффициент, учитывающий влияние
числа роликов на деформацию обоймы, е = l/(2z) [г/п ——	ctg (180°/г) ]; /с — коэффициент трения скольжения по стали
при наличии смазки, для пары сталь—сталь /с ^ 0,06; для стали
20Х [сг]и = 200 Н/мм2; kt — коэффициент, учитывающий влия¬
ние радиуса кривизны обоймы на ее деформацию. Для выбора kt
предварительно определяют параметр (Dx -f- D)/(4/i):kt .... 2,89 2,13 1,79 1,63 1,52 1,3 1,2 1,12 1,09 1,07
(Di+D)/(4A) 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,5 2 3 4 5Толщину обоймы h принимают: для малых муфт 1/5D, для
больших — 1/8 D.Кинематическая схема одинарной муфты одностороннего дей¬
ствия, соответствующая схеме, приведенной на рис. 5.1, показана
на рис. 5.2, а.249
Одинарная муфта двустороннего действия (рис. 5.2, б). Муфты
этого типа связывают три кинематические цепи и служат для
передачи движения и момента ведомому валу попеременно от од¬
ной из двух кинематических цепей. Отличаются от муфт одно¬
стороннего действия наличием вилки (сепаратора) 4. Вилка имеет
самостоятельный источник движения. Ведущим может быть лю¬
бое из звеньев, т. е. либо обойма 1, либо вилка 4, либо звездочка 2.
Между вилкой и звездочкой имеется жесткая кинематическая
связь, и, следовательно, они всегда вращаются совместно.250
Если ведет обойма 7, то, вращаясь по часовой стрелке, она
увлекает ролики в узкую часть клина. С момента заклинивания
наступает равенство сох = со2; с этой угловой скоростью будет
вращаться вся система, причем благодаря прорезям заклиненные
ролики 3 ведут вилку. Однако если момент, приложенный к вилке,
окажется достаточным для преодоления сопротивления роликов
расклиниванию, произойдет разъединение обоймы и звездочки.
Вращаясь против часовой стрелки со скоростью со2 > обойма
не ведет. Вилка не может передавать вращение обойме при любом
направлении вращения. Если ведет звездочка, то при движении
против часовой стрелки происходит заклинивание роликов, и
вся система вращается как одно целое со скоростью сог. При дви¬
жении по часовой стрелке звездочка вызовет расклинивание
системы.Муфта сдвоенная двустороннего действия (рис. 5.2, в). Сдвоен¬
ная муфта отличается от одинарной удвоенным числом роликов
и рабочих заклинивающих поверхностей. Заклинивание проис¬
ходит при вращении как звездочки 7, так и обоймы 2 в любую
сторону. Если ведущей является обойма, то полный вращающий
момент передается звездочке и ограниченный — вилке в соответ¬
ствии с сопротивлением последней. Вилка может вести только
звездочку, звездочка передает вращение как обойме, так и вилке.Реверсивная муфта (рис. 5.2, г). Как и муфта одностороннего
действия, она соединяет две кинематические цепи. В зависимости
от включения она может передавать момент в обоих направлениях:
ролики 2 заклинивают муфту в прямом направлении, ролики 8 —
в обратном. Ролики 2 и 8 расположены попарно на рабочих по¬
верхностях прямого и обратного ходов и имеют общую распорную
(прижимную) пружину, установленную в отверствии специаль¬
ного выступа на звездочке. Между каждой парой роликов, про¬
тивоположных роликам с распорной пружиной, расположен зуб
вилки переключателя 3. Если повернуть и зафиксировать зуб
переключателя относительно звездочки так, чтобы он переместил
ролик 2 (на правой проекции рис. 5.2, г) по часовой стрелке, то
ролик окажется в широкой части клина, т. е. в положении холо¬
стого хода. Наоборот, правый ролик 8 при движении звездочки
против часовой стрелки заклинит муфту и передаст момент того же
направления. Схема механизма переключения может быть, на¬
пример, такой: на валу 5 на скользящей посадке установлена
втулка 4, которая может скользить вдоль оси вала, направляемая
штифтом 6 (ось паза втулки параллельна оси вала). Втулка 4,
в свбю очередь, имеет штифт 7, который скользит в косом пазу
ступицы переключателя 3 при осевом перемещении втулки 4.
Так как паз в ступице расположен под углом к оси вала 5, то
осевое движение втулки 4 вызывает поворот на некоторый угол
переключателя 3 относительно звездочки 1.Управление переключением может осуществляться вручную
или автоматически (дистанционно или непосредственно).251
6.2.	Геометрия роликовых муфтМуфта с цилиндрическими роликами и плоским профилем ра¬
бочей поверхности звездочки (рис. 5.3). Положение ролика
с центром в Fj — рабочее (заклиненное) положение; положение
ролика с центром в F2 — положение его в период свободного хода
(расклиненное состояние); S — зазор между роликами и внутрен¬
ней поверхностью обоймы в расклиненном состоянии, обеспечива¬
ющий свободный ход.К соотношениям (5.1) и (5.2) добавляются:cos (а/2) = V (D + 2c)/[2 (D-d)];	(5.3)b = [(D — d)/2 ] sin а; сг = [(£> — d)/2} sin p.Из уравнений (5.2) и (5.3) видно, что с увеличением end угол
заклинивания а уменьшается, с увеличением D — увеличивается.
На угол а существенно влияют погрешности изготовления дета¬
лей муфты. Если обозначить индексами б и м наибольшее и наи¬
меньшее предельные отклонения размеров деталей, то формулу
(5.2) можно записать так:cos aM = (2 сб + d6) (DM — d6);	(5.4)cos a6 = (2 cM + dM)/(D6 — dM).	(5.5)Между величинами а и S имеется связь:a = 0,5 \d [ 1 — cos (a -|- |5) ]/ [sin (a + P) 1 ——	(D — d — 2S) sin <p};
cos ф = l(D — d) cos a]/(£> — d — 2S).Предельные отклонения размеров с и сг принимают следую¬
щие значения — табл. 5.1.Если принять, например, D = 200, то DM = £>ном = 200;
D6 = 200 + 0,045 = 200,045; dM = 25,0 — 0,014 = 24,986; d6 =
= ^ном = 25,0; сы = 74,52 — 0,14 = 74,38; сб = 74,52 (для ро¬
ликов предельное отклонение и разница между cos aM и cos a6
[см. формулы (5.4) и (5.5)1 составит около Г). Следует иметь
в виду, что кроме погрешностей изготовления на величину угла а
оказывают влияние также деформации деталей и их износ.Муфта с цилиндрическими роликами и неплоским профилем
рабочей поверхности звездочки (рис. 5.4). Чем больше угол закли¬
нивания а, тем больше, при прочих равных условиях, нагрузоч¬
ная способность муфты. Отсюда вытекает естественное стремление
к выбору возможно большего допустимого угла и такой конструк¬
ции, которая обеспечивала бы стабильность угла заклинивания,
несмотря на изменение некоторых размеров вследствие изнашива¬
ния. На рис. 5.4 изображена муфта, рабочая часть профиля звез¬
дочки которой для обеспечения постоянства угла заклинивания
очерчена по дуге окружности. Центр этой окружности смещен252
Рио* 5.3. Муфта с цилиндрическими роликами и плоским профилем
рабочей поверхности звездочкиотносительно центра обоймы на величину в. Для построения про¬
филя имеются зависимостизгв « D/2 — d; е « (D — d\ sin (а/2)\ (5.6); (5.7)При выбранных D, d, а находим гв и б.С целью увеличения износостойкости наиболее напряженного
звена — ролика — диаметр его на рис. 5.4 увеличен.Постоянство угла заклинивания позволило за счет большей
его величины (а = 10°) снизить контактные напряжения в местах
касания роликов и обойм и вместе с тем обеспечило равномерное
распределение нагрузки между роликами.Испытания опытных образцов описанной муфты, по свидетель¬
ству автора В. Ф. Мальцева [43], показали их высокую долговеч¬
ность при нагрузках, в семь раз превышающих допускаемые.Таблица 5.1. Размеры с и сг (мм) с предельными отклонениямиD (пред.
откл. по
Н7)ClО (пред.
откл. по Н7)3211,92_0,0113,0	q100Зб,76_о ,ов40,5_о»й4014,90_0,011 6,3—Q ,212546,20_0»о850,8_о*б5018,87_0,0а21,2_0,з16059,61_0,1з62,5_о,б6524,34_0>0з26,6_0,з20074,52_0Л481,5_0,в8029,80_0,0432,6_0»з——253
Муфта с эксцентриковыми
роликами (рис. 6.5). Между
двумя концентричными цилин¬
дрическими поверхностями на¬
ружной и внутренней обойм
размещаются эксцентриковые
ролики. При условии щ > соа
ролики заклиниваются. Преи¬
мущества такой конструкции
по сравнению с муфтой с ци¬
линдрическими роликами: прос¬
тота выполнения обеих обойм;
возможность разместить боль-
Рис. 5.4. Муфта с рабочим участком шее количество заклинивающих
звездочки, очерченным дугой окруж- тел. относительно больший ра-
ности (муФтакС^постоянным углом за- ДИуС К0Нтактирующей поверхно¬
сти г. Радиусы ролика необяза¬
тельно должны быть одинаковы; наоборот, для снижения кон¬
тактных напряжений желательно, чтобы г2 > гъ где г2 и гх —
радиусы поверхности ролика, обращенной соответственно к вну¬
тренней и наружной обоймам.В рассматриваемой муфте главным параметром является угол <р
(рис. 5.5). Эксцентриситет находим из выраженияе = V(Ri - rf + (Я, + rf - 2 (R1 - г) (Ra + г) cos р . (5.8)
Вследствие малости угла р можно принять cos р = 1, тогда:
в да "У “Ь 4г -(- R\ -|- 4гRi — 4гRi — 2R\ R2 = R2 2г — R\\
sin ф = OB sin $/(АВ) — R sin Р | У R\ R\ — 27?i7?2cosp.(5.9)Величина cos р может быть найдена из выражения (5.8)254
Рис, 5.6. Конструкция и схема сил, действующих на эксцентриковый роликдвойной кривизныcos р « [(#s — г)а -f (Я, + rf - еа ]/ [2 (Rt -	 Г) (^?2 + Г) ЬМуфта с эксцентриковыми (фасонными) роликами различной
кривизны рабочих поверхностей (рис. 5.6). Между наружной 2 и
внутренней 4 обоймами (рис. 5.6, а) с гладкими цилиндрическими
поверхностями расположены фасонные ролики 7, в которых уста¬
новлены подпружиненные толкатели 3. Силы, действующие на
ролик 1 при заклинивании, зависят от геометрии. Центры кри¬
визны рабочих поверхностей с радиусами рА и рБ расположены
так, что расстояние между точками контакта А и В всегда больше
расстояния по радиусу между кольцами (рис. 5.6, б). План сил,
действующих на ролик в заклиненном состоянии, показан на
рис. 5.6, б. Подобно муфте, представленной на рис. 5.4, муфта
с фасонными роликами имеет постоянный угол заклинивания.Сила трения FTp в месте контакта ролика с обоймой зависит
от величины нормальной силы F и коэффициента трения /= Ff.Условием работоспособности муфты являетсяFtp > FuгдеFtB = FB tgP; FtA = FA tga.	(5.10)Отсюда / > tg a — основное условие работоспособности муфты.Так как углы заклинивания в точках А и В различны, то
должно выполняться соотношение |3 > а. Из формулы (5.10)
видно, что с ростом угла заклинивания ф или а) и нормальной
силы Fa или FB передаваемый муфтой момент возрастает. Однако
это связано с увеличением нагрузки на ролик.255
Рис. 5.7. Силн, действующие на ролик при его отделении от обоймыМомент, передаваемый муфтой,Т — zFtAd,J2.	(5.11)Положительной особенностью рассматриваемой муфты, как
и муфты, показанной на рис. 5.8, является возможность исключе¬
ния трения роликов о внутреннюю обойму при свободном ходе.
Из рис. 5.7, а видно, что если ролик движется вместе с наружной
обоймой (на рис. 5.7, б за счет сепаратора 1} соединенного с внеш¬
ней обоймой), то при некоторой частоте вращения центробежная
сила переместит ролик, преодолевая силу пружины таким об¬
разом, что между ним и внутренней обоймой образуется зазор 6.Отрыв роликов от внутреннего кольца наступает при условии
(рис. 5.7, б): /у* > fnpl2> Центробежная сила Fn на роликеFn = (G/g)rs®a,	(5.12)где G — вес ролика; g — ускорение свободного падения; rs —
радиус расположения центра массы ролика; соа — угловая ско¬
рость перемещения точки S.Из (5.12) можно получить выражение частоты вращения внеш¬
ней обоймы, при которой начнется отрыв роликов от внутренней
обоймы (рис. 5.7, в)>_ 30 -| /п° я" |/где Fuv — сила действия пружины; 1Ъ /2 и rs — см. на рис. 5.7, б.Муфта с фасонными роликами обладает высокой надежностью
и ресурсом даже при отсутствии смазки. Ресурс муфты значи¬
тельно возрастает благодаря дополнительному упругому опира-
нию роликов о сепаратор (на рис. 5.7, 6 1 — сепаратор, 2 — упру¬
гий упор).6.3.	Расчет на контактную прочность муфт
с цилиндрическими и эксцентриковыми роликамиНагрузочная способность муфты определяется наи¬
большими касательными напряжениями т, возникающими в зоне
контакта ролика с обоймой или звездочкой.256
Таблица 5,2. ДопустимыенапряженияЧисло циклов на¬
гружения(26-г-32) 10е
(30-=- 40) 10е(14-г-16) 10е(16-г-20) 10е
(8-г-10) 10е(9-М 4) 10еIx I. МПа350500620Рис. 5.8. Муфта с наружной звездоч¬
кой, имеющей плоский профиль рабо¬
чей поверхностиПолагаем, что модули упругости материалов звездочки, обоймы
и ролика одинаковы, т. е. EQ = Е0 = £р = Е. Тогда для муфты
с внутренней звездочкой, имеющей плоский профиль рабочей
поверхности, касательное напряжение в зоне контакта ее с ро¬
ликом^шах0,142 УТpac4E/[Rlrz tg (а/2)];
Tmзх = 50 [т]2 Rlrz tg (а/2)/Е,(5.13)(5.14)где г — число роликов.Для муфты с наружной звездочкой, имеющей плоский профиль
рабочей поверхности (рис. 5.8), напряжение в зоне контакта ро¬
лика со звездочкой 1т-з = 0,142 уТpaC4El[R0trz tg (а/2)],где R0 — радиус внутренней обоймы (рис. 5.8).
Напряжение в зоне контакта ролика с обоймой 2(5.15)т0 = 0,142 у Грасч£ (R0 + r)/[ Rllrz tg (а/2)]. (5.16)Напряжения т3 и т0 неодинаковы: т3 < т0. Однако для муфт
с частым включением решающее значение имеет износ, поэтому
следует учитывать т3 в соответствии с формулой (5.15).Из формул (5.15) и (5.16) получаем максимально допустимый
момент:Гшах =. 50 [т j2 R0lrz tg (а/2)/£;	(5.17)Гшах = 50 [тf Rllrz tg (а/2)/[Я (R0 + г)].	(5.18)Для муфты с эксцентриковыми роликами (см. рис. 5.5):т = 0,142 Грасч£ (/?2 + г)/( Я1/Г2 tg ф);	(5.19)Т max = 50 [xfRl Ir tg ф/]Е (R2 + Г)].	(5.20)Величина допустимого напряжения [т] зависит от числа цик¬
лов нагружения и числа роликов г и может быть выбрана из
табл. 5.2 [43].9	Ряховский О. А. и др.257
В формулах (5.13)—(5.20) расчетный моментТрасч = Тп0ы (^д “Ь ^р) ^Tiгде Гном — номинальный момент привода; kn — коэффициент
динамичности, зависящий от типа двигателя; kv — коэффициент
динамичности, зависящий от типа рабочей машины; £т — коэф¬
фициент точности, учитывающий погрешности изготовления де¬
талей муфты, ведущие к неравномерному распределению нагрузки
на ролики. Численные значения коэффициентов в зависимости от
типа соединяемых муфтой агрегатов и профиля звездочки при¬
ведены ниже [43 ]зЭлектродвигатели* гидроприводы	. . 0,25Двигатели внутреннего сгорания	с числом цилиндров:12.	0,306 .	0,404 .	0,50Легкие станки для обработки металла и дерева, конвейеры, элева¬
торы, подъемники	1,20
Долбежные и шлифовальные станки, прессы, ножницы, компрес¬
соры, подвесные дороги . 1,40
Тракторы, молоты, очистные барабаны, мельницы, шахтные вен¬
тиляторы 1,60
Краны, экскаваторы, ковочные прессы, землечерпалки, лиф¬
ты, камнедробилки, бегуны . 2,00
Тяжелые прокатные станы, мельницы барабанные и шаровые 2,80КтПрямой профиль рабочей поверхности звездочки	1,10—1,50Криволинейный профиль рабочей поверхности звездочки	1,0—1,25Для муфты с фасонными роликами (см. рис. 5.6) напряжения
смятия (давление)Р = F/(2pb),где F — нормальная сила; рА, рв — приведенный радиус кри¬
визны в точках контакта А и В ролика с обоймой, рА = r2R2/(r2 +
+ #2); Рв = riRJ(ri + #i)'> Ь — длина ролика.Видно, что в результате соответствующего подбора радиусов
кривизны рА и рв можно уравнять напряжения смятия на вну¬
тренней и наружной обоймах. Наружная обойма испытывает
сложное напряженное состояние под действием нормальной и тан¬
генциальной сил, изгибающего момента.Нормальное напряжениеа = [F/(2bS) ] фъгде F — нормальная сила, определяемая по величине вращаю¬
щего момента Т [см, формулы (5.11) и (5.10)]; 5 — толщина на¬
ружной обоймы; = ji/z; z — число роликов.258
Касательное напряжение* = F/(2bS).Напряжение изгиба<хи = [3FrJ(bS>)\ (ctg Ф1 - 1/фх); г0 = (d& + 5)/2.Эквивалентное напряжение°экв = ]/(а + аи)2 + (1,5т)а.5.4.	Рекомендации по конструированию муфт
и выбору материаловРабота муфты свободного хода состоит из этапов!
свободный ход — самозаклинивание — заклиненное состояние —
саморасклинивание — свободный ход. Правильный выбор пара¬
метров муфты, среди которых главным является угол заклинива¬
ния, и должен обеспечить безотказность выполнения указанных
этапов.Для муфт с цилиндрическими роликами условие самозаклини-
вания имеет вида < 2р,где р — угол трения скольжения.Условие саморасклинивания:а > 2р.Условие самозаклинивания муфты с эксцентриковыми ро¬
ликами:Ф < р.Принимают ф 4°.Условие самозаклинивания муфты с фасонными роликами
(рис. 5.6):/ > tg а,В табл. 5.3 и 5.4 [43] приведены рекомендуемые углы закли¬
нивания, числа роликов и значения параметров kx и k2 {kx = D/d\
k2 = b/dy где D — диаметр расточки обоймы; b — длина ролика;
d — диаметр ролика). При использовании в качестве тел закли¬
нивания роликов стандартных подшипников можно пользоваться
табл. 5.5, в которой указаны предельные отклонения диаметров
и длин роликов.Угол наклона оси прижимного штифта, проходящей через ось
ролика, принимают около 15°, т. е. а -|- |3 = 75° Сила пру¬
жины, действующая на ролик, должна обеспечивать постоянное
прижатие ролика к обойме и звездочке. Приближенно Fnv =
= mco2 (R — г) sin р, где т — масса ролика; со — угловая ско-9*259
Таблица 5.3. Рекомендуемые углы заклиниванияУгол заклиниванияа, градРазновидность службы муфтПрямолинейный профиль
звездочкиКриволиней¬
ный профильвнутреннийнаружныйзвездочкиЗажимные (стопорные) муфты12—31—2Редкое включение муфт с непро¬6—88—107—10должительным свободным ходомМуфты с продолжительным свобод¬4—56—85—7ным ходом обычного типа бескон¬8—107—10тактныеМуфты с частым включением и по¬4—68—1010вышенной долговечностьюрость звездочки; R — г = R0 — радиус расположения центра
ролика, м; р — угол трения (скольжения).Большую роль в обеспечении надежности муфт играет шеро¬
ховатость поверхности контактирующих поверхностей звездочки,
обоймы и ролика.Ролики подвергают термической обработке. Сплошной за¬
калке надо предпочесть цементацию с закалкой или закалку с на¬
гревом ТВЧ, чтобы твердость сердцевины была в пределах
35—45 HRC3. Для изготовления обоймы применяют сталь 20Х
с глубиной цементации б (59—60 HRCa) в зависимости от ее диа¬
метра:D, мм	32—40 40—75 75—125 125—2006, мм	0,8—1,0 1,0—1,2 1,2—1,25 1,5—1,8Реже используются стали: 40Х (48 HRC3), 12X3 (59 НКСЭ),
У10 (60—64 HRC3), ШХ15 (59—64 HRC3), 12ХНЗА
(59—62 HRC9), 20ХГНР (60—63 HRCa).Таблица 5.4. Число роликов z и параметры иВид привода, устройства или машин*ik2Токарные автоматы3-67—91,5—3,0Импульсные вариаторы5—85—62—4Роликовые остановы транспортеров и3—481,25—1,50подъемных машинПривод нагнетателя авиационного дви¬8—107—91,00—1,25гателяТрансмиссии автомобилей8—209—151,5—3,0Втулка велосипеда562Автомобильные пусковые устройства4—55—61,25—1,50Самозажимные роликовые патроны и оп¬36—81,5равки260
Таблица 5.5. Предельные отклонения параметров роликовГруппа роликовДиаметр ро¬
ликов, ммДопускаемые отклонения
(для всех степеней точ¬
ности), мкмсвышеДОпо диаметруПО длинеВысший класс (В){ 101050—10—20СО О
CVJ1 1Повышенный класс (П)
Нормальный класс (Н)
Разного назначения (Р)1 1 1505050—30—50—100!i 1
О СЛ со
ОООДля звездочки, рабочий участок которой в большей степени
подвержен усталостному разрушению, чем участок обоймы, ре¬
комендуется большая глубина цементации:D, мм	32—40 40—75 75—125 125 и более6, мм	1,0—1,2 1,2—1,5 1,5—1,8 1,8—2,0Для звездочек, как и для обойм, чаще используется сталь 20Х
(59—60 HRCa) с указанной глубиной цементации; реже при¬
меняются стали 40Х (48—53 HRQ), У10 (61 HRC3), ШХ15
(59—63 HRQ), 12ХНЗА (62—60 HRC3), 20ХГНР (59—63 HRC3).
Для вставок звездочек толщиной I = 0,5d (d — диаметр ролика)
применяется твердый сплав Т15К6, что дает возможность увели¬
чить долговечность звездочки на 50—100%. Ролики изготовляются
из стали: ШХ15 (59—63 HRQ), У8А (60—62 HRCa), У10А
(59—62 HRCa), ХВГ (62 HRCa).Муфты со звездочками с плоским профилем очень чувстви¬
тельны к износу роликов: при износе ролика всего на 1,5% воз¬
можно появление пробуксовок. Поэтому ролики стандартных
подшипников непригодны для муфт с плоским профилем, но
вполне могут быть применены для звездочек с профилем, показан¬
ным на рис. 5.4. Обычно для роликов применяют сталь ШХ15,
термически обрабатывая ее как и для роликоподшипников до
59—63 HRCa. При небольшом числе включений используют
сталь У8 (55—58 HRC3). Применяются также стали У8А
(60—62 HRCa), У10А (59—62 HRC3), ХВГ (62 HRC9).Долговечность муфт свободного хода тесно связана с отклоне¬
ниями от соосности обоймы и звездочки, поэтому наряду с мерами
по обеспечению соосности нужно обращать внимание на высокую
долговечность подшипников и высокий класс точности их ис¬
полнения.Смазка предназначена для уменьшения износа и потерь в муф¬
тах при свободном ходе, а в быстроходных муфтах, кроме того, и
для отвода теплоты. В последнем случае предполагается непре-261
рывный подвод и отвод масла. Реко¬
мендуется применять жидкие масла
средней вязкости (например, И-20А)
с кинематической вязкостью v ==
= 17-f*23 мм2/с. Для успешного про¬
никновения масла к контактирую¬
щим площадкам применяют конст¬
рукции муфты g наружной звездоч¬
кой. При невысоких окружных ско¬
ростях и редких включениях приме¬
няют пластичные смазки, как в под¬
шипниках качения: консталин
(ГОСТ 1957 — 73*), литол-24
(ГОСТ 21150—75*). Предпочтение
следует отдавать смазкам g более
высокой рабочей температурой (до 130 °С).5.5.	Обзор конструкций муфтРазнообразие задач, решаемых с помощью муфт сво¬
бодного хода, и требований к ним обусловило появление боль¬
шого числа различных конструкций этих муфт.Роликовая муфта общего назначения без боковых крышек пред¬
ставлена на рис. 5.9 (табл. 5.6). На рис. 5.10 изображена муфта,
смазываемая окунанием. Обойму 1 от поворота удерживает па-Таблица 5.6, Основные размеры (мм) муфты роликовой с сепаратором
(рис. 5.9)Г, н.м (nmax*эб/минdDвDxD,Diг *dtbtь»Масса,кг10650012624242205135,820270,4625600015685247255635,830340,8050520020755755306445,83439МО80420025906068407847,037421,701303800201006875458767,044492,402003600351107480509667,048513,1027032004012586905510869,056624,6040030004513086956011289,056624,80610260050150921107013289,063697,3076025005516010411575138811,067738,801 100230060170115125801501011,0788711,301 640200070180134140901601011,09510314,202 0001800802001441601051801011,010010819,804 0001600902301581801202061013,011512530,005 30013501002701822101402401017,012013145,008 00012001203102022401602781217,014015267,0016 0009001504002453102003601222*0180196144,00* Число отверстий вовнешней обойме.Рис. 5.9. Роликовая муфта с
сепаратором262
Рис. 5Л0. Муфта с плавающей внешней обоймойлец 2, с зазором входящий в углубление в обойме. Плавающая
обойма допускает некоторый перекос вала 3 относительно корпуса.На рис. 5.11 (табл. 5.7) представлено первое исполнение роли¬
ковой муфты в соответствии с ОСТ 27-60-721—84. Наружная 4
и внутренняя 3 обоймы соединяются тремя цилиндрическими ро¬
ликами 2, поджимаемыми пружинами 1. В двух последних но¬
мерах муфт ролики контактируют с толкателями <5, которые на¬
правляются в отверстии. Щеки 7, удерживающие ролики, фикси-Для муфт В =J2; 4/7; 50 и 65мм
АИсполнение IА-А-11 1 ”1Ч-(. 1|П - -1— и _с Я' ,Для муфт
D=80u10DmmРис. 5.11. Муфта трехроликовая по ОСТ 27-60-721-^84263
264Таблица 5.7. Размеры (мм) и параметры трехроликовой муфтыОбозначение. т,Н- мD (пред.
откл. по Н7)d (пред.
откл. по Н7)Dt (пред.
откл. по R6)<оJ5ei о
Я И
схЕйнН43 ОвBtъ (пред.
откл. по Н8)с?о*5+Си •
ь•к, о16, (пред.
откл. по h 8)1 (пред. откл.
по h8)кМасса,кг• о.Е5Ж со
О озх сха&S£ *X <п
О <я
Я (Xсс с;
£ aСХ ьв оI-32X Ю
I-32X 122,532101245412—0,1218+0.243411,113,7381,20,14I-32X 141415,61-40—145,0405551522+0,28517,04101,80,26I-40X 161619,9I-40X 181817,95122,30,55I-50X 168,0501670618—0,15251-50—181-50X201820619,922,31-65—16
1-65X2018,065162085820285617,922,3140,87I-65X 25*25827,60,901-80X2035,58020105102535+0,34622,36182,61,601-80X25
1-80X30
I-80X 3525303581027.632.6
37,91,651-100X25
M00X 3071,010025301301330-0,24582.7.632.68243,22,801-100X351-100X403540101237.942.92,90
Исполнение IIДля муфт В~80; 100 и 125мм
1Для мусрт D= 160 и 200мм6-6Рис. 5.12. Муфта пятироликовая по ОСТ 27-60-721—84руют пружинными кольцами 6. Вращающий момент е наружной
обоймы передает шпонка 5.На рис. 5.12 (табл. 5.8) представлено второе исполнение роли¬
ковой муфты в соответствии с ОСТ 27-60-721—84. Наружная 5
и внутренняя 4 обоймы соединяются пятью цилиндрическими
роликами 3, поджимаемыми пружинами 2 через толкатели 1.
В дзух последних номерах муфты применено по два толкателя на
каждый ролик и в местах контакта внутренней обоймы с роликами
вставлены твердосплавные пластинки 9 с высоким сопротивлением
изнашиванию. Щеки <5, удерживающие ролики, фиксируют пру¬
жинными кольцами 7. Вращающий момент с наружной обоймы
передает шпонка 6.На рис. 5.13 (табл. 5.9) представлено третье исполнение роли¬
ковой муфты в соответствии с ОСТ 27-60-721—84. Наружная 4265
Таблица 5.8. Размеры (мм) и параметры пятироликовой муфты (рис. 5.12)Обозначениет,Н-мD (пред*
откл. по (Н7)d (пред.
откл. по Н7)CD5 о
р. е
с .Q оd\ (пред.
откл. по h6)вЪ (пред.
откл. по Н8)с?ооО. *5§ноЬг (пред.
откл. по h8)1 (пред.
откл. по D11)kМасса.КРномин.размерза(X н
К Ономин.размерпред.откл.11-80X25568025301051025—0,1535+0,34827,66182,61,55II-80X 3032,61,6211-80X35351037,9II-100X 30125100301301330—0,2945832,68243,22,7011-100X3511-100X403540101237.942.92,80II-125X 35
11-125X4022412535401601635—0,2555+0,40101237.942.9285,60II-125X 45
II-125X 504550141648,353,65,70II-160X 70400160702002040—0,30602074,312323,89,10II-200X 90800200902502550702495,24016,00
Таблица 5.9. Размеры (мм) и параметры трехроликовой муфты с вилкой (рис. 5.13)Обозначениет,Н-мD (пред.
откл. по Н7)d (пред.
откл. по Ь7)Р5°о. RВ*Q оdx (пред.
откл. по Ь6)вВгЪ (пред.
откл. по Н8)сТ
v о5+о. .К Ч
— *
нж. ОЬг (пред.
откл. по Ь8)1 (пред.
откл. по D11)КРазмеры вилкиhМасса, крномин.размерномин.размерпред,откл,hIII-65X 1618,0651685820—0,1530+0,28517,95142,32127,531,5220,73III-65X 20
III-65X 2520256822,327,60,82III-80X 20
II1-80X 2535,5802025105102535+0,346822,327,66182,62533,539,0271,37III-80X 30301032,6III-80X 353537,92,43111-100X2571,0100251301330—0,2045827,68243,23141,049,0332,29III-100X 303032,62,33Ш-100Х35
IIMOOX 403540101237.942.9
Рис. 5.13. Муфта трехроликовая с управляющей вилкой по ОСТ 27-60-721—84и внутренняя 3 обоймы соединяются тремя цилиндрическими ро¬
ликами 2, поджимаемыми пружинами 1. В двух последних номе¬
рах муфты ролики контактируют с толкателями 8. Щеки 7, удер¬
живающие ролики, фиксируют пружинными кольцами 6. Вра¬
щающий момент с наружной обоймы передает шпонка 5. В ще¬
ках 7 выполнены отверстия, в которые входят концы вилки,
взаимодействующие с роликами согласно схеме, приведенной
на рис. 5.2, б.268
Рис, 5.14. Муфта с эксцентриковыми роликамиВсе муфты по ОСТ 27-60-721—84 следует применять либо
с плавающей наружной обоймой, либо с точным центрированием
внешней обоймы относительно внутренней —■ подшипниками или
другим образом.На рис. 5.14 показаны муфты с эксцентриковыми роликами.
Ролики 3 (рис. 5.14, а, в) с торцов имеют пазы, выполненные так
(рис. 5.13, б), что общая браслетная пружина 2 всегда стремится
повернуть ролики в состояние распора между цилиндрическими
поверхностями обойм. Однако если угловая скорость внешней
обоймы 1 больше, чем внутренней, то при движении ее по часовой
стрелке силы трения скольжения по роликам наклоняют их в сто¬
рону, обратную заклиниванию. Муфта заклинивается при угловой
скорости внешней обоймы относительно внутренней обоймы,
направленной против часовой стрелки.На рис. 5.15 (табл. 5.10) представлена муфта фирмы «Штибер»
(ФРГ), в которой при достижении определенной частоты вращения
наружной обоймой 1 ролики 3 под действием центробежных сил
отходят от внутренней обоймы 2 (бесконтактная муфта). Фасон¬
ные ролики (см. рис. 5.7, б и б) автономно подпружинены и вра¬
щаются вместе с наружной обоймой, увлекаемые сепаратором 4.На рис. 5.16 показана двусторонняя муфта свободного хода.
Реверс этой муфты достигается с помощью жидкости, поступаю¬
щей под давлением через канал b (V) в полость а (а!). Действуя
на поршеньки-вкладыши 3 (или 5), жидкость перемещает их и ро¬
лики в более широкую часть клина, преодолевая сопротивление
пружины 7 Таким образом, если в широкую часть клина переме¬
щен ролик 5, то заклиниваться будет ролик 6. При этом могут269
ozsТаблица 5.10. Размеры (мм) и параметры муфты фирмы «Штибер» (рис. 5.15)
Рис. 5.15. Муфта фирмы «Штибер» (ФРГ) с фасонными роликами,
отходящими от внутренней обоймы при свободном ходевести* звездочка 4, вращаясь против часовой стрелки, или обой¬
ма 9, вращаясь по часовой стрелке. Одновременное перемещение
группы роликов 8 (или б) достигается тем, что поршеньки-вкла¬
дыши 3 (или 5) соединены с шайбой 2 (или 1).На рис. 5.17, а (табл. 5.11) представлена роликовая муфта
фирмы «Мальмеди» (ФРГ). Высокие борта звездочки фиксируют
ролики в осевом направлении. В муфте помимо специальной формы
ввездочки применены прижимные устройства роликов особой
конструкции. Витая пружина 1 (рис. 5.17, б) нижней частью опи¬
рается на плоскую грань пятигранной звездочки и фиксируется
цилиндрическим штифтом 3, проходящим через витки пружины
(внизу) и отверстия в высоких бортах звездочки. Верхние виткиРис. 5,16. Двусторонняя муфта свободного хода271
Таблица 5.11. Размеры (мм) и параметры муфты фирмы «Мальмеди»
(рис. 5.17, а)Т, Н-мя»об/минdDиАЕFМасса,КГ603080209048359364291,53,090256025105564210872361,54,4120239030110504210366371,54,9160212035125584811773442,06,72501740145625212577482,09,5340166045155706014285572,012,54801470551707270' 15691652,515,8680127065195767516494702,522,010001190702209695205114912,533,5145096080255102100216120963,048,02100910902701161162461341123,056,029008001003051221222581381203,584,040007551103301451453061651413,5119,057006201203801571573301761543,5160,0272
Рис. 5.18. Роликовая муфта фирмы «Рингшпанн» (ФРГ)пружины надеты на втулки 4, которые являются опорами для цапф
прижимного ролика 2. Таким образом, рабочие ролики муфты
прижимаются к обойме и звездочке этими прижимными роликами.На рис. 5.18 (табл. 5.12) представлены два исполнения муфт
фирмы «Рингшпанн» (ФРГ), на внешней обойме которой выполнен
фланец для закрепления на обойме деталей типа шкив, зубчатое
колесо и др. Фирма выпускает муфты следующих исполнений
(табл. 5.12).1.	Обычные обгонные (с круглыми или эксцентричными ро¬
ликами); стопорные — для управляемого периодического враще¬
ния внутренней обоймы путем поворота внешней обоймы.2.	Стопорные с фасонными роликами (рис. 5.19), у которых
поверхность контакта с внешней обоймой очерчена не дугой круга,
а представляет многогранник. По мере изнашивания одной грани
ролика последний при заклинивании поворачивается на некото¬
рый угол, работая другой гранью. Линия контакта ролика с вну¬
тренней обоймой по мере изнашивания перемещается от точки а
к точке Ь. Таким образом, изнашивание происходит на большей
поверхности без изменения формы контура ролика — ресурс
муфты существенно повышается.3.	Муфты повышенного ресурса. Ролики муфт, как и ролики
подшипников качения, изготовляют из хромистых сталей, обла¬
дающих высокой контактной прочностью и высокой вязкостью,
что благоприятно при заклинивании роликов. Однако в режиме
свободного хода ролики изнашиваются. Для повышения ресурса
роликов по износу их покрывают тонким слоем твердого металла.273
Таблица 5.12. Размеры (мм) и параметры муфты фирмы «Рингшпанн» (рис. 5.18, 5.19, 5.20, 5.21)Отверстие df ммКонструктивное исполнение1*1 2*3*1 4<К1 5*etОбозначение!по стан¬
дартутаяВращающиймомент, Н-мЧастота вращения на¬
чала отделения роли¬
ков от обоймы, об/минВращающий момент,
Н-мЧастота вращения на¬
чала отделения роли¬
ков от обоймы, об/минDDiF0ьNDtЧисло отверстий пс
винтыМасса, кг24121445194585621501072М530,1291517803180————82681521178М531,33714, 16,
17, 20,
222220012020011085098750,548И85М581,54420, 22, 2525320180320180800160800118900,55012104Мб82,35725, 28, 303263031063043014004007501281000,56512114Мб123,27235, 38, 40421 2506301 250760122072070016012517414142М8125,88245, 50501 8007501 8001 700148090067018013527516155М1087,010760652 5001 2502 5002 50013001 5006102141702,59018192М101012,612770755 0003 1005 0005 00012002 500380250200311220225М121221,4140909510 0006 30010 00010 0009505 000320315250515022280М161246,020011012020 00012 50020 00020 00068020 000240370300516025335М161668,027014015040 00025 00040 00037 50060040 000210490400621232450М2016163,034018024080 00050 00080 00080 000540——6155007,526540560М2418300,0440220300160 000100 000160 000160 000470——7756307,531550710МЗО18564,0Примечания: 1. Описания конструктивных исполнений см. на с. 273—275 (рис. 5.18—5.21).2.	Муфты поставляются со смазкой.3.	При заказе муфты исполнения 5 следует указать направление вращения после заклинивания, а также какая обойма является
ведущей.
4.	Муфты, у которых при
достижении некоторой час¬
тоты вращения внешней обой¬
мы фасонные ролики под дей¬
ствием центробежной силы
отделяются от внутренней
обоймы, преодолевая дейст¬
вие пружины (рис. 5.20).5.	Муфты, у которых при
достижении некоторой час¬
тоты вращения внутренней
обоймы фасонные ролики под
действием центробежной си¬
лы взаимодействуют с опор¬
ным кольцом 1 (рис. 5.21) и
отходят от внешней обоймы.Частота вращения, при ко¬
торой происходит отход ро¬
ликов (варианты 4 и 5), не
должна превышать частотувращения, при которой происходит заклинивание муфты более
чем на 40%.Наряду с фрикционными применяются также и муфты обгон¬
ные с профильным замыканием. Лабораторией стандартизации
и нормализации ВИСХОМа разработан ГОСТ 12935—76* «Муфты
обгонные сельскохозяйственных машин», представленный на
рис. 5.22 (табл. 5.13). Наружная обойма 4 имеет внутренние ско¬
шенные зубья и фланец, к которому крепятся детали, насаживае¬
мые на обойму. Внутренняя обойма 7 снабжена тремя пазами,
в которых располагаются кулачки (сухарики) 5, отжимаемые
к периферии муфты шариками 1 с пружинами 2. Щеки 3 и 6 удер¬
живают кулачки от выпадания. При вращении наружной обоймы 4Рис. 5.19. Стопорная муфта с формой по¬
верхности роликов, контактирующей с
внешней обоймой в виде многогранникаРис. 5.20. Схема муфты с фасонны¬
ми роликами, отходящими от вну¬
тренней обоймы при свободном ходеРис. 5.21. Схема муфты с фасонными
роликами, отходящими от внешней
обоймы при свободном ходе275
Вид АРис. 5.22. Муфта обгонная для сельскохозяйственных машин по
ГОСТ 12935—76*относительно внутренней обоймы 7 по часовой стрелке кулачки
зацепляются с зубьями храповика и передают вращающий момент
с внешней обоймы на внутреннюю. При обратном направленииТаблица 5.13. Размеры (мм) и параметры муфты (рис. 5.22)т,Н-мd (пред.
откл. по
Н8)dtDDtSt О<и с
р<£ ч"н°°
Q одDi1hЬШпоночный паз16030990126110145352445 *, 5031535100138120160402750 *,По гост8790—79 *401160 *5004517920065 *, 8248130160453072 *, 82По гост
10748—79 *80055 **1318221082Примечания: 1. За величину номинального вращающего момента
принимают значение длительно действующего момента, на основании которого
определяют долговечность муфты.2.	Направление вращения муфты определяют со стороны фланца обоймы,
при этом за ведущий элемент следует принимать обойму: вращение обоймы по
часовой стрелке определяет муфту правого вращения, против часовой — левого.3.	Максимальный угол свободного хода при вращении равен 30°; гсшах =
= 25 с-*.* Для вновь проектируемы® машин; Размеры рекомендуемые*276
вращения внешней обоймы кулачки выходят из зацепления. Для
обеспечения надежной работы муфты обоймы 4 и 7 необходимо
точно центрировать относительно друг друга. Поэтому представ¬
ленную муфту необходимо доработать для обеспечения точного
центрирования обойм.Приведем пример условного обозначения муфты с d =
= 40 мм, длиной ступицы L = 50 мм правого вращения: Муфта
40—50 ГОСТ 12935—76*; то же левого вращения: Муфта
40—50 Л ГОСТ 12935—76*.Муфта выбирается по ОСТ 27-60-721—84. Рабочая машина —
конвейер, привод от электродвигателя. Номинальный момент,
передаваемый муфтой, Твом = 280 Н-м. Продолжительность
рабочего цикла t = 1,5 мин. Число включений в час i = 40.
Коэффициент использования механизма в течение смены k0 =
= 0,8. Число смен в сутках — 2; продолжительность смены —
8 ч. Рабочих дней в году — 250. Амортизационный срок — 8 лет.
Общее число включений муфты до первого капитального ремонта
машины tобщ = 40-0.8-2-8-250-8 10е.Следовательно (см. табл. 5.2), может быть допущено [т] =
= 620 Н/мма.Расчетный моментТрасч = Тном (^д Н- ^р) ^т*Согласно принятым значениям коэффициентов k„ = 0,25; kv =
= 1,25; k? = 1,30, тогда Грасч = 280 (0,25 + 1,25) 1,30 =
= 545 Н-м.Ближайшая по табл. 5.8 муфта с параметрами: dx — 20 мм;I	= 32 мм; z = 5; К = D/2 = 160/2 = 80 мм; tg (а/2) = tg 3° =
= 0,052 имеет^max ~ о, 142 У TpaLC4E/[Rlrz tg (а/2)] == 0,1421/545.2,1-106/(8*3,2-1,0-5-0,052) - 590 МПа.Г л а в а в
ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЕ МУФТЫПредохранительные муфты служат для предохранения
деталей машин от воздействия перегрузок. Их применяют:в машинах ударного действия в связи со сложностью точного
расчета силы удара и наличием больших инерционных масс;в машинах, обрабатывающих неоднородную среду с твердыми
включениями (землеройные, почвообрабатывающие, дробильные
и др.);в автоматических машинах в связи с отсутствием непрерывного
контроля за их работой;277
тМашина
К?Предохранительнаямуфтак®Рис. 6.1. Поле срабатывания предохра¬
нительной муфтыв ветвях кинематических
цепей машин, передающих не¬
большую часть мощности
приводного двигателя, в свя¬
зи с невозможностью защиты
двигателя в этом случае.Требования, предъявля¬
емые к предохранительным
муфтам:1)	надежность и безотказ¬
ность действия;2)	точность срабатывания, определяемая способностью разъ¬
единять кинематическую цепь при заданном вращающем моменте;3)	возможность регулирования величины предельного вра¬
щающего момента;4)	способность автоматически восстанавливать свою работо¬
способность после срабатывания.Для подбора и сравнительной оценки предохранительных муфт
используют следующие характеристики (табл. 6.1).1.	Коэффициент превышения номинальной нагрузки в ма¬
шине 7П> н, характеризующий степень использования прочностных
возможностей деталей машин и интервал нагрузок, при котором
должно срабатывать предохранительное устройство, чтобы пере¬
дать номинальную нагрузку, но предотвратить поломку деталей
(рис. 6.1),Тп. н	 ТдITHOMi(6.1)где Гном — номинальный момент (наибольший момент, потребный
для работы машины); ТД — наибольший момент, допускаемый
слабейшим звеном машины.Интервал нагрузок, внутри которого должна срабатывать
муфта,Т д Т ном = Т ном (7п. н 1) •	(6-2)Защита машины обеспечивается в том случае, если вращающий
момент, достигая своего допустимого значения, вызывает сраба¬
тывание муфты.2.	Интервал нагрузок, внутри которого должна срабатывать
предохранительная муфта (рис. 6.1),АТПр = Тар -f- бТПр Tq)	(6-3)где Тпр — предельная величина вращающего момента, при кото¬
ром заканчивается срабатывание муфты; б — относительная по¬
грешность срабатывания; Т0 — вращающий момент, при котором
начинается срабатывание муфты.Запишем уравнение (6.3) в виде278АТ пр 	 Тпр (1 -|- б 7ч) — ^прТпр»(6.4)
Таблица 6.1. Эксплуатационные характеристики предохранительных
устройствПредохранительныеустройстваУа»»«VnpСрезные штифтыКулачковые пре¬
дохранительные
муфтыШариковые предо¬
хранительные муф¬
тыКонусные фрик¬
ционные предохра¬
нительные муфты с
металлическими ра¬
бочими поверхно¬
стямиТо же, но с одним
конусом из компози¬
ционного материала
по стали или чугу¬
нуДисковые предо¬
хранительные муфты
со стальными диска¬
миТо же, но с дис¬
ками из накладок
из композиционного
материала0,70—0,850,85—0,900,10—
0,150,09—
0,100,08—0,150,40—0,600,070,13—
0,180,101,22—
1,351,251,212,5—3,91,151,351,220,40—0,450,20—0,240,08—0,150,40—0,600,070,13—
0,180,1о>1>1VВ зависимости
от скорости
нарастания
\9h tg a/(Dn)1 t5dJ(Dn)
0,004—0,0140,004—0,0140,004—0,0140,004—0,014Примечание. Размеры D и Ь см. на рис. 6.5; п — число кулачков;
dm — диаметр шарика.где уч — коэффициент чувствительности муфты, уч = TJTnv\
7пр — относительная величина поля срабатывания муфты, 7Пр =
= 1 + 6 — уч.Из уравнений (6.1) и (6.3)Гдр < ГномТп. н/(1 + в) = 7У(1 + б).	(6.5)Муфта защитит слабое звено машины при условииТНОМ (Тп. Н 1) ^прТпр*	(6*6)Относительная величина поля срабатывания из условия не-
превышения нагрузки, допускаемой слабейшим звеном машины,1?пр = 3Г*НОм(7п. Н 1)/^пр.	(6*7)Из условия (6.6) следует^*пр = Рном Т ном»где Рном = (Тп. Н — 1)/7пр- Обычно принимают рном = 1,25.279
3.	Коэффициент, характери¬
зующий действие предохрани¬
тельной муфты при срабатыва¬
нии (рис. 6.2),7д. о = Тп, c/jTupiгде Гд. о — вращающий мо¬
мент, устанавливающийся после
срабатывания муфты.Величина коэффициента 7Д. 0
зависит от принципа работы
предохранительной муфты:1J в муфтах о автоматическим восстановлением соединения
без прекращения передачи момента (pHG. 6.2, а]7д. о = /дв/f0>где в — коэффициент трения движения* f0 — коэффициент тре¬
ния покояj2)	в муфтах g автоматическим восстановлением соединения
после поворота на один шаг или целое число шагов кулачков
(рис. 6.2, б)?д. о U3J в муфтах, прекращающих поток энергии после срабаты¬
вания,?д. с = 0.4.	Точность ограничения нагрузки муфтой характеризуется
коэффициентом точностиТтч = Т шах/^1 mln>где Ттах и Tmin — наибольший и наименьший вращающие мо¬
менты, при которых возможно срабатывание муфты.Обычно утч ^ 1 • чем ближе 7ТЧ к единице, тем выше надеж¬
ность работы муфты, тем выше ее качество. В муфтах с разрушаю¬
щимся элементом утч > 1 вследствие отклонений в размерах и
механических свойствах материала разрушающего элемента. Из-за
непостоянства сил трения в сухих дисковых фрикционных муфтах
в расчетах принимают утч <; 2,5, в масляных — утч ^ 1,5. Учи¬
тывая непостоянство жесткости пружин и сил трения в пру¬
жинно-кулачковых муфтах, в расчетах принимают утч 1,25-М,5.5.	Время действия предохранительной муфты tR считают от
начала срабатывания до момента начала снижения нагрузкик = W*.где 7ав — время, за которое наступает аварийное состояние ма¬
шины! k —■ коэффициент безопасности (k = 2—3].а)	«)Рис. 6.2. Характер изменения враща¬
ющего момента при срабатывании пре¬
дохранительных муфт280
Подбор предохранительных муфт с учетом точности срабаты-
вания осуществляется в следующем порядке. Зная номинальный
момент Гном и коэффициент его превышения уип, задаются отно¬
сительной погрешностью срабатывания б и по формуле (6.5)
определяют Тпр. Затем по формуле (6.7) находят допустимую
величину поля срабатывания Ynp и по ней выбирают муфту из
табл. 6.1.Предохранительные муфты целесообразно располагать в не¬
посредственной близости к месту приложения нагрузки.6.1.	Муфты с разрушающимся элементомПредохранительные элементы этих муфт чаще всего
работают на срез; в этом случае их выполняют в форме цилиндри¬
ческих штифтов или в виде призматических шпонок. Эти муфты
отличает высокая несущая способность, простота конструкции,
что и обусловило их широкое распространение несмотря на ряд
присущих им недостатков:1)	постепенное снижение прочности предохранительного эле¬
мента вследствие накопления усталостных повреждений;2)	снижение точности срабатывания при числе предохрани¬
тельных элементов более одного вследствие неравномерного их
нагружения;3)	дополнительная нагрузка на валы и опоры при наличии од¬
ного предохранительного элемента}4)	необходимость замены предохранительного элемента после
срабатывания муфты, что связано с остановкой машины;5)	зависимость точности срабатывания от ошибок изготовления
и разброса прочности материала предохранительного элемента.Такие муфты применяют в машинах с редкими случайными
перегрузками.На рис. 6.3, а (табл. 6.2) представлены конструкция и основные
размеры места расположения предохранительного элемента муфты
со срезным штифтом по нормали станкостроения. Обе полумуфты
расположены на валу 1. Полумуфта 2 соединена с валом шпон¬
кой, полумуфта 6 сидит на нем свободно, соединяясь шпонкой
с деталью, расположенной на ее ступице. Полумуфты соединены
цилиндрическим штифтом 4, расположенным во втулках 3 и 5,
изготовленных из стали 40Х с последующей термообработкой
до твердости 50—60 HRCc. Во избежание повреждения торцов
полумуфт заусенцем срезанного штифта на них предусмотрены
кольцевые канавки шириной / и глубиной g. Для облегчения за¬
мены штифта на наружную поверхность полумуфт наносят риски,
при совмещении которых оси отверстий втулок 3 и 5 совпадают.
Вместо гладких штифтов могут применяться штифты с проточкой.
Как показал эксперимент, они обладают более стабильными ха¬
рактеристиками и проще удаляются после разрушения (заусенец281
не выступает за пределы диаметра штифта). Штифты изготовляют
из сталей марок У8А, У10А или 40, 45, 50.Величина вращающего момента, ограничиваемого муфтой,^*вр = ЛйоОГврЯ,где А —площадь поперечного сечения штифта*(или шпонки);k0 — КОЭффИЦИеНТ ПрОПОрЦИОНаЛЬНОСТИ, kQ = Твср/^вр,' тв ср —предел прочности при срезе; авр — предел прочности при растя¬
жении материала предохранительного элемента; R — радиус,
на котором расположен предохранительный элемент.При проектном расчете определяют диаметр штифтаd = ]АГпр/(я60стВрЯ)-Величину k0 определяют механические свойства материала
и в меньшей мере размеры. Значения k0 для различных относи¬
тельных удлинений при растяжении материала приведены282
Таблица 6.2. Размеры (мм) деталей муфт (рис. 8.3, а)Срезающая
сила (мини¬
мальная), НddxdtVАваъсе1&69012751,5 \
2,0 /М1651022161012115812 850
5 200
8 1003.0	\4.05.0	JМ208153025>18178101,511 770
20 600
32 3606,0 )
8,0МЗО122550452228261916255 ООО
83 400
130 00013.0	)16.0
20,0 JМ481840756433423925283* Предельное отклонение поН7.Т а б л и ц а 6.3. Значения коэффициента к0 для штифтовk0 при удлинении, %Диаметр15—2022—3024—25 |29,9—31,4штифта, ммдля гладких штифтовдля штифтов с V-образной
канавкой2—34—56—80,78—0,800,68—0,720,68—0,720,80—0,81
0,75—0,76
0,75—0;780,86—0,950,86—0,950,92—1,060,92—1,10Примечание. Данные получены при испытаниях штифтов нз сталей
марки У8А, У10А, 45 и 50.Таблица 6.4. Размеры (мм) элементов муфт (рис. 6.3, б)Г, Н-мСрезающая
сила, НddяDRL130305050690
690
1 275
1 275252828.301.5	}1.5	1
2,02,0 J4510035,070251551552702704302 850
2 850
5 200
5 200
8 10035404045453.0	ч3.04.04.05.0	j6012545,01003082582513001300205011 770
11 770
20 600
20 600
3 23650555560606,0 >
6,0
8,0
8,0
10,0 -7516057,514035283
в табл. 6.3 для случая кратковременного действия нагрузки. При
длительной работе в условиях статического нагружения, и осо¬
бенно при пульсирующей нагрузке, значения k0 отличаются от
приведенных в табл. 6.3.Для муфт со срезным штифтом уч = 0,6—0,85, со срезными
шпонками уч = 0,7—0,8.На рис. 6.3, б (табл. 6.4) представлены конструкция и основные
размеры муфты со срезным штифтом. Материалы штифтов те же,
что и у муфты, приведенной на рис. 6.3, а.6.2.	Пружинно-кулачковые муфтыЭти муфты используют при небольших скоростях,
малых вращающих моментах и маховых массах соединяемых ча¬
стей. При высоких скоростях и больших массах такие муфты не
применяются, так как создают многократные перегрузки в момент
повторных включений. Муфты этого типа основаны на одном
принципе: полумуфты, снабженные на торцах кулачками (шари¬
ками), замыкаются с помощью пружин, поставленных с предва¬
рительным натяжением. При длительных перегрузках происхо¬
дит срабатывание муфты, которое сопровождается значительными
ударными нагрузками и характерным звуком, поэтому кулачко¬
вые муфты называют сигнальными.В конструкциях с малым трением пружинно-кулачковые муфты
обеспечивают высокую точность срабатывания, так как упругие
свойства пружин достаточно стабильны. Существенное влияние
на точность срабатывания оказывает состояние рабочих поверх¬
ностей кулачков: твердость, шероховатость и точность изготов¬
ления.Муфты могут быть как осевого, так и радиального типов. Ку¬
лачки обычно имеют трапецеидальный или (реже) треугольный
профиль (рис. 6.4, а). Рабочие поверхности кулачков могут быть
винтовыми или плоскими. Первые обусловливают более благоприят¬
ные условия работы муфты (лучший контакт рабочих поверхно¬
стей, более высокую точность срабатывания), однако они сложнее
в изготовлении, чем плоские поверхности.Рабочие поверхности кулачков должны обладать достаточной
твердостью, износостойкостью и способностью сопротивляться
ударным нагрузкам. Кулачки изготовляют из стали 20Х с по¬
следующей цементацией и закалкой до твердости 56—57 HRCg
или из стали 40Х с закалкой той же твердости. Число кулачков
рекомендуется делать нечетным. Это позволяет упростить про¬
цесс изготовления и повысить точность расположения кулачков.
Число кулачков принимают равным 3—15.При одинаковом шаге расположения кулачков на полумуфтах
(рис. 6.4, б) каждый кулачок одной полумуфты может войти в за¬
цепление с любым кулачком другой. Неточность изготовления
в этом случае значительно влияет на характер распределения на-284
6)Рис. 6.4. Профили кулачковгрузки между кулачками и в конечном счете на точность срабаты¬
вания. Для повышения последней шаг расположения выступов и
сопряженных впадин рекомендуется делать неодинаковым
(рис. 6.4, в), что при проскальзывании полумуфт обусловит за¬
цепление лишь одинаковой пары кулачков и впадин. На рис. 6.4, д,
е показаны профили мелкозубых муфт.Для стабилизации точности срабатывания производят при¬
работку кулачковых муфт, состоящую в длительном срабатыва¬
нии муфты (3—5 мин). В результате острые кромки кулачков об¬
минаются, момент выключения муфты стабилизируется, пятно
контакта с наружной стороны поверхностей кулачков распростра¬
няется на всю поверхность. Кулачки с винтовой рабочей поверх¬
ностью не нуждаются в приработке.При наличии трех кулачков и равномерном шаге их располо¬
жения длина направляющей ступицы подвижной полумуфты
должна быть небольшой для обеспечения самоустановки подвиж¬
ной полумуфты по кулачкам неподвижной полумуфты. При не¬
равномерном шаге расположения кулачков или при неравномер¬
ном их нагружении длина направляющей ступицы подвижной
полумуфты должна быть значительной для лучшего направле¬
ния полумуфты по валу.Угол профиля а (рис. 6.4, г) принимают 30, 45 или 60° Чем
меньше угол, тем муфта менее чувствительна к изменениям коэф¬
фициента трения на кулачках и на шлицах подвижной полу¬
муфты. Без смазки муфта с углом а = 30° не выключается из-за
самоторможения. Поэтому кулачковые муфты, работающие в ус¬
ловиях отсутствия стабильного смазывания кулачков и шлицев
(машины сельскохозяйственной техники), имеют угол а = 60°
При полном отсутствии смазки момент выключения муфты воз¬
растает почти вдвое [25]. Угол а =45° назначают при гаранти-285
роваяных условиях смазки (коробки передач металлорежущих
станков).Величина вращающего момента, действующего в приводе
при срабатывании этой муфты, складывается из статического Теч
и динамического Тл моментов.Статический момент определяется, в основном, усилием пру¬
жины (силы трения вследствие колебаний практически снимаются)Т’ст — F пр^ср/(2tg ос),где Fпр — сила пружины; Dcp — средний диаметр расположе¬
ния кулачков.Динамический момент обусловлен ударом кулачков ведущей
полумуфты по кулачкам ведомой полумуфтыТл = (С/Л) to sin Р^,	(6.8)где С — крутильная жесткость валопровода на участке от ве¬
домой (подвижной) полумуфты до места возникновения пере¬
грузки; Рг — круговая частота собственных колебаний подвиж¬
ной полумуфты, Рг — У C/J; J — момент инерции массы подвиж¬
ной полумуфты; со — угловая скорость ведомой полумуфты после
соударения кулачков (уменьшается с ростом угла а), ш =
= ю0т/(/и + mx tg а); со0 — угловая скорость ведущей полу¬
муфты (приближенно принимается постоянной); пг — масса, при¬
веденная к ведущей полумуфте (обычно превышает массу ведо¬
мой полумуфты более чем в 5 раз); — масса подвижной по¬
лумуфты, приведенная к среднему диаметру расположения ку¬
лачков, = J/(D ср/2)2-Максимальная угловая скорость соударения полумуфт имеет
место при встречном ударе кулачков (при tx > /2): tx — время,
необходимое для смещения подвижной полумуфты на величину
высоты h кулачка, tl = (1/Р2) arccos [1 — h/(x0 + h) ]; t2 — время,
за которое ведущая полумуфта повернется на угол смещения кро¬
мок у вершины и основания кулачков вследствие наклона рабочей
поверхности кулачка, = 2h tg a/(o>0Dcp);©max = <»о + (2PJDcp) (%о + h) tg a sin /уз, (6.9)где Р2 — круговая частота собственных осевых колебаний по¬
движной полумуфты, Рг = У CJtn; Сх — жесткость пружины;
х0 — начальное натяжение пружины; ta — время, через которое
наступает соприкосновение полумуфт, отсчитываемое от момента
схода торцов кулачков одной полумуфты с торцов другой, опреде¬
ляемое из уравнения(©(,DCp/2) ts — (х0 + h) (1 — cos Ptt3) tg a.Значение tomax подставляют в (6.8) вместо <o и определяют
максимум динамического вращающего момента Тд.Возможность встречного удара полумуфт практически исклю¬
чается при значении отношения силы пружины и силы тяжести286
Рис. 6.5. Кулачки на полумуфте; схема сил взаимодействия кулачковподвижной полумуфты более 40. В этом случае срабатывание
муфты происходит без отрыва кулачков обеих полумуфт.При высоких частотах вращения возможны резонансные яв¬
ления при срабатывании муфты. В этом случае момент на муфте Т
следует умножать на коэффициент нарастания колебаний &нг — =	Z	где п — частота вращения ведущей полумуфты, об/минз Я —
число кулачков на одной полумуфте.Во избежание появления больших значений динамического
момента кулачковые муфты обычно применяют при относитель¬
ных частотах вращения полумуфт не более 200—250 об/мин.
Критериями работоспособности кулачковых муфт являются ста¬
тическая прочность и долговечность кулачков по контактным
напряжениям и изгибу.Условное давление в предположении равномерной нагрузки
всех кулачковР — 2Т/(DcpzbKh) ^ [p\iгде Т — передаваемый вращающий момент; г — число кулачков}
остальные обозначения см. на рис. 6.5.Допускаемое давление при закаленных поверхностях зубьев
[р] = 80-4-120 МПа.Напряжение изгиба у основания кулачков для случая прило¬
жения силы к вершине кулачков (неполное включение)аи = 2kTh/(DvczW) < ат/л,где k — коэффициент, учитывающий неравномерность распреде¬
ления нагрузки между кулачками, равный 2—3 (меньшие значе¬
ния — при большей точности изготовления и малом числе ку-287
Рис. 6.6. Кулачковая предохранительная муфталачков); W — момент сопротивления опасного сечения кулачка
у основания; п — коэффициент запаса (п > 1,5).При определении потребной силы нажатия пружины разли¬
чают два случая.1.	При кратковременных перегрузках силы трения на кулач¬
ках и в шлицевом или шпоночном соединении препятствуют раз¬
мыканию муфты. Сила сжатия пружины находится из условия
равновесия подвижной полумуфты (рис. 6.5)и 2 г Г.. . ДСРЛfnp = ^Ltg(a_tp>-~J’где Т — расчетный вращающий момент при кратковременных
перегрузках; a — угол профиля кулачка; ф — угол трения между
кулачками (обычно <р =5—6); d—диаметр вала; / — коэффи¬
циент трения в шлицевом или шпоночном соединении (f « 0,15).2.	При длительных перегрузках силы трения снимаются вслед¬
ствие колебаний. В этом случае^пр = 271 дЛ tg oc/Z)cp,
где Тдл — расчетный вращающий момент при длительной пе¬
регрузке.Таблица 6.5. Размеры (мм) и параметры муфты предохранительной
(рис. 6.6, а)	Т, Н-мШлице¬
вое отвер¬
стие zX
XdXDDxdrdzdtLlПружинаРазмеры
подшипни¬
ка по ГОСТ
6874—75*Шаг вин¬
товой ли¬
нии6, 10,
136X21X2570252545110254X50X 10035X 52Х 12125,616, 20,
256X26X3080303050120305X 55X 10045Х 65X 14157,032, 40,
508X36X401004040651307X 65X 7055Х78Х 16196,2288
Сила сжатия пружины не должна сильно меняться в начале
и конце срабатывания муфты. Это обеспечивается пружинами
малой жесткости или пружинами с нелинейной характеристикой.На рис. 6.6, а (табл. 6.5) представлена кулачковая предохра¬
нительная муфта. Муфта монтируется на одном валу и состоит из
полумуфт / и 3, имеющих торцевые кулачки, пружины сжатия 6,
стакана 2, упорного подшипника 4 и винта 5, Зубчатое колесо
или шкив устанавливается на полумуфте 1 на шпонке и соеди¬
няется с валом через торцевые кулачки, полумуфту 3 и шлицы.
Полумуфта 3 свободно перемещается вдоль вала и поджимается
к полумуфте 1 пружиной 6 с силой, регулируемой винтом 5.
На рис. 6.6, б показаны вид g торца на полумуфту и развертка
кулачков.На рис. 6.7 (табл. 6.6) представлена кулачковая муфта по
ГОСТ 15620—77. На втулке 1 установлены неподвижная 2 и
подвижная 3 полумуфты с торцевыми кулачками. Сжатие пру¬
жин 4 осуществляется гайкой 6, перемещающей опорный стакан 5
по шлицам. Шпонка и пружинное упорное кольцо соединяют
и удерживают деталь на неподвижной полумуфте 2. Предусмо¬
трено два исполнения соединения втулки 1 о валом (I — со шпон¬
кой, II — со шлицами) с6.3.	Пружинно-шариковые муфтыВ пружинно-шариковых муфтах трение скольжения на
кулачках частично заменено трением качения шариков; эти муфты
проще в изготовлении и отличаются большей надежностью сра¬
батывания, чем кулачковые. На рис. 6.8 представлены возможные
виды сопряжений шариков с рабочими поверхностями второй
полумуфты. Характер процесса выключения шариковых муфт
зависит от вида сопряжений.Муфты с подвижными шариками (рис. 6.8, б, в) обладают рядом
преимуществ по сравнению с кулачковыми [25 ] — они техноло¬
гичнее; условия трения шаров в отверстиях благоприятнее усло,-
вий трения в шлицевом соединении; момент, при котором сраба¬
тывает муфта, мало зависит от изменения условий смазывания
из-за наличия трения качения.Надежность срабатывания муфты возрастает при размещении
между шариками и пружинами подкладок (рис. 6.9, 6.10), так
как крайние витки пружины при контакте с шариками разги¬
баются, вызывая заклинивание шариков в отверстиях, увеличе¬
ние момента срабатывания муфты и повреждение шариков.Шариковые муфты с подвижной полумуфтой (рис. 6.8, а)
создают приблизительно такие же динамические нагрузки, что
и кулачковые муфты, так как и в этом случае процесс срабаты¬
вания муфты связан с преодолением силы инерции подвижной
полумуфты, обладающей значительной массой. По этой же при¬
чине муфты с подвижными шариками создают существенно мень-Ю Ряховский О. А. и др.289
N3«ОО1 23 Ч в 5 6А-АБ-5ИсполнениеI ИсполнениеIIРис. 6.7. Муфта предохранительная кулачковая по ГОСТ 15620—77*
Таблица 6.6. Размеры (мм) и параметры муфты по ГОСТ 15620—77 (рис. 6.7)Номи¬
нальный
вращаю¬
щий мо¬
мент
Т’ном»
Н-мd (пред. откл. по Н7)dt (пред. откл.
по Кб)D-1 (пред. откл. по hi4)VVчоюОСXb (пред. откл.
по ГОСТ
23360—78*)Л (пред. откл.,
по hll)t (пред. откл.
по Н12)Допускаемая
частота враще¬
ния, об/минМасса, кг, не
болееИсполнениеИсполнениеIIIillне болееIII и IIIШпонкиШлицы4,08, 9
10——3236632023—12331,816200,326,3910, 11——38482023—14442,512600,510,011, 12, 131412, 13485675302516553,00,8616,012, 141412, 13801810200,9016154028
25,01413853025211,616, 18, (19)1615, 1756714028663,578040,018, (19)—17105241,820, 22503663,020, 22, (24)20,226585110503628874,06002,5256042(24)——5036100,025, 281001406042325,0(30)—3080805810480160,028, (30)2828, 3012516060423686,07,50(32)8058250,0i32, 36, (38)32, (38)32, 35, 3890140180421242010,040i—4011082(38)388058400,040, (42),
45, (48)42, 4840, 42, 451051801901108248149Б,б30016,00Прим е ч а н и е. Размеры вкруглых скобках являютсяменее :предпочтнтельнимн для применения.
Рис. 6.8. Виды сопряжений шариков с рабочими поверхностямишие динамические нагрузки. Поэтому муфты с подвижными
шариками применяют при более высоких частотах вращения
(до 1000—1200 об/мин) по сравнению с кулачковыми муфтами
[25].Условие равновесия подвижной полумуфты для случая со¬
пряжения шарика о шариком или шарика о тороидальной по¬
верхностьюFnp = F [tg (а - р) - Dfld 1,	(6.10)где Fnv — сила сжатия пружины; F — окружная сила, дей¬
ствующая на шарик; р — угол трения между шариками; D — диа¬
метр окружности, на которой расположены центры шариков;
/ — коэффициент трения в шлицевом соединении; d — средний
диаметр шлицев; а — угол наклона касательной в точке касания
шариков к оси муфты.В процессе срабатывания муфты угол а изменяется по законуsin ос = (rfu| Ii)Idjji,	(6.11)где dm — диаметр шарика; h — расстояние, на которое высту¬
пает шарик из полумуфты.Из формул (6.10) и (6.11) следует, что величина окружной
силы F =2T[D зависит главным образом от взаимного рас-292
Рис. 6.9. Предохранительная шариковая муфтаположения шариков, определяемого углом а. В процессе сраба¬
тывания муфты размер h убывает, сила сжатия пружины воз¬
растает, а угол а убывает. При этом сила F, определяющая ве¬
личину вращающего момента, передаваемого муфтой, резко умень¬
шается. Таким образом, для полного выключения муфты (как
это у кулачковых муфт) не требуется дополнительного увели¬
чения нагрузки и, кроме того, при этом повышается точность
срабатывания шариковых муфт, приведенных на рис. 6.8, а, г.Муфты, в которых шарики контактируют с призматическими
канавками или коническими отверстиями (рис. 6.8, б, я), имеют
постоянный угол а и срабатывают подобно кулачковым муфтам.293
Для пружинно-шариковых муфт, у которых в процессе сра¬
батывания перемещаются шарики, а не полумуфта (рис. 6.9),
выражение (6.10) приобретает видF„p = F [tg (а — р) — 4/(я/) ],где р — угол трения между шариками и сопряженной поверхно¬
стью другой полумуфты; f — коэффициент трения между шари¬
ками и стенками отверстий.Пружинно-шариковые предохранительные муфты работают
удовлетворительно, если нормальная сила FB в месте контакта
не превышает следующих значений (при наибольшем допустимом
давлении на шарики р =3-105 МПа):dm, мм	И 12 14 16 20 24 28 32F„. Н	160 180 200 220 280 340 400 500На рис. 6.9 (табл. 6.7) представлена шариковая предохрани¬
тельная муфта фирмы «Шисс» (ФРГ), состоящая из втулки 1,
имеющей на торце кулачки и свободно сидящей на валу 4, и
корпуса 2, в отверстиях которого располагаются шарики и пру¬
жины. Зубчатое колесо 3 соединяется с валом 4 через шпонку,
кулачки, шарики, корпус и шпонку. Сила действия пружины на
шарик может регулироваться осевым смещением правой части
корпуса 2.На рис. 6.10 (табл. 6.8) представлены два варианта (а и б)
исполнения шариковой предохранительной муфты по отраслевому294
Таблица 6.7. Размеры (мм) и параметры муфты фирмы «Шисс» (рис. 6.9)Т, Н-мЧислошариковгDLDoddmdoсDtd2ClC2Пружины^нар^прав*св^сжЧисловитков13—1470101,580553323—328657050321111,53,060401,03,0102,068542646—64110102,5108943624—3075122,080572733—578757558361313,5 -3,570461,04,0122,570572265—104120123,01151013225—2995152,0119733456—868859565401616,54,578521,54,5153,090722389—141120153,5113972750—6395152,5100722867—10381009578481616,54,592651,54,5153,0907223107—170120153,5113972759—68100192,51217228108—186911510088552020,55,5105721,55,5193,5937220157—248120194,01129223
Таблица 6.8. Размеры (мм) и параметры муфт (рис. 6.10)Предельный
вращающий
момент (±5%),
Н-мnmax±5%,об/минd-mLDDoDtDtdtdidghUh5,615107,14624832,51718207,510221529316,413206,35614836,41718247,09221529308,812007,14655240,62022287,5102617323112,5133011,11785840,020222211,5152617344215,7124011,91856243,225222412,5152617344922,2100011,11797353,335273411,5153218354228,093011,91939357,635373812,5154020414934,780011,11878766,735374811,5154021424243,774011,91949472,035375212,5154421424962,076019,0512112167,540374019,5254422496977,673020,6412712771,850424221,02548235074110,057019,0513113190,050526219,52558265870138,055020,6413813895,860526821,02558265877172,045519,05140140112,5 .60628419,02568296770216,044020,64144144119,560629021,02568296774300,046033,34200200106,760626434,038682975120366,041034,93209209119,280627335,540682976128533,034533,34214214142,080829834,038883288121650,031034,93224224157,7*08211235,040883289130832,027533,34214214177,8808213434,0388832881311015,025034,93222222197,0808215235,540883289128
Продолжение табл. 6.8Предельный
вращающий
момент (±5%),
Н* миhииииftoRRiНомер пружи¬
ны по ГОСТ
13771—86Масса,кгШлицевоеотверстиеzXdXDЬ5,64330724132010155,141,932900,56Х 11X143,06,44329723.111810154,701,752790,56Х ИХ 143,08,84330724132011165,141,932900,56Х 13Х 163,512,55840736173011178,003,003471,06Х 13Х 163,515,7654710371730И178,653,243621,06Х13Х 163,522,255401032172711178,003,003471,06Х 16Х 204,028,061471039172714218,653,243622,06Х 23X 286,034,754401231172714218,003,003472,06Х 23X 286,043,761471237173014218,653,243622,06Х 23Х 286,062,0826715532843162613,705,154354,06Х 23X 286,077,69272155928- 47162614,855,574464,06Х 28X 347,0110,0896815552843213113,705,154356,08Х 32Х 386,0138,0977515622847213114,855,574466,08Х 32X 386,0172,0896815552843263713,705,154357,08Х 42Х 488,0216,0957220542843263714,855,574468,08Х 42X 488,0300,0147118201004873274324,009,0050714,08Х 42Х 488,0366,0155125201094873274325,009,4010316,08Х 42X 488,0533,0140119201024873355324,009,0050720,08Х 62Х 7212,0650,0147126201115177355325,009,4010325,08Х 62X 7212,0832,0140119201025177355324,009,0050725,08Х 62X 7212,01015,0147126201095177355825,409,4010229,08Х 62X 7212,0
в-вА-А5- ВИсполнениеI Исполнение II
аРис. 6.11. Муфта предохранительная шариковая по ГОСТ 15621—77*
Таблица 6,9* Размеры (мм) и параметры муфты по ГОСТ 15621—77* (рис. 6.11)Номи¬
нальный
вращаю¬
щий мо¬
мент
Т’ном»
Н-мd (пред* откл* по Н7)окаSSр.£со
чз ^Dь1 (пред. откл,
по hi4)С7<иКо\о«ишЪ (пред. откл. по
ГОСТ 23360—78*)h (пред. откл. по
hll)t (пред, откл. по
Н12)Допускаемая ча«
стота вращения,
об/минМасса, кг, не болееИсполнениеИсполнениеIIIIIIне болееIII и IIIШпонкиШлицы4,08, 9——36456720—12331.816200,4810——23—6,39	—42487520 | —14442,512600,6010, 11——23—
стандарту» отличающейся уменьшенными динамическими нагруз¬
ками в приводе, возникающими при срабатывании муфты. Вра¬
щающий момент с полумуфты 1 на полумуфту 2 передается шари¬
ками 3, поджимаемыми в гнезда полумуфты 2 пружинами 5 через
стержень 4 или стакан 7. Силу нажатия пружины регулируют
толщиной прокладок 6. Полумуфта 2 центрируется на ступице
полумуфты 1 на опоре скольжения 5. Осевые силы, возникающие
при срабатывании муфты, воспринимает упорный подшипник.
Муфта во втором исполнении (рис. 6.10, б) отличается наличием
бронзовых стаканов 7 вместо стержней 4, что приводит к повыше¬
нию точности срабатывания муфты, так как на сферической по¬
верхности стакана выполнены канавки для смазки (рекомендуется
смазка ЦИАТИМ-203, ГОСТ 8773—73*). Специальный профиль
гнезд на полумуфте 2 (сечение А—А) обеспечивает уменьшение
динамических нагрузок при срабатывании муфты.На рис. 6.11 (табл. 6.9) представлена предохранительная
шариковая муфта на втулке по ГОСТ 15621—77* На втулке 1У
соединяемой с валом шпонкой (исполнение I) или шлицами (испол¬
нение II), установлены свободно полумуфта 4 и на шлицах полу¬
муфта 6. Полумуфты соединены шариками 5, которые поджимаются
пружинами 7. Сжатие пружин 7 осуществляется гайкой Р, пере¬
мещающей опорный стакан 8 по шлицам. Шпонка 3 и пружинное
упорное кольцо 2 соединяют и удерживают деталь на полумуфте 4.
При перегрузках полумуфты 4 и 6 поворачиваются относительно
друг друга, при этом шары перемещаются в отверстиях и сжи¬
мают пружины.6.4.	Фрикционные муфтыЭти муфты применяют при частых кратковременных
перегрузках, главным образом при нагрузках ударного харак¬
тера и значительных частотах вращения. Они передают вращаю¬
щий момент за счет сил трения. При срабатывании муфта погло¬
щает механическую энергию, преобразуя ее в тепловую, пере¬
дача же вращающего момента не прекращается.По форме трущихся поверхностей муфты различают: дисковые
с плоскими поверхностями трения; конусные с коническими по¬
верхностями трения; цилиндрические с поверхностями трения,
очерченными круговым цилиндром; по условиям эксплуатации:
сухие, работающие без смазывания\ масляные, работающие в мас¬
ляной ванне.Сухие муфты применяются в местах, исключающих попадание
смазки на трущиеся поверхности; они отличаются большей ста¬
бильностью срабатывания, чем масляные муфты.Дисковые муфты. Дисковые фрикционные муфты получили
наибольшее распространение благодаря следующим свойствам:1)	большой несущей способности при малых габаритных раз¬
мерах, особенно по диаметру;300
Таблица 6.10. Давления, допускаемые на рабочих поверхностях фрикцион¬
ных предохранительных муфт, и средние значения коэффициента трения покояМатериал поверхностей тренияКонусные муфтыДисковые муфты1р ], МПаfo[р]. МПаfoСо смазкойЗакаленная сталь по закален¬
ной стали——0,2—0,40,1Чугун по чугуну или по зака¬
ленной стали0,1—0,120,15сГ1сГ0,15Бронза по чугуну или стали'Ф.сГ1сГ0,05——Фрикционная металлокерами¬
ка по стали——0,50,3Ретинакс ФК-24А и ФК-16Л
по сталиБез смазки0,2—0,25Чугун по закаленной стали0,3—0,40,2		Прессованный асбест, ферадо
по стали или чугуну0,1—0,20,30,1—0,200,3Текстолит по стали или чугу-0,2—0,40,2——Фрикционная металлокерами¬
ка по стали——0,5—0,7сГ1сооРетинакс ФК-24А и ФК-16Л
по стали0со1осоСЛ2)	возможности варьирования числа дисков, что существенно
уменьшает номенклатуру муфт;3)	плавности срабатывания муфты;4)	простоте эксплуатации и ухода.Эти муфты имеют следующие недостатки:1)	невысокую точность срабатывания, связанную с непостоян¬
ством коэффициента трения, прилипанием дисков и непостоян¬
ством вязкости смазочного материала в муфтах со смазыванием;2)	значительное выделение теплоты при срабатывании, вы¬
зывающее разогрев трущихся поверхностей и, как следствие,
непостоянство их фрикционных свойств и снижение прочности,Число пар поверхностей трения2			ЗГпр		n(Dl-D\)Dcp [р]/0’где Тпр — предельный вращающий момент, ограничиваемый муф¬
той; DH и DB — наружный и внутренний диаметры кольца кон¬
такта дисков, обычно Da = 3-f-5d вала> = (0,5ч-0,6) DH; DCp —
средний диаметр контакта дисков, £>ср = (£>н + £>„)/2; [р 1 —
допускаемое давление на трущихся поверхностях; /0 — коэффи¬
циент трения покоя (табл. 6.10).301
Сила сжатия пружины/*пр = 2У Пр/(^ср^/с)“При точных расчетах и конст¬
руировании фрикционных предо¬
хранительных муфт следует учи¬
тывать влияние скорости нараста¬
ния нагрузки на величину коэф¬
фициента трения покоя /оп.Испытания дисковых муфт со
смазыванием для стальных ди¬
сков показали, что момент тре¬
ния покоя Та превышает момент
трения скольжения Тск (соответ¬
ственно /оп > /оск) и зависит от
скорости нарастания нагрузки. С уменьшением скорости нара¬
стания нагрузки значение /оп возрастает. Для фрикционных
муфт без смазывания для пар трения ретинакс—сталь влияние
изменения скорости нарастания нагрузки не обнаружено.Настройка фрикционных предохранительных муфт обычно
производится по статическому моменту Ти. Как показывают экс¬
перименты, для муфт без смазывания момент выключения муфты
при вращении муфты на 25—35% выше момента невращающейся
муфты. Для муфт со смазыванием момент выключения муфты
равен или меньше момента выключения неподвижной муфты.
Точность ограничения нагрузки, характеризуемая коэффициен¬
том утч = Tmsx'/Tmint для муфт со смазыванием зависит от ско¬
рости нарастания нагрузки и наличия смазочного материала.Таблица 6.11, Размеры (мм) и параметры фрикционной предохранительной
муфты (рис, в. 12)7,
Н» мШлицевое
отверстие в
дисках 3
zXdXDdt (пред.
откл. по
Н7)■уолdiь1Число
пар по¬
верхно¬
стей тре¬
нияПружинаdXDXHол1,0*5,020,025,06X21X25254025801002064Х 50Х 150
4Х50Х 160
5Х 55Х 95
5Х 55Х 95
5Х 55Х 10530.040.050.060.06X26X303045301001252585Х 55Х 75
5Х 55Х 75
6Х 60Х 80
6Х 60Х 8080,0120,0160,0200,08Х 36Х 4040604014014030107Х 65Х 45
7Х 65Х 55
8Х 70Х 50
8Х 70Х 591	2 3 UРис. 6.12. Многодисковая предо¬
хранительная муфта302
Исполнение ПРис, 6.13. Муфта о изменяемым числом фрикционных дисковТаблица 6.12. Размеры (мм) и параметры муфты (рис. 6.13)соосоТ (Н«м) при числе внутренних
дисковйDьпри числе
дисков1КDtМасса (кг) при числе дисковI23I2312352,5105,0157,019—3214612213514854631,650,85,45,96,4178,0356,0534,025,4—3818716718119583951,674,611,012,013,0395,0790,01 185,025,4—502602182322531111272,487,322,025,029,0780,01560,02 340,038—633052632792951411583,2102,039,043,050,01 460,02920,04 380,050—893563473723982022224,0146,064,072,086,02 300,04600,06 900,057—1144224254544822412854,8178,0113,0124,0147,03 150,06300,09 450,0 ;63—1274834725075422703145,6197,0186,0204,0238,04 550,09100,013 650,069—1525335756106453273216,4229,0249,0295,0363,011 300,02260,033 900,076—2036857307628034385186,4305,0386,0454,0544,0
Рис. 6.14. Многодисковая муфта с малым наружным диаметромЧастота срабатывания и длительность скольжения не влияют
на величину момента выключения муфты без смазывания для пары
ретинакс—сталь. Для муфт со смазыванием со стальными дисками
при повторных срабатываниях обнаружено повышение коэффи¬
циентов трения покоя (/оп =0,3) и скольжения (/оск = 0,12-1-
-f-0,14). Значения /0 в табл, 6.10 соответствуют режиму покоя.На рис. 6.12 (табл. 6.11) представлена многодисковая предо¬
хранительная муфта. На ступице полумуфты /, сидящей на валу,
на шпонке располагается зубчатое колесо (не показано). Наруж¬
ные диски 2 шлицами соединяются с полумуфтой У, внутренние
диски 3 с приклепанными фрикционными накладками — с валом
(не показан). Сила сжатия дисков создается пружиной сжатия и
регулируется гайкой 4.На рис. 6.13 (табл. 6.12) представлена муфта с изменяемым
числом фрикционных дисков. Предусматривается два исполнения
муфты. В исполнении I муфта устанавливается на одном валу.
Полумуфта 1 соединяется с валом шпонкой и фиксируется от осе¬
вых смещений винтом 9. Внутренние диски 4 и нажимной диск 3
соединяются с полумуфтой 1 шлицами. Наружные диски 7 с при¬
клеенными фрикционными накладками шлицами соединяются с по¬
лумуфтой 6, состоящей из двух деталей, соединяемых винтами.
В полумуфте 6, свободно устанавливаемой на валу, предусмо¬
трены бронзовые вкладыши 5 и система подвода смазки. На сту¬
пице полумуфты 6 на шпонке устанавливают зубчатое колесо (не
показано), соединяемое с валом через муфту. Прижатие дисков
создают пружины сжатия и регулирует гайка 8 со стопорным вин¬
том 2. В исполнении II полумуфты устанавливают на концах
соединенных валов. Число наружных дисков может быть различ¬
ным, что позволяет ступенчато регулировать величину переда¬
ваемого муфтой момента.304
Т а б л и ц а 6.13. Размеры (мм) и параметры муфты (рис. в. 14)т,Н-мdDL1иDiКGD*.Н-м*Масса,ХР2012—207090350,50,012,45015—309010545——1,00,104,08018—4010011045——1,00,205,515020—4812512560——2,00,809,535020—601501305040802,00,9610,550028—7017017070601202,02,0018,5140030—8021019580651302,05,4031,0На рис. 6.14, а (табл. 6.13) представлена многодисковая муфта
с малым наружным диаметром. Полумуфты 1 и 6 устанавливаются
на шпонках на концах валов. Наружные 2 и внутренние 3 диски
выполняются металлическими и соединяются шлицами с полу-
муфтами. Сила прижатия дисков создается пружиной 9 и плавно
регулируется гайкой 4. С помощью трех направляющих паль¬
цев 5, запрессованных в крышку 8, установленную в пол у муфте U
обеспечивается направление торца гайки относительно торца
диска. Три винта 7 стопорят гайку 4.В муфте, представленной на рис. 6.14, б, сила прижатия дисков
создается несколькими пружинами сжатия 11, расположенными
по окружности в гнездах нажимного кольца 10, и гайки 4> регу¬
лирующей сжатие пружин. Три винта 7 служат: для стопорения
гайки 4; для передачи движения от крышки 5 на гайку 4 и нажим-
цое кольцо; для извлечения кольца 10 вместе с гайкой 4 и крыш¬
кой 5 при демонтаже. Резьбовые отверстия 12 предусмотрены для
поворота крышки.На рис. 6.15 (табл. 6.14) представлена многодисковая муфта,
передающая большие вращающие моменты. Фрикционные диски 2
и 3 с металлокерамическим покрытием соединяются со ступицей 1
и гильзой 4 шлицами. Прижатие дисков создается пружинами сжа¬
тия 6, расположенными по окружности в гнездах нажимногоТаблица 6.14. Размеры (мм) и параметры муфты (рис. 6.15)т,Н* мdDDtDiL1*ih0GD*tН-маМас¬са,кг1 40030—80250210230105115110125,5222 00050—803102602602451301281512214,7394 50070—1103703153152951401351515231,9615 50070—1304303703703451651552020572,09910 00070—17050043543541019518520205162,016515 00085—19055049049046520519520205277,022425 000100—2007506506506202002052530597,0454
кольца 5, и регулируется гай¬
кой 7. Гайка 7 поворачивается
через гайку 8 и винты 9. Винты
соединяют гайки 7 и 5 с нажим¬
ным кольцом 5, а также стопо¬
рят гайки в нужном поло¬
жении.На рис. 6.16, а (табл. 6.15]
представлена муфта фирмы «Бо-
ленц» (ФРГ), работающая без
смазывания при высоких и час¬
тых перегрузках благодаря хо¬
рошему теплоотводу. Диски 4
о приклеенными фрикционны¬
ми накладками соединяются со
ступицей 1 шлицами. Между
рабочими поверхностями дисков
располагается звездочка цепной
передачи (или любая другая де¬
таль)'. Прижатие дисков 4 создается пакетом тарельчатых пру¬
жин 5 и гайкой 2 со стопорным винтом. Звездочка центрирует¬
ся на износостойком кольце 3, соединенном со ступицей шлицами.Муфта, представленная на рис. 6.16, б (табл. 6.16), работает
без смазывания и применяется при средних и малых частотах
вращения и редких перегрузках. В зависимости от расположения
пары тарельчатых пружин (рис. 6.16, в) муфта передает различные
моменты Т: 1) (0,25 -j- 1,0) Т\ 2) (0,14-0,5) Т.На рис. 6.17 (табл. 6.17) представлены две модификации мно¬
годисковой предохранительной муфты фирмы «Боленц» (ФРГ).
Рабочие поверхности дисков имеют металлокерамическое покры¬
тие и работают без смазывания. Фрикционные диски 2 и 3 по-Рис. 6.15. Многодисковая муфта для
передачи больших вращающих момен¬
тов306Рис. 6Л6. Муфта фирмы «Боленц» (ФРГ)
Таблица 6.15. Размеры (мм) и параметры фирмы «Боленц» (рис. 6.18, а)Т, Н-мАВСDВFМасса,кг2565404511—2010,090,56385465714—3012,091.0160115528018-4514,593,0250135628018—4517,5113,54001606710024—5519,5135,06301808212028—6523,0178,010002158414038—6024,51711,0160027010015548—9027,52118,0Таблица 6.16. Размеры (мм) и параметры муфты фирмы «Болевцзе
(рис. 6.16, б)Т, Н-м
Исполнение
I | IIАвСDЕFGМасса,кг10—404—2065484211—20139М40,525—10010—5090555214—26159М51,460—25025—125130727518—42249М83,2100—40040—200145808524—502611М104,3160—63063—3201659010028—552615М106,2250—1000100—50019010011038—652818М108,8400—1600160—80023011013543—803023М1014,5600—2500250—125028014017558—1003030—22,01000—4000400—200032016020068—120353035,0Таблица 6.17. Размеры (мм) и параметры муфты (рис. 6.17)Т, Н-мАСDЕF0нКLiN25, 40, 63704510--20586Х Мб66040904540, 63, 100905512--25756ХМ8880551256063, 100,1006514—-35906ХМ8890551256016014070100, 160,1257517—451108ХМ10101106025075160, 250,1357517—451108ХМ10101106515040018095250, 400,1509522—-551208ХМ121212575630100400, 630,17011028--651558ХМ1212140852001000220110630, 100019512533—-701658ХМ1615150951000, 1600,21014038--601808ХМ16151701102601352500307
движно соединяются с ведущей и ведомой полумуфтами 1 и 6
шлицами. Прижатие дисков создают пакетом тарельчатых пру¬
жин 4 и регулируют гайкой 5 со стопорным винтом. В отличие от
муфты, показанной на рис. 6.17, а, муфта, представленная на
рис. 6.17, б, соединяет два вала.На рис. 6.18 представлены варианты расположения тарель¬
чатых пружин, сжимающих фрикционные диски. Вариант I
применяют при высоких угловых скоростях и частых перегруз¬
ках. Благодаря мягкой характеристике пружины изнашивание
дисков не вызывает сильного изменения силы их сжатия. Ва¬
риант II применяют при средних угловых скоростях и нечастых
перегрузках. В этом случае изнашивание дисков сильнее влияет
на изменение силы их сжатия, поэтому необходима периодическая
регулировка муфты. Вариант III применяют при малых угловых
скоростях и редких перегрузках. В этом случае периодическая
регулировка муфты обязательна. Указанные в табл. 6.17 три/ // ///Рис. 6Л8. Варианты расположения тарельчатых пружин308
Рис. 6.19. Многодиско¬
вая предохранительная ^
муфта фирмы «Боленц»
(ФРГ)значения предельного вращающего момента достигаются измене¬
нием расположения тарельчатых пружин.На рис. 6.19 (табл. 6.18) представлена многодисковая предо¬
хранительная муфта фирмы «Боленц» (ФРГ) для передачи значи¬
тельных вращающих моментов. Рабочие поверхности дисков
имеют металлокерамическое покрытие и работают без смазки.
Фрикционные диски соединяются шлицами с ведущей и ведомой
полумуфтами 1 и 7 Прижатие дисков создается витыми пружи¬
нами сжатия 5, расположенными в гнездах кольца 4, и может
регулироваться гайкой 6. При завинчивании гайки кольцо 4
удерживается от поворота выступами, входящими в пазы крышки 3.
Винты 2 соединяют части полумуфты 1.На рис. 6.20 показана предохранительная фрикционная муфта
по ГОСТ 15622—77 (табл. 6.19). Полумуфты 3 и 9, установленные
на один вал, соединяются силами трения на фрикционных ди-Таблица 6.18. Размеры (мм) и параметры муфты (рис. 6.19)Т, Н.МАВDКьМNFиМас¬са,кгGDа,Н-м2внутрен¬
них час¬
тейнаруж¬
ных час¬
тей4 00028526050—100178368190190260245707,915,58 00033531560—11518239721521531029510517,535,013 00039537070—13522644121521536534518539,073,525 00046043570—150255470215215430419310100,0135,0309
Рис. 6.20. Муфта предохранительная фрикционнаяТаблица 6.19. Размеры (мм) и параметры муфты (рис. 6.20)Номи¬
нальный
вращаю¬
щий мо¬
мент
^ном»
Н-мd (пред,> откл, поН7)§5ё9а.в^DЬ1 (пред. откл,
по h 14)S§оQIшЬ (пред. откл. по
ГОСТ 2336Q—78*)h (пред* откл* по
hli)t (пред. откл, по
Hi 2)Допускаемая ча¬
стота вращения,
об/минО)а«8О*эмё«и3£ИсполнениеИсполнениеIIIIIIне болееIII и IIIШпонкаШлицы920__6 Я327514441,530000,64UjU10, 11	—23■10,011——80160,6812, 1414 !12, 13502,0252038302555л
16,01615834028180,7525,01413903025211,1016, 18, (19)1615, 1745604028662,5152040,018, (19)—1795241,2020, 225063,020, 22, (24)20, 225585120о О28874,02,00256042(24)——50361020100,025, 28651051256042323,60(30)—30805810160,02811515060423685,07803,80(30), 323030, 32708058250,032, 36, (38)32, 3832, 35, 3813516042126005,0040—4011082400,0(38)38 ,805840, (42),
45, (48)42, 4840, 42, 459016218011082481495,54205,00Примечание. Размеры в круглых скобках являются менее предпочтительными для применения.
Рис. 6.21. Расчетная схема ко¬
нусной фрикционной предохра¬
нительной муфтысках 4 и 5. Внутренние диски 4 шли¬
цами соединены с полумуфтой 9,
внешние диски 5 — с полумуфтой 3.
Сжатие дисков осуществляют пру¬
жинами 6 с силой, регулируемой
поджатием пружин гайками 5 через
опорный стакан 7, перемещающийся
по шлицам. Шпонка 2 и пружинное
упорное кольцо 1 соединяют и удер¬
живают зубчатое колесо или подоб¬
ную деталь (не показано) на полу¬
муфте 3. Полумуфта 3 установлена
на вал свободно; полумуфта 9 соеди¬
нена с валом шпонкой либо шлицами.Конусные муфты. Эти муфты
отличаются хорошей расцепляе-
мостью, однако имеют значитель¬
ные радиальные размеры и от¬
личаются высокими требованиями к соосности соединяемых валов
и точности изготовления рабочих поверхностей. На точность сра¬
батывания этих муфт влияют: давление; шероховатость трущихся
поверхностей; закон изменения нагрузки на муфту; продолжи¬
тельность неподвижного контакта фрикционных поверхностей;
нагрузка на муфту перед перегрузкой. Существенное влияние на
точность срабатывания муфты оказывает шероховатость трущихся
поверхностей: чем чище поверхность, тем сильнее оказывается
влияние перечисленных выше факторов, поэтому не следует уста¬
навливать слишком высокое значение параметра шероховатости
трущихся поверхностей.	,Конусные муфты могут работать как со смазыванием трущихся
поверхностей, так и без него. При расчете конусных фрикцион¬
ных муфт (рис. 6.21) определяют:1)	предельный вращающий момент, ограничиваемый муфтой,^пр = nDcpb [/?] /а/2*где Dcр — средний диаметр поверхности трения\ Ъ — ширина
поверхности трения; [р] —допустимое давление на поверхности
трения (см. табл. 6.10); /0 — коэффициент трения §2)	ширину поверхности тренияЬ = 2ГПр/(яДср/о [р]),3J средний диаметр поверхности тренияDcp = 2 Y 7V(2ml>/o [/?])»где— 26/Dcp — 0,3 0,5; Dcp — (.Dj312
LG<96 7Рис. 6.22. Конусная фрикционная муфта фирмы «Деш» (ФРГ)4J силу, создаваемую пружиной,^пр = sin &/(DCpf0)fгде а — угол наклона образующей конуса: бго задают исходя
из условия а ^ ф (ф — угол трения). Для металлических поверх¬
ностей трения угол а принимают равным 8—10°, при использова¬
нии фрикционных обкладок — 12—15° и более.На рис. 6.22 (табл. 6.20) представлена муфта фирмы «Деш»
(ФРГ), рабочие поверхности которой имеют форму конуса и ци¬
линдра. Муфта работает без смазывания и выпускается в двух
исполнениях: I — для ограничения малых и средних вращающих
моментов, II—для ограничения больших моментов. Муфта со¬
стоит из фрикционного барабана 1> полумуфт 3 и 4, соединяемых
с валами шпонками, фрикционного кольца 5, состоящего из от¬
дельных сегментов, соединяемых спиральной пружиной 6, та¬
рельчатых пружин 10, прижимающих через диск 7 фрикционное
кольцо 5 к рабочим поверхностям полумуфт, гаек .11у регулирую¬
щих степень сжатия тарельчатых пружин, винта 8 для фиксации
полумуфты на валу. В первом варианте конструкции подвижный
вдоль оси диск 7 центрируется по ступице, имеющей направляю-313
Таблица 6.20. Размеры (мм) и параметры муфты фирмы сДеш» (рис. 6.22)Т’тах»Н-мп,об/минDoDDtOxКхLLxL»Zx605400922270258060342562120400012530100351128050239024032801523812540138946033115360255019525—50160471771156845148600212023530—60200582171438060186960171029035—7025070268183105752341 920136036540—9031596340223130902953 000122541050—1103551053832701451203356 000108046060—12540013043033518015039612 00088558080—15050016553638621017047224 00070071090—180630200670468250210534щую шпонку 12, во втором — по болтам 9. Благодаря винтам 2,
соединяющим части 1 и 5, упрощается монтаж и изготовление
муфты. Фрикционные кольца изготовляют из материала на основе
асбеста.Имеется вариант исполнения, предусматривающий отключение
электродвигателя при срабатывании муфты (рис. 6.23). На по¬
движном диске устанавливается штифт 1, вызывающий поворот
собачки 4У сидящей на оси (винте) 2, которая действует на ролик
конечного выключателя 5 в цепи электродвигателя. Тарельчатые
пружины 3 обеспечивают напряженную фиксацию собачки.На рис. 6.24 (табл. 6.21) представлена фрикционная муфта
фирмы «Боленц» (ФРГ) с винтовой пружиной. Муфта монтируется
на валу 2 и состоит из ведущей 3 и ведомой 1 полумуфт, соединен¬
ных между собой винтовой пружиной 5 с винтами прямоугольного
поперечного сечения переменной величины. Пружина крепится
к полумуфте 3 так, что с помощью регулировочного винта (не
показан) обеспечивается относительное смещение ее концов в ок¬
ружном направлении. При этом пружина подобно канату на ба-Рис. 6.23. Конструкция конусной муфты с отключением электродвигателя
314
Рис. 6.24. Фрикционная предохранительная муфта с вин¬
товой пружиной фирмы «Боленц» (ФРГ)рабане охватывает наружную цилиндрическую поверхность полу¬
муфты 1. Полумуфта 3 свободно вращается на валу 2 на бронзовой
Етулке 4. Смазку к трущимся поверхностям пружины и опоры
скольжения подводят через пресс-масленки.На рис. 6.25 (табл. 6.22) представлена колодочная муфта
фирмы «Карл Зигерс» (ФРГ), рабочая поверхность которой имеет
форму: кругового цилиндра. Муфта работает без смазки и состоит
из полумуфт, трех тормозных колодок с фрикционными наклад¬
ками, трех пакетов тарельчатых пружин, создающих прижатиеТаблица 6.21. Размеры (мм) и параметры муфты с винтовой пружиной
(рис. 6.24)Г, Н» мАВUXtYiDМассавКР18017580403517708092502009045602080851236021510050802090902172024512560902595100281 ООО3001508011030120120501 4303301759012030144110692 15038520010513535155160983 000425225120150401601701355 000480250130165451801801866 100520275145170502002002346 800575.300160185552152202857 9006003251702006022023035210 0006403501852206522524041112 9006803752002357024026050715 00072040022025075250270680315
Таблица 6.22. Размеры (мм) и параметры муфты (рис. 6.25)Г, Н-м1612507530100150602003001053505251806009003601 2001 800
6002	ООО3	ООО
9003	0004	5001 5005	0007 5003 00010 000об/мин50004800450037002900240018701530132012001000294950
59
64
71
86
96106125144849911413918121825828032898117132159204244284305352193536414651637080100120457595120152185240300340380450122440506585115150170180200*пред10121215304055657085м619411614318021527333738242449770105128160200240300370420470550810101114.514.514.514.517.517.517.552831051301641992563203624044763050709011014018524026537531038597910012615620725329232137225455060709012015018018021010131618202020201012141620202020р, МПа1,2570,1560,6510,9760,2430,8111,2160,2610,8721,3080,2490,8321,2480,2560,8561,2840,2540,8341,2510,2440,8141,2210,2440,8151,2220,2530,8461,2690,2960,987
Рис. 6.25. Колодочная муфта фирмы «Карл Зигерст* (ФРГ)трущихся поверхностей, регулировочных клиньев и гайки, соеди¬
ненной буртиком с клиньями. Гайка стопорится тремя радиаль¬
ными винтами. В зависимости от силы прижатия колодок муфта
обладает различной несущей способностью при неизменных га¬
баритных размерах.При необходимости лучшего отвода теплоты у напряженно
работающих муфт на наружной поверхности полумуфты выпол¬
няют кольцевые ребра. Муфта отличается пониженной чувстви¬
тельностью к неточности взаимного расположения соединяемых
валов.6.5.	Фрикционные предохранительные муфты
с повышенной точностью срабатыванияТочность срабатывания этих муфт выше, чем у рассмо¬
тренных ранее, однако их отличает сложность конструкции.
Создан ряд конструкций муфт этого типа, в основу которых
положен следующий принцип: по мере превышения вращающим
моментом некоторого предела происходит уменьшение давления,
а вместе с тем и сил трения на фрикционных поверхностях, что
ограничивает вращающий момент, передаваемый муфтой [55].
Описанные муфты имеют общий недостаток: они не могут пол¬
ностью использовать преимущества новых фрикционных мате¬
риалов с высокими коэффициентами трения (/0 > 0,2), так как
механизм обратной связи принудительно уменьшает силу при¬
жатия фрикционных дисков. Однако создана и внедрена муфта
повышенной точности срабатывания, не имеющая отмеченного
недостатка.317
JLИсполнение с тарельчатыми
пружинами (для габаритов 3-1)Рис. 6.26. Предохранительная фрикционная муфта
со стабилизирующим устройством
Рис. 6.27. Кривые изменения
вращающего моментаНа рио. 6.26 (табл. 6.23J пред¬
ставлена конструкция муфты со ста¬
билизирующим устройством по от¬
раслевому стандарту, разработанная
в соответствии с авторским свиде¬
тельством № 193857 (авторы Я. Г. Тре-
буков и В. И. Златкин) и проведен¬
ными испытаниями. Эта муфта со¬
стоит из упорного стакана /, соеди¬
ненного с ведущим валом шлицами,
корпуса 7, связанного с ведомым ва¬
лом, и нажимного стакана 6 с обоймой
10у в радиальных пазах которой помещены ролики 13, входящие в
соответствующие пазы обоймы 12 на стакане 1 и определяющие по¬
ложение стакана 6 относительно стакана 1. Внутренние диски 9 сое¬
динены с нажимными стаканами 6, наружные диски 5—с корпу¬
сом 7. Нажимная крышка 3 с пружинами 5 на пальцах 4 установ¬
лена на радиально-упорном шарикоподшипнике 14, сидящем
на втулке 2. Посредством гайки 15 регулируется степень сжатия
фрикционных дисков 8 и 9. Обоймы 10 и 12 скреплены со стака¬
нами 1 и 6 винтами и удерживаются от поворота микровыступами,
внедряющимися в эти детали. Ролики 13 удерживаются от ра¬
диальных смещений под действием центробежных сил сепарато¬
ром И, который крепится к обойме 12 винтами. При необходи¬
мости витые пружины сжатия 5 могут быть заменены пакетами
тарельчатых пружин, установленными на втулке. При завинчи¬
вании винтов бурт втулки сжимает пружины, что увеличивает
силу прижатия дисков.Предусмотрено исполнение муфты для соединения упорного
стакана 1 с валом через шпонку. Вращающий момент с упорного
стакана 1 передается на нажимной стакан 6 через ролики 13,
расположенные в пазах обойм, и далее через фрикционные диски 8
и 9 на корпус 7. При этом возникает распорная силаFi = F0 tg а,где Fо = 2T]d — окружная сила на роликах,' d — диаметр ок-
ружности, на которой расположены ролики; а — угол паза обоймы
(сечение В—В).С изменением вращающего момента на муфте растет и распор¬
ная сила, уменьшающая силу трения на фрикционных дисках.
Благодаря этому повышается точность срабатывания муфты.
На рис. 6.27 представлены кривые изменения вращающего мо¬
мента для муфты с отжимным устройством (кривая 1) и без него
(кривая 2). Стандартом также предусмотрено закрытое исполне¬
ние для муфт, работающих в агрессивных средах. У этих муфт
продлевается корпус 7 и между ним и нажимной крышкой 3
(см. рис. 6.26) ставится уплотнение.319
Таблица 6.23. Размеры (мм) и параметры муфты (рис, 6*26)ОбозначениеИсполне¬
ние со шли¬
цамиd*DiItUоО)к4>S0)ИПредел регу¬
лированияSЯяюокСОВсМаховой ** мо¬
мент, Н’М2*■*яСЗЕ8я«•*X6оаСи*сЗиисо£D*Т *1 п шахminПред. откл.Н7U4Н-мМПФС21-0-20А20460МПФС21-0-20——МЗЗХ 1,5118157—30781554519000,35Tt4соо6° 40'5,05МПФС21-0-2222562МПФС22-0-222256520МПФС22-0-22А———МПФС22-0-25255М39Х 1,513817670328228010016000,741° 32'6°3'8,2МПФС22-0-25А———МПФС22-0-2828674МПФС22-0-28286МПФС23-0-28А——77МПФС23-0-30А——М48Х 1,515820335902353013014001,641° 64'5°12,9МПФС23-0-3232682МПФС23-0-3434785МПФС24-0-3434785МПФС24-0-32АМПФС24-0-34АМ52Х 1,5175203по35902390027013002,651° 12'4° 28'16,3МПФС24-0-38386
11 Ряховский О.Продолжение табл. 6.23Исполне¬
ние со
шлицамиПредел регу¬
лирования£оX* "яОбозначениеDьdгDiLкиииSТ *т .£юо*«гго*•**•Б.ыПред. откл.IVк1 п шахJn min*и<ьв
8 й3*ЙdииН7U4*Н-меt*£ ЯвaВ«ао£МПФС25-0-38МПФС25-0-40АМПФС25-0-42МПФС25-0-42АМПФС25-0-48384248678М64Х2198227951021124010825136036012004,321° 12'4° 28'21,8МПФС26-0-42427102МПФС26-0-45АМПФС26-0-48МПФС26-0-54485489М68Х22122381121204011525190060011006,351° 14'3° 55'28,1МПФС27-0-54МПФС27-0-605460910М76Х225425812545130303300100090013,2Г3° 2'40,3* шах п°Дсчитав исходя из допускаемой нагрузки на подшипник и ролики, при этом запас прных деталей п > 2.** Маховой момент дан без учета корпуса (поводка) и деталей дисков.*** Наибольшее значение мертвого хода в зубчатых соединениях дисков,
в.*** уГол возможного взаимного поворота стакана I относительно стакана бвочности наиболее нагружен-
Для уменьшения влияния динамики привода на величину
вращающего момента и уменьшения нагрева муфту рекомендуется
устанавливать на тихоходном валу. Муфты выбирают по предель¬
ному вращающему моменту Гпр т!Л9 передаваемому в начале
срабатывания,Тпр mln Тпр ТПр Шахи по частоте вращения вала п.При тепловом расчете кратковременно перегружаемых муфт
(теплоотдачу муфты не учитывают) определяют приведенную
работу тренияА = Tnvrit < Arfгде t = tx + t2 — время буксования муфты; tl9 t2 — время (с)
буксирования муфты до выключения электродвигателя и после
него. Предельные значения работы трения Лт приведены ниже:Диаметр
муфты Ditмм .	118 138 158 175 198 212 254Лт, Н-м. 194-102 340- 10а 528-10® 730-10а 865- 10а 117-10? 163-10^В этом случае температура на поверхности фрикционных
дисков без теплоотдачи не превышает 450 °С. При частых пере¬
грузках муфт расчет ведут с учетом теплоотдачи муфты исходя из
допускаемой температуры нагрева дисков 500 °С и муфты в целом
170 °С. Эти муфты предназначены для работы при температуре
внешней среды ±50 °С.Г л а в а 7
ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ (ПУСКОВЫЕ) МУФТЫ
7.1.	Общие сведенияМуфты служат для автоматического соединения (или
разъединения) валов при достижении ведущим валом заданной
угловой скорости. По принципу действия они являются фрик¬
ционными, автоматически управляемыми центробежными силами.При пусках машин с большими разгоняемыми массами центро¬
бежные муфты позволяют электродвигателю разогнаться без на¬
грузки и по достижении им определенной скорости осуществить
плавный разгон рабочего органа. Эти муфты находят применение
в транспортирующих машинах, в прессах, вентиляторах, компрес¬
сорах, центрифугах и т. д.Широкое применение центробежных муфт объясняется их до¬
стоинствами: возможностью применения менее мощных двигателей
за счет полного подключения нагрузки лишь при достижении за-322
Рис. 7.1. Принципиальная схема колодочных муфтданной угловой скорости; отсутствием перегрузок двигателя бла¬
годаря работе этих муфт в качестве предохранительных; отсут¬
ствием дополнительных устройств, обеспечивающих переключе¬
ние обмоток электродвигателя со звезды на треугольник или из¬
менение частоты питающего тока.По виду рабочего элемента центробежные муфгы делятся на
колодочные и муфты с наполнителем. Наполнителем может быть
стальная дробь, стальной порошок ит. п. Колодочные муфты де¬
лятся на нормально-разомкнутые и нормально-замкнутые. В пер¬
вых рабочие, элементы разжаты пружинами и замыкаются под
действием центробежных сил, во вторых — наоборот.Нормально-разомкнутые муфты используют в качестве пу¬
сковых для облегчения разгона машин двигателями с малыми
пусковыми моментами (асинхронные двигатели, двигатели внут¬
реннего сгорания) и получения плавной характеристики пускового
режима. Нормально-замкнутые муфты используют для ограни¬
чения чрезмерного возрастания скорости рабочей машины. На
рис. 7.1 представлены принципиальные схемы колодочных муфт.
Нормально разомкнутая муфта (рис. 7.1, а) имеет на веду¬
щей полумуфте колодки 1 с осью поворота 4 и. пружины 5, отжима¬
ющие с силой F колодки от рабочей поверхности ведомой полу¬
муфты 2. По мере разгона ведущей полумуфты центробежные силы
Рю преодолевая силу пружины, прижимают колодки к рабочей
поверхности ведомой полумуфты, вызывая появление силы тре¬
ния F'£р. Нормально-замкнутая муфта (рис. 7.1, б) имеет на веду¬
щей полумуфте колодки 1 с осью поворота 2, которые силой F пру¬
жины сжатия 4 прижимаются к рабочей поверхности ведомой полу¬
муфты 3. При превышении ведущей полумуфтой допустимой ско¬
рости центробежные силы, преодолевая силу пружин, плавно
отводят колодки от рабочей поверхности ведомой полумуфты,На рис. 7.2 изображена принципиальная схема центробежной
муфты с дробью. Ведущий вал 1 жестко соединен с разъемным11*о23
корпусом 2 муфты. Ведомый вал 3
муфты жестко соединен с дис¬
ком 4, выполняемым плоским или с
гофрами и располагаемым внутри
корпуса 2. Стальная дробь 5 под
действием центробежных сил при
вращении муфты отбрасывается к пе¬
риферии корпуса и соединяет его о
диском.Достоинствами муфт с наполни¬
телем являются совмещение хоро¬
ших пусковых и предохранительных
свойств. Недостатком муфт с напол¬
нителем является повышенный наг¬
рев и изнашивание деталей при
скольжении в период неустановив-
шегося движения, а также неста¬
бильность характеристики.Муфты с наполнителем выпол¬
няются с внутренним ведущим
ротором (рис. 7.3, а и б) или с наружным ведущим кожухом
(рис. 7.3, в). В качестве наполнителей применяется стальной,
смешанный с графитом порошок, иногда с добавкой масла. Муфты
с такими наполнителями называются порошковыми. В шарико¬
вых муфтах наполнителем является стальная дробь, в ролико¬
вых — цилиндрические ролики.Центробежные муфты дают возможность ограничивать пуско¬
вой момент асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым
ротором, который в приводах без центробежных муфт в несколько
раз превышает момент, передаваемый при установившемся режиме
работы. Они предохраняют приводные механизмы от больших
инерционных нагрузок при разгоне и резком торможении [21].На рис. 7.4 показан характер изменения угловой скорости при
постоянной муфте при разгоне машины (кривая /), а также ха¬
рактер изменения угловой скорости ведомой полумуфты центро¬
бежных муфт: колодочной нормально-разомкнутой с пружинойРис. 7.2. Принципиальная схе¬
ма муфты с дробьюРис. 7.3. Схемы центробежных муфт со свободным твердым напол¬
нителем324
Рис. 7.4. Характер изменения угловой
скорости муфты при разгоне машины(кривая 4)х колодочной без п,об/мин
отжимных пружин (кривая2);	муфты с дробью (кривая3).	Наибольшее время разго¬
на машины и плавное сцеп¬
ление обеспечивает муфта с
дробью, наименьшее — обыч¬
ная муфта.На рис. 7.5 схематично
представлен характер изме¬
нения частот вращения веду¬
щей пг и ведомой п2 по¬
лумуфт для колодочныхмуфт без пружин, вращающих моментов асинхронного коротко-
замкнутого электродвигателя Тд, момента муфты Гм и момента
сопротивления Тс машины, характер изменения силы тока J
при наличии пусковой муфты (кривая I) и без пусковой муфты
(штриховая кривая /').После пуска двигателя колодки муфты касаются ведомой
полумуфты при частоте вращения п1у меньшей номинального зна¬
чения. Движение ведохмой полумуфты и разгон машины начина¬
ется, когда момент муфты 7"м достигнет значения момента сопро¬
тивления Тс (точка При этохм двигатель продолжает разго¬
няться (возрастают частоты	а сила тока имеет максимальное
значение. С ростом частоты вращения двигателя момент муфты Тм
возрастает до момента двигателя Гд (точка S2). Точка S'2 не дол¬
жна находиться левее точки Тппах> так как в этом случае двигательZLnРис. 7.5. Кривые, харак-325
не сможет разогнаться до номинальной скорости без нагрузки.
При этом продолжается процесс роста силы прижатия колодок
к ведомой полумуфте (возрастает п2) и плавный разгон машины.
Это приводит к сокращению времени появления максимальной
силы тока в обмотках двигателя (/ уменьшается), что исключает
его перегрев. Когда частота вращения п2 ведомой полумуфты срав¬
няется g пг процесс сцепления муфты закончится (точка S2).
Далее заканчивается разгон машины, и момент двигателя Тп
становится равным моменту сопротивления Т0 (точка S3)j Гизг =
= Тм — Тс — избыточный момент, который может передать
муфта. Если момент сопротивления Тс превысит величину, соот¬
ветствующую точкам S$, S2, то муфта начинает буксовать, вы¬
полняя функции предохранительной. Пусковая муфта, значи¬
тельно увеличивая время разгона машины, снижает величину
инерционных нагрузок на детали привода.Для колодочных муфт с отжимными пружинами момент сил
трения, развиваемый муфтой,TM = FjjfRTpZj	(7»1)где Fд — сила прижатия колодки к ведомой полумуфте, Н; f —
коэффициент трения (см. табл. 4.4)j i?Tp — радиус трения, щZ — ЧИСЛО КОЛОДОК*= 6я*г (п2 - nS)/<900£T),	(7.2)где G — вес колодки, Н; г — расстояние от оси муфты до центра
тяжести колодки, м; g — ускорение свободного падения, м/с2,'
п — частота-вращения муфты после полного сцепления, об/мин;
nQ — частота вращения ведущей полумуфты, при которой
центробежная сила колодки равна силе пружины, об/мин.
Обычно пружины подбирают так, чтобы п0 = QJ5n.Сила пружиныFnp = n2GrnV(900 g).	(7.3)Для колодочных муфт без отжимных пружин момент сил
трения= <7-4>Давление на колодках не должно превБниать допустимого,
определяемого ресурсом фрикционной накладки,р -- FJA < [р],	(7.5)где А — площадь проекции рабочей поверхности колодки ка
диаметральную плоскость? [pj—допустимое давление (см.
табл. 4.4).Время разгона рабочей машины определяют в предположении
постоянства ускорения. Время разгона машины с беспружинной
муфтой
я/ПрП	GD2nt = 30 (TM - T0) = '375 (TM-Tc)(7.6)Требуемый момент муфты 7TM = —Ь где Гс == Гвых/(т]) — момент сил сопротивления, приведенный к валу
муфты; Твых — момент сопротивления на выходном валу переда¬
точного механизма; и — передаточное число от электродвигателя
до выходного вала передаточного механизма к рабочей машине;
т] — КПД передаточного механизма; Jnр — момент инерции раз¬
гоняемых масс, приведенный к валу муфты, Упр = /д + Jijul +
+ Л/и! + ...; Jд,— момент инерции якоря электродвигателя; Jt —
приводимый момент инерции; щ — передаточное число от элект¬
родвигателя до детали с моментом инерции Jt =GD2/(4g)i
GD2 — маховый момент.Время разгона машины с пружинной муфтой рекомендуется
определять по приближенной зависимости, °°вед«0 ■	ОР*Пгде GD 1ед — маховой момент электродвигателя и ведущей части
муфты; GD2 — суммарный маховой момент всей системы, приве¬
денный к валу муфты.Требуемый момент муфтыGD2nTnг—■5Ev^ + r-	(?-8)Расчет центробежных муфт о наполнителем (см. рис. 7.2)
производится исходя из закономерностей механики сыпучих тел.
Контакт наполнителя и деталей муфты предполагается непрерыв¬
ным и сплошным [45]. Существующие расчеты центробежных
муфт с наполнителем являются весьма приближенными. Однако
фирмами-изготовителями для отдельных конструкций муфт соз¬
даны эмпирически полученные номограммы, позволяющие сделать
правильный подбор размера муфты по предварительному вращаю¬
щему моменту и частоте вращения муфты.7.2.	Муфты с колодками без отжимных пружинНа рис. 7.6 (табл. 7.1) представлена муфта с колодками
фирмы «Вулкан» (ФРГ) в двух исполнениях: встроенная в шкив
плоскоременной передачи (рис. 7.6Т а) и встроенная в шкив клино¬
ременной передачи (рис. 7.6, б).Муфта состоит из ведущей полумуфты 1, выполненной в форме
втулки с радиальными ребрами, колодок 2 с фрикционными наклад¬
ками и ведомой полумуфты 4, установленной на опорах качения
и выполненной в форме шкива ременной передачи. По мере разгона327
СОto005) i,a)Исполнение I
LИсполнение 11
LЧч\\У^1Рис, 7.6. Муфта с колодками фирмы «Вулкан»Таблица 7.1« Мощность, передаваемая муфтами, и основные размеры (мм) муфты фирмы «Вулкан» (рис. 7.8)Q *.Мощность (кВт)при tlfМИН”1АDLмNАоDьМтккалИсполнениеIИсполнениеIIград100015003000100015003000Исполнение IИсполнение II6,550,1501,1400,1501,1409820706868968920786819,06,550,1981,5	0,1981,59820706868968920786819,06,550,0450,2870,0450,287—9820706868968920786819,08,000,1320,441	0,1320,441—9820867576968920867519,010,200,1700,574	0,1700,544—9820937583968920937519,08,000,2570,882	0,2570,882	1182792821161092727928219,09.500,3461,176	0,3461,176—1182791878711610927978719,011*000,4381,434	0,4381,434	118271029092116109271029019,012,450,5221,765—0,5221,765—<118271079097116109271079019,0
12,000,1580,5364,3380,1580,536,12512,000,2210,7355,9560,2210,735—12512,000,3161,066—0,3161,066—12514,400,4341,434—0,4341,434	12516,300,5221,765—.0,5221,765	12518,350,6252,132—0,625		12522,600,8092,794—0,809——12526,901,0443,566—-1,044		12530,800,5221,765—0,5221,765,	17035,700,6762,280—0,6762,280—17040,500,8092,794—0,8092,794	17040,501,176——.1,1763,971	17-040,501,728—.—1,728——17046,002,059——2,059		17052,502,426——2,426——17077,501,7285,735,—1,7285,735	22077,502,3538,088—2,3538,088—22077,503,45611,765—3,45611,765—22092,504,706——4,706—	220121,006,838——6,838——220139,00———8,088——220151,00——.—9,412—	220102,5010,662—.—10,622——240123,0014,706—.—14,706		240142,00———18,015—	240161,00240182,00240202,00240241,00240115,0023,162——23,162——.290143,0033,088——33,088——290178,00———45,588—	290234,00290296,00290332,0029095858512510630887824,5100909012510630887824,5100909012510630847824,5100869012510630948024,5108899812510630998024,511389103125106301048024,512792117125106301158024,513692126125106301268024,5135122120170150501119832,51351221201701505011710432,51351221201701505012311032,51351221201701505012311032,51351221201701505012311032,51451231301701505013011032,51521251371701505013811032,51651521502202258014613330,51651521502202258014613330,51651521502201258014613330,51651521502202258015514230,51651521502202258017215930,51701571552202258020716030,51751601602202258020716030,52352002202403159017916045,52352002202403159017916045,52351902202403159019216045,52351802202403159020516045,52351702202403159021916045,52491602342403159023316045,52751702602403159029619045,530528529029045011021820048,030528029029045011023321548,030526529029045011025222048,030524029029045011028222048,030522029029045011031722048,030522029029045011033522048,03030303030303030505050505050508080808080808090909090909090110110110110110110* Теплоемкость муфты при однократном пуске в колодном состоянии.
:злшпш1'L,Рис. 7.7. Двухрядная муфта с колод¬
камиведущей полумуфты колодки под действием центробежных сил
смещаются в радиальном направлении и прижимаются к рабочей
поверхности ведомой полумуфты, создавая силу трения, необ¬
ходимую для вращения ведомой полумуфты. Крышка 3 предо¬
храняет колодки от осевых смещений. Конструкция муфты поз¬
воляет замену колодок без ее полного демонтажа, для этого до¬
статочно снять крышку 3.На рис. 7.7, а (табл. 7.2) представлена двухрядная колодочная
муфта для соединения валов. Полумуфты 1 и 2 имеют радиальныеТаблица 7.2. Размеры (мм) и масса муфты двухрядной колодочной (рис. 7.7)dDDtLIhUSDtbtМасса,кг2811144105585212161111484,5441165761597676633,216520311,360222108222105105913,222228729,473273130222105105913,227332245,4893301592891401401244,833038690,81214382163361721681434,8438467192,01435202543601781751584,8520530272,01786473175122542512344,8——595,0330
Таблица 7.3. Размеры (мм) и параметры колодочных муфт типа МКЦ (рис. 7.8)Обозна¬чениеПереда¬ваемаямощ¬ность,кВтп, об/минВремяразгонамашины,с^тах^rain1DьDo^трРадиус цен¬
тра тяжести
колодкиУгол обхва¬
та колодки,
град6м *
«“5мк а
а*
к £Масса ко¬
лодки, КРОбщая масса
муфты без
колодок, кг			8,27501502,15МЦК-11810007055351102691652501509575801052,0043241500'507,5167501503,15МЦК-236100070655014031822030020511085801452,9573421500601,00307501105,10мцк-з47100070755514033825532024512090801803,301095515006012,045750905,00МЦК-4755514039825538024515012080180130551000702,65
ребра, между которыми свободно располагаются колодки е фрик¬
ционными накладками. Каждый ряд колодок соединен со своей
полумуфтой, поэтому любая полумуфта может быть ведущей. Про¬
цесс сцепления муфты состоит из двух этапов: после разгона ве¬
дущей полумуфты происходит сцепление полумуфт одним рядом
колодок; сцепление полумуфт вторым рядом колодок осуществля¬
ется после разгона ведомой полумуфты. Благодаря этому процесо
сцепления происходит более плавно.На рис. 7.7, б представлена муфта, соединяющая с валом шкив
ременной передачи. Полумуфта 1 устанавливается на валу на
шпонке; полумуфта 2, на которой устанавливается шкив <3, центри¬
руется по полумуфте 1 на опорах скольжения 5. Кольцо 4 фикси¬
рует полумуфту 2 и шкив 3 от осевых смещений.На рис. 7.8 (табл. 7.3) приведена муфта со свободными колод¬
ками (МКЦ — муфта центробежная с колодками). Полумуфта 1
выполнена в форме втулки с приваренными к ней четырьмя реб¬
рами 6, между которыми свободно вложены сегментные колодки 2
с фрикционными накладками 4. Ведомой полумуфтой является
шкив 3 клиноременной передачи, посаженный на муфту на шари¬
коподшипниках 5. При вращении полумуфты 1 вместе с валом ко¬
лодки 2, увлекаемые ребрами, прижимаются центробежной силой
к внутренней поверхности шкива.7.3.	Муфты с колодками с отжимными пружинамиНа рис. 7.9 (табл. 7.4, табл. 7.5) представлена схема
и основные размеры муфты с колодками фирмы «Суно»(ФРГ) в двух332
А-АРис. 7.9. Муфта с колодками фирмы
«Су но»исполнениях: для соединения валов (рис. 7.9, а) и для соединения
со шкивом клиноременной передачи (рис. 7.9; б).Две. колодки 1 с фрикционными накладками 6 вращаются вме¬
сте с ведущей полумуфтой 2. Пружины 5 отжимают колодки от ве¬
домой полумуфты (шкива) 3. Осевому перемещению колодок пре¬
пятствуют кольца 4.На рис. 7.10 (табл. 7.6) представлена муфта с колодками
фирмы «Крофте» (Великобритания). В первой модификации
(рис. 7.10) на ведущей полумуфте 1 предусмотрены направляющие
ребра :4, между которыми расположены колодки 5 с фрикционными
накладками. С помощью винта 2 и пружины сжатия 3 колодка
постоянно поджимается к полумуфте 1. Ведомая полумуфта 6
выполняется либо цельной, либо состоящей из двух частей, что
упрощает монтаж и уход за муфтой. Во второй модификации
(на рис. 7.10 не предусмотрена) колодки 5 расположены свободно
(винты 2 и пружины 3 отсутствуют). Строгое соблюдение параллель¬
ности направляющих поверхностей ребер и тщательная пригонка
колодок исключают перекос последних при работе.333
Т я б л я ц а 7,4. Размера (мм) я параметр» муфты фирмы «Суг?о* (ркс, 7.9, а)Вращаю-Частота!I j\1 щи ft МО-
М£Н'Г’(враще¬ния,ddtDDis?FОвhИ* моб/мин32001424201135001410852526122419204415320019, (14)129030292226302059263900/24, (19)161104034203125j 2559\28, (24)2011035352636363071372500282512555472846384085402000(3830140—4265102590138, (28)35140—665395075802200f42, (38)38160—60—70104095i48, (42)45160—85—681065953201800I155, tm48220105753567546013060, (55)58220120105659590901954501500I155, (i?>,
60' 48
; 58220230105120751053565679554906090130195[75652501251107810010090210j 400л 20075852501501401.05130110120250!{8085260150170105160110150280Примечание. Размеры в :
нымн для применения.круглых скобка® являются иредпочтитель-Таблица 7,5. Размеры л (мм) и параметры муфты фирмы «Суно» (рис. 7.9, б)Вращающиймомент,H* мЧастотавращения,об/мин1DtDаВКь345001Г 35
1 57506212,0014,00625—2933532001Г 56
( 66727212,0011,002926	4033И3500f 81
124
1 14485909019.0019.0019.0025232512333344153200( 82
86] 89
1 1209595929519.0024.0024.0024.003129.5
2829.5—34373737262900104
112
116
120
120
1 14811011010511012711028,0019.0019.0025.0025.4025.4035 :3512,5373330151917,5505050636363
Продолжение табл* 7.5Вращающиймомент,Н-мЧастотавращения,об/минDxDdнКL10011525,40385010012025,4039—5010811419,0032—5037250011512024,0038—6312512025,4030166312811425,4012—5013512019,0031125014011625,4038__50802200\ 13914531,75401566\ 14015628,5542,52990г 13519050,005720112320180013519040,00561511213919050,0055151121 15819040,005615112В табл. 7.7 даны значения мощности, передаваемой муфтами
о пружинами сжатия в зависимости от частоты вращения и числа
колодок.На рис. 7.11 (табл. 7.8) представлен вариант муфты о колод¬
ками, соединяющей шкив ременной передачи с валом.Колодки 1, имеющие фрикционные накладки, отжимаются от
рабочей поверхности ведомой полумуфты 4 с помощью винтовых
пружин сжатия 3, регулируемых винтами 2. Существует вариант
конструкции без пружин 3 и винтов 2. Предусмотрен подвод смаз¬
ки к опоре скольжения.На рис. 7.12 представлена центробежная дисковая муфта с
двумя поверхностями трения 6. Муфта состоит из ведущей полу-Рис* 7.10. Муфта с колодками фирмы «Крофтса335
Таблица 7,6. Размеры (мм) муфты с колодками фирмы «Крофте»(рис. 7.10)Обозначение01КМ12345678
91011121001271521782032543043564064565086102231384454708110111413314617881ИЗ13616018423328233037842647056584108124138147160181200225244270295546270818492101114127135149165334050525863707390981081174151606673798998111120133146485562707379899811112013314644637681108133165190210241266330муфты 1, выполненной в виде втулки, которая через шпонки 8
связана с вспомогательными грузами 3 и дисками 7 с фрикцион¬
ными накладками 5. Грузы 3 охвачены кольцом 2, в которое за¬
прессованы штифты, входящие в колодки 5. Накладки стянуты
пружинами 9. Муфта встроена в шкив 4 клиноременной передачи.
При вращении вала вместе с полумуфтой 1 вращаются диски 7
и вспомогательные грузы 3, которые под действием центробежной
силы прижимаются к кольцу 2 и силами трения приводят его
во вращение. При вращении кольца 2 штифты увлекают за собой
колодки 5. По мере роста частоты вращения вала колодки 5,
преодолевая усилие пружин 9, под действием центробежной силы
перемещаются по радиусу и раздвигают диски 7При частоте вращения вала п0 = (0,7-~0,8) п (где п — макси¬
мальная частота вращения вала) диски 7 с фрикционными на¬
кладками касаются торцов шкива, но не давят на них, так как
центробежная сила колодок при этом уравновешена усилиямиРис. 7.11. Муфта с колодками для соединения шкива с валом336
Рис. 7.12. Фрикционная центробежная дисковая муфта с двумя поверхностямитренияв пружинах. При дальнейшем увеличении частоты вращения вала
появляется давление колодок на диски 7 и под действием сил тре¬
ния возникающих между дисками и торцами шкива 4, последний
начинает вращаться.Силы, действующие на фрикционные накладки, колодки и пру¬
жины, а также перемещения колодок, дисков и пружин показаны
на рис. 7.13.Нормальная сила (Н), действующая на диск от одной колодки,
F* = [Gn2r (п2 - n<j)]/[1800gtg (а + р)],	(7.9)где G — вес колодки, Н; г — расстояние от центра тяжести ко¬
лодки до оси вала, м; g — ускорение свободного падения, м/с2;
а — угол между вертикалью и образующей поверхности кониче-Рис. 7ЛЗ. Схема сил и перемещений колодок, дисков и пружин в центробежной
муфте с двумя поверхностями трения337
Таблица 7,7 Мощность, передаваемая муфтами с пружинами сжатия (рис.О)SS4)сгс移 СО
**» Л8“®н&S5<и О дSO-2«*сМощность (кВт) jитоз|s 3sSSSв30QЛППКПП£ПЛ7DQI8001900О*§ММ4UUOUUDUU12410028—————0,060,110,080,1622412732————0,050,180,130,260,190,3832415238———0,240,500,370,740,54
1,07 (42417845———0,370,740,621,250,961,911,40 1
2,72 Я52420354——0,370,746,621,320,961,911,472,942,13 1
4,26 £62425470—0,551,101,102,211,843,682,945,884,418,826,25 Я
12,50 Я736304810,551,101,292,572,575,154,418,826,9813,9710,2920,5814,70*1
29,40 18463561001,542,353,685,597,353,6811,7618,3819,1129,4029,4044,1041,90 1
63,21 '946406.и3,094,637,3511,0313,9721,3224,2636,7538,9658,8058,0088,2082,32125,0010684561335,888,0913,9618,3827,2036,0246,3161,7473,598,49110,3147,0132,30-176,40-11685081469,5612,5022,0529,4042,6357,3373,5099,83117,6158,03177,87238,14— !126861017821,3224,2649,3867,6299,23131,60170,50228,10242,60323,40—-Примечание* Значение мощности для промежуточная значений определяется '13387.10}при п9 об/мин10001100120013001400150016001800200025003000К0,110,220,150,290,190,380,240,490,300,600,360,740,450,900,661,290,881,761,763,452,945,780,110,22-0,260,530,370,740,480,960,591,180,74
1 *470,881,761,102,201,472,942,134,264,128,237,357,000,260,530,741,470,981,961,102,571,623,232,024,042,504,923,506,034,128,535,8811,7611,7623,52—0,741,471,843,682,434,923,236,394,048,085.0710.076,2512,507,5015,0611,0321,3214,729,418,4036,75—1,843,682,875,733,907,725,1510,296,6213,238,0916,179,9219,8512,5024,2616,9033,8122,7945,57——2,875,738,4516,9011,3922,7914,729,418,3836,7523,5247,0428,6757,3333,0466,15————8,4516,9020,5841,1627,2054,3935,2870,5644,1088,2020,5841,16-57,3386,7376,44115,4057,3386,73121,30162,00121,28162,00195,51260,92310,90372,65720,30962,85339
Таблица 7Я, Основные размеры (мм) муфты с колодками (рис. 7,11)ОбозначениеDdDtьЕFЕ110012—2257—6611754573,2212719—3270—8214362634,8315225—3876—9115570764,8417828—4485—10018180804,8520328—5492—117195841004,8625438—70100—146228921274,8730441—80136—1842681001526,3835648—100155—2103031141786,3940657—114171—2283481272039,51045663—133190—2603841352289,51150870—146210—28642814325412,71261080—178254—34349516530412,7ского диска* Р = arctg f —. угол трения? f — коэффициент тре¬
ния между колодкой и диском (см. табл. 4.4)'.Момент (Нм), который передает муфта,Ти = 2FuRTpfz/kt	(7.10)где i?Tp — средний радиус трения, mj f — коэффициент тренияз
г — число колодокз k = 1,3—1,5—'Коэффициент запаса сцеп¬
ления.Давление на поверхности дискар = \2Fj[n (D2 - D?)] < [ph	(7.11)где D и Dx — наружный и внутренний диаметры фрикционных
накладок; [р] —допустимое давление (см. табл. 4,4).Подбор пружин проводят по величине силы действующей
вдоль оси пружины,F =FJ( 2cosP),	(7.12)где F\ = Gn2nor)(900g)—центробежная сила, развиваемая ко¬
лодками в момент касания дисками торцов шкива.
Перемещение одного конца пружины (рис. 7.13)у = a cos p/tg a.	(7.13JHa рис. 7.13 показано два положения колодки и дисков.
На рис. 7.14 (табл. 7.9) показана колодочная муфта [24],
состоящая из ведущей полумуфты 1, соединенной шпонкой с ва¬
лом и имеющей направляющие кулачки 7 для колодок 3 с фрик¬
ционными накладками 4, и ведомой полумуфты 2, являющейся
шкивом плоскоременной передачи. Шкив установлен на ступице
полумуфты 1 на опорах качения. Через колодку проходит пластин¬
чатая пружина 6, концы которой расположены в пазах кулачков 7.
Винтами 5 выбираются зазоры и создается предварительный натяг
пружины.340
Сначала шкив неподвижен, а ведущая полумуфта вращается
вместе с валом, увлекая за собой колодки. С ростом скорости
вращения ведущей полумуфты колодки под действием центро¬
бежных сил, преодолевая силу пружин, начнут перемещаться
в радиальном направлении и при частоте вращения я0 = (0,7-f-Таблица 7.9. Размеры (мм) и параметры муфты с пластинчатыми пружинами
(рис. 7.14, а)Р/п,кВт/(об/мин)DвъPin,
кВт/(об/мин)DВъ0,1692010075451,54050180125700,2433012575604,12065230165800,63940150100657,3508028018090341
Рис. 7.15. Муфта с колодкамиТаблица 7.10. Размеры (мм) и параметры муфты с колодками (рис. 7.15)ОбозначениеQQd\ шахияВCNJQ*ВинтQ4*соДопус!
работа
трения,
£ «* в*4 0
W « S
п Д X'имая
сил
кН- моаV тл о к« К12144135354880132М512210011297552--336,577413155148405586143М5133107122106602--3134,593814167162446096155М5145116133116652—3183,01110151841785565106170Мб159128142127692--4247,01337172001955570116186Мб175140154139752--4317,01600192232146076126206М8191153172155842--4443,01940212402326585138223М8208165185168902--4536,52300232612557595154244М82291802051831003--5698,027702528828085100164268М102502002252001103-—5935,0331027311305100110184291М102372162452201203--61185,0398030338338110120205318М103002352662401303--61670,0476032370370115130220348М12328258293!2631433--62260,05750342
—0,8) п коснутся обода шкива.
Давления на шкив еще не будет,
так как центробежная сила ко¬
лодки уравновешивается силой
пружины. При дальнейшем увели¬
чении частоты вращения элект¬
родвигателя колодка будет давить
на обод шкива с силой (Н)<714)Тч Н-мРис. 7.16. Номограмма для подбо*
ра муфт с колодкамигде 6' — вес одной колодки, Н; г —
расстояние от центра тяжести ко¬
лодки до оси вала, м; g — ускоре¬
ние свободного падения, м/с2;
п — частота вращения ведущей
полумуфты, об/мин.Момент, передаваемый муфтой,
определяется по формуле (7.1).Размеры сечения пружины
(рис. 7.14, б) определяют из вы¬
ражений:h = [ст]и Р/(6уЕ); Ь = 3F//(2ft* [fflj, (7 15); (7.16)где у — стрела прогиба пружины при частоте вращения п0 (обычно
ее принимают 0,8—1,5 мм); F — центробежная сила, действующая
на колодку при частоте вращения п0, F — Gvlftgr); v0 — скорость
центра тяжести колодки, м/с, t»0 = пгп0/30; остальные обозначе¬
ния— см. на рис. 7.14, б.На рис. 7.15 (табл. 7.10) приведено два исполнения муфты
с колодками фирмы «Вулкан» (ФРГ): для встройки в шкив ре¬
менной передачи; для соединения соосных валоз. Трч колодки 1
с фрикционными накладками 5 вращаются вместе с ведущей полу¬
муфтой 2, увлекаемые радиальными ребрами 3. Браслетные коль¬
цевые пружины 4 отжимают колодки от ведомой полумуфты.На рис. 7.16 представлена номограмма для выбора размера этих
муфт по табл. 7.10 в зависимости от величины вращающего момента
и частоты вращения.7.4.	Муфты с поворачивающимися колодкамиНа рис. 7.17 представлена двухколодочная центро¬
бежная муфта, состоящая из ведомого барабана 1, двух колодок 2
с фрикционными накладками 3, поворачивающихся на осях 4.
Последние закреплены в ведущей траверсе 5. При вращении веду¬
щего вала 6 под действием центробежных сил колодки прижима¬
ются к рабочей поверхности барабана 1, Колодки могут быть пу-343
Рис, 7.17, Двухколодочная беспружинная муфта с поворачивающимися колод¬
камистотелыми, и тогда количество засыпаемой в колодки дроби будет
определять величину передаваемого муфтой вращающего момента.
Для засыпки дроби в колодках предусмотрены отверстия с проб¬
ками. Давление, возникающее на поверхности фрикционных на¬
кладок, зависит от точки приложения силы и является неравно¬
мерным по длине накладки. Чтобы износ получался по возмож¬
ности равномерным, колодки должны быть достаточно жесткими.
Расчет ведут по давлению на рабочей поверхности накладки<[/>],	(7.17]где F — центробежная сила; I —длина колодки; [р] —допусти¬
мое давление (см. табл. 4.4); Ь — ширина колодки.При эксплуатации центробежной муфты без удерживающих
пружин работа муфты начинается с началом вращения ведущей
полумуфты и двигатель получает нагрузку от тормозящего дей¬
ствия муфты, поэтому более широкое распространение получили
центробежные пружинные муфты с поворачивающимися наклад¬
ками.На рис. 7.18 представлена центробежная двухколодочная муфта
[24], встроенная в шкив клиноременной передачи. На вал 1
двигателя посажена на шпонке 5 ступица с диском 7, в котором
закреплены два пальца 6. На пальцах свободно сидят корытооб¬
разные колодки 11 с прикрепленными к ним фрикционными на¬
кладками 9. Колодки стянуты пружинами 10, закрепленными на
осях 4У вставленных в колодки 11; для предотвращения жесткого
удара и стука колодок о втулки при выключении муфты на сво¬
бодных концах колодок прикреплены резиновые накладки 12.344
Рис. 7Л8, Двух колодочная муфта, встроенная в шкив клиноременной передачиНа ступицу 7 на игольчатых подшипниках 2 посажен шкив 5
клиноременной передачи, являющейся ведомой полумуфтой. Осе¬
вое смещение шкива предотвращается шайбой 3.При частоте вращения п0 центробежная сила колодок преодо¬
левает действие пружин и они касаются шкива. При дальнейшем
повышении частоты вращения центробежная сила (Н)F = тг п2п2!900,где т — масса колодки, кг; г — расстояние от оси до центра тя¬
жести колодки, м; п — частота вращения, об/мин.7.5.	Муфты с дробьюЭти муфты обеспечивают более плавное включение,
чем муфты с колодками, и обладают большей надежностью в ка¬
честве предохранительных. Они имеют почти такую же характе¬
ристику, что и гидромуфты, в то же время они лишены ряда при¬
сущих им недостатков. Эти муфты при сравнительно малых габа¬
ритных размерах способны передавать значительные вращающие
моменты и с успехом могут применяться в приводах, работаю-Я4г
Таблица 7.11, Размеры (мм) и масса муфты для соединения валов (рис. 7.20)Обозна¬чениеDВLРd,DidtтFмСКdМасса,кг2002102031164510221010410921428555—6528,52202302261344511423011491121329060-753525026025815751120260128911226210975—8052280290309187511502721421015225212080-10058300310329207511502721501017225212090—10073щих в режиме частого пуска. Недостатком муфт с дробью яв¬
ляется усиленный нагрев при длительном буксовании. В связи
с этим предусматривается установка термореле для отключения
электродвигателя при длительном буксовании [14].На рис. 7.19 представлена муфта фирмы «Шутц» (ФРГ). Муфта
состоит из ведущей полумуфты 1 с двумя диаметрально располо¬
женными лопастями, ведомой полумуфты 6, являющейся обо¬
дом шкива ременной передачи, крышек с бронзовыми втулками 7
и торцевыми уплотнениями 2, пробки 9, стопорных колец 4 и пресс-
масленки 8. Во внутренней полости муфты находится смесь стальной
калиброванной дроби с графитом. Ведущая полумуфта 1 соединя¬
ется с валом шпонкой. Ведомая полумуфта 6 центрируется по сту¬
пице ведущей полумуфты через крышки 3. Для лучшего сцепления
с дробью на внутренней поверхности ведомой полумуфты 6 вы¬
полнены продольные канавки. Рабочая смесь засыпается через
отверстие с пробкой 5. В процессе пуска лопасти увлекают дробь
и через нее — ведомую полумуфту. По мере разгона ведомой полу¬
муфты дробь под влиянием центробежной силы превращаетсяв плотную массу, жестко соединяющую
полумуфты при некоторой угловой ско¬
рости. При перегрузках силы трения
в дроби становятся недостаточными,
и муфта пробуксовывает. На рис. 7.20
показано исполнение этой муфты для
соединения валов. Оно отличается от
первого исполнения тем, что ведомая
полумуфта 2 соединена с корпусом че¬
рез пальцы 1 резиновыми втулками,
что допускает некоторое смещение сое¬
диняемых валов. В табл. 7.11 приведены
основные размеры муфты по рис. 7.20, а
в табл. 7.12 — параметры муфт обоих ис¬
полнений (рис. 7.19 и 7.20).На рис. 7.21 (табл. 7.13) изображе¬
на муфта фирмы «Металлук» (ФРГ), со¬
стоящая из ведущей полумуфты /, вы-Рис. 7,19. Муфта фирмы
«Шутц» для шкива346
полненной Е форме СТуПИЦЕ!
G лопатками, и ведомой по¬
лумуфты, состоящей из ци¬
линдрического корпуса 2 с
крышками 3 и 7, пальцев 6
с резиновыми втулками, сту¬
пицы с фланцем 5, имеющим
отверстия под резиновые вту¬
лки. Ведомая полумуфта цен¬
трируется по ступице веду¬
щей полумуфты через брон¬
зовые вкладыши 4, возмож¬
но исполнение с опорами ка¬
чения. Внутренняя полость
муфты, разделенная лопат¬
ками, заполняется стальными
шариками диаметром 5—
10мм. Для уменьшения изно¬
са шарики смазываются мас-Рис. 7.20. Муфта фирмы «Шутд» для со¬
единения валовлом. Камеры внутренней полости муфты необходимо равномерно за¬
полнять шариками, периодически добавлять смазку.На рис. 7.22 представлена муфта фирмы «Штромаг» (ФРГ).
Она состоит из ведущей полумуфты, включающей ступицу 1,
соединенную с валом шпонкой, и корпуса 3, составленного из
двух частей, отлитых из легкого сплава, с ребрами охлаждения 4.
На внутренней поверхности корпуса имеются радиальные ребра,
обеспечивающие лучшее сцепление с рабочей смесью. Ведомая
полумуфта состоит из ступицы 5, соединенной винтами 7 с де¬
талью 5, к которой крепится диск 5 с лопастями. Внутренняя по¬
лость муфты заполняется рабочей смесью крошки стальной про¬
волоки с графитом. Пробка 9 закрывает отверстие, через которое
засыпается рабочая смесь. Деталь 6 устанавливается на ступице 1Рис. 7.2 К Муфта фирмы «Металлукв347
Таблица 7.12. Параметры муфты фирмы «Шутц» (рис. 7.19 и 7.20)Обоэна*Мощность (кВт) при п, об/минМасса, кгчение500750100015003000рис. 7.19рис. 7.201200,368—0,6620,441—1,1760,809—3,1623,676—18,3823,53,0180—0,515—1,2501,103—2,2062,941—6,2518,382—40,44112,020,0200—1,25—2,9412,574—5,5156,618- 14,70640,441—95,88213,0 j28,52200,353—1,8381,838—4,4123,676—8,08810,294—24,26573,529—147,05918,035,02501,618—2,9414,412—16,1768,088—16,17624,265—47,794—25,052,02802,941—6,2508,824—16,91216,912—35,29448,529—110,294—35,068,03005,515—9,55914,706-25,025,735—55,14780,882—183,82441,073г03509,559—18,38225,0—51,47051,470—1^о,и161,76—477,94163,0120,040013,971—32,35344,118—95,58899,265—202,206294,118—625.0|i110,0145.045033,088— 66,17691,912—183,824202,206—397,059625,0—1176,470i!i160,0200,050066,176—117,647183,824—360,294393,382—735,2941i220,0260,055095,588—191,176286,765-514,706514,706—1176,470—270,0400,0600154,412—294,118426,470—808,824941,176—1397,059—500,0650235,294—422,794647,059—1286,7651323,529—3051,470———650,0
Таблица 7.13. Размеры (мм) и масса муфты фирмы «Металлук» (рис. 7.21)Обозна¬чениеАDdxdiьмNЕFМасса,кг858595162897351210694110110120203211155251272713513514532401126025127611165/116518540501217530157920165/216518540501567530157922215/121523555601349040188636215/221523555601499040188638265/1265285657515610055159562265/2265285657518610055159567315/131534075851911206022125108315/231534075852311206022125118360/1360390851002421507022141175360/2360390851002971507022141192415/14154451001253051757034154265415/24154451001253651757034154290500/15005301351503172107046177390500/25005301351503772107046177425Т а б л и ц а 7.14. Техническая характеристика муфт (рис. 7.22 и 7.23)Частота вра¬
щения дви¬
гателя,
об/минВремяразгона,сЧисло пусков
до замены ра¬
бочей смесиЧастотавращениядвигателя,об/минВремяразгона,сЧисло пусков
до замены ра¬
бочей смеси750352060270 000
160 000
40 000
13 5001500352060130 500
80 000
20 000
7 0001000352060200 000
120 000
30 000
10 000300035206070 000
40 000
10 000
3 500Таблица 7.15. Размеры (мм) муфт фирмы «Штромаг» (рис. 7.22 и 7.23)Обозна¬чениеdDмЫН1FВьВS0/»Rсбтая121430158,540406061501106597413515203819459563555705513878904255192542242716748719072167100112,554782330552928985607810685181120162907102835703489591,5759014010021415019511571035459043011210096105180130239155270180101545601055601401201201212201702802203952801015349
Рис. 7.22. Муфта фирмы «Штромаг»на двух опорах качения. Уплотнение 2 предохраняет от попадания
грязи в корпус.С увеличением количества рабочей смеси в муфте увеличива¬
ется ее несущая способность, однако сокращается время полного
сцепления полумуфт. Заполнение муфты рабочей смесью произ-Рис. 7.23. Муфта фирмы «Штрсмаг» со шкивом350
Т а б л и ц а 7.16. Передаваемый момент муфтой (рис. 7.22 и 7.23) в зависимости
от массы наполнителя и частоты вращенияОбозначение2К t;<инЛ X<•> as
« “J О L,
£ С *Передаваемыймомент(Н«м) при п, об/минМасса муфты
без рабочей
смеси, кг60Q75090010001200150018003000рис.7.22рис.7-230,20,010,020,020,030,040,070,10,25120,40,250,40,50,71,01,52,26,00,61,11,82,63,14,67,110,228,032,50,71,72,74,04,87,011,016,043,00,51,62,63,74,56,6101540150,73,55,58,09,8142232871,05,89,21316243753145561,11,16,811151927431701,06,19,71417253956160191,51320293652811153202,020324757831301855109122,324375363981502206102,06,4101518264158233,019304353771201704,037588410515023533513155,058901301602303605203,01219273348751104,027426074110170240285,0477410513019030043022286,0721151652002904506507,01001602302804106409105,0284565801151807,5861401952403505503510,01702703904807001090415512,5280440630770ИЗО175015,039062090011001600250010,07412017021030015,025039056069010004520,052082011801450210025,087013801980240035006310530,01300205029003590520035,017002700390048007000351
ТУИ м63 90 125180150355 500 7101000 МО2000280040005600п,о5/минРис. 7.24. Зависимость вращающих
моментов и мощности муфты фирмы
«Штромаг» от частоты вращенияводят в таком порядке: снача¬
ла в собранную муфту засыпа¬
ют 2/3 рабочей смеси и запус¬
кают машину на малых оборо¬
тах, затем постепенно, частями
добавляют рабочую смесь до по¬
лучения нужного времени раз¬
гона машины. С течением вре¬
мени рабочая смесь изнашивает¬
ся и ее заменяют новой.На рис. 7.23 дана такая же
муфта, соединяющая шкив ре¬
менной передачи с валом. Ве¬
дущая полумуфта состоит из
ступицы /, соединенной с валом
шпонкой, и корпуса 5 с ребрами
охлаждения 4. Ведомая полу¬
муфта состоит из ступицы 2, на
которой крепится диск 3 с ло¬
пастями. Ведомый шкив ремен¬
ной передачи соединен шпонкой
со ступицей 2, которая уста-
опорах качения с уплотнени-новлена на ступице 1 на двух
ями 6.В табл. 7.14 приведено число пусков муфты до замены рабочей
смеси в зависимости от частоты вращения ведущей полумуфты
и времени разгона машины. В табл. 7.15 и 7.16 приведены размеры
и параметры муфты, показанные на рис. 7.22 и 7.23. Передавае¬
мые муфтами вращающие моменты и мощности в зависимости от
рабочей частоты вращения определяют по номограмме, показанной
на рис. 7.24. Например, при п = 1000 об/мин и Р =2,5 кВт не¬
обходима муфта 19, которая передает момент 40 Н-м.Время разгона машины и избыточный вращающий момент в
зависимости от момента двигателя, момента сопротивления, рабо¬
чей частоты вращения и махового момента разгоняемых масс опре¬
деляют по номограмме, приведенной на рис. 7.25. Например, при
вращающем моменте двигателя Т = 160 Н-м, моменте сопротив¬
ления Тс = 100 Н-м, рабочей частоте вращения 1400 об/мин и
маховом моменте GD2 = 100 Н-м2 время разгона t = беи избы¬
точный вращающий момент, вызывающий ускорение машины,
Гизб =6,3 Н-м.7.5.	Другие разновидности центробежных муфтНа рис. 7.26 показана оригинальная центробежная
муфта, которая может быть применена для привода двух меха¬
низмов с различными скоростями от двухскоростного двигателя.
Включение того или иного механизма производится муфтой352
6300Рис. 7.25. Зависимость време¬
ни разгона машины и избыточ¬
ного вращающего момента дви¬
гателя, момента сопротивления,
частоты вращения и махового
моментатг, об/мин
56006300 2500 1000
4000 ш 630езоо 4000автоматически, в зависимости от скорости ведущего вала. На ве¬
дущем валу Vпри помощи шпонки закреплены диски 3, 8. Шкивы 2
и 4 установлены на валу свободно и вращаются на втулках 7
(фиксирование шкивов в осевом направлении на рисунке не пока¬
зано). У шкивов на внутренней цилиндрической поверхности
обода имеются зубья, с которыми могут сцепляться собачки 11,
17, 12 и 14, вращающиеся на осях 5 и 9, закрепленных на диске 3.
Пружины 6 и 10, собранные с различным предварительным на¬
тяжением, удерживают собачки от зацепления со шкивами при
неподвижном вале.Воздушные амортизаторы 16 и 15, соединенные с собачками
штифтами, замедляют движение собачек к зубьям шкивов. Сопро¬
тивление движению зависит от величины выходного отверстия
для воздуха в крышках 18 и 13 амортизаторов. Одновременное
включение обоих шкивов невозможно из-за наличия на концах
собачек блокирующих выступов. При вращении вала с меньшей
скоростью собачка 17, преодолев сопротивление амортизатора
и пружины 10, войдет в сцепление со шкивом 2. Включению со-12 Ряховский О. А. и др,	35$
Рис. 7,26. Центробежная муф¬
та для привода от двухскорост¬
ного двигателябачки 14 препятствует сила пру¬
жины 6, превышающая центро¬
бежную силу. Если после останов¬
ки вал вращать с большей ско¬
ростью, то с зубьями шкива 4 сце¬
пится собачка 14. Собачка 17 от¬
стает от собачки 14 вследствие
большого сопротивления аморти¬
затора. Включиться позднее она
не сможет из-за блокирующих
выступов на концах собачек. Так
как включение муфты происходит
с ударом, то для переключения ме¬
ханизмов необходима остановка
ведущего вала.На рис. 7.27 и 7.28 приведены конструкции муфт, обеспечиваю¬
щих плавное нарастание передаваемого момента. Они с успехом
могут быть применены в приводах ленточных транспортеров [54].На рис. 7.27 представлена схема муфты с гидравлическим за¬
медлителем. Муфта состоит из ведомого шкива 1> ведущей полу¬
муфты 7, колодок 5 с фрикционными накладками 4. В цилиндриче¬
ской части колодок перемещаются поршни 6; во время их переме¬
щения масло через зазоры и калиброванные отверстия в поршнях
перетекает из одной полости цилиндра в другую. В начале пуска
поршни удерживаются пружинами 2, а колодки — охватывающей
пружиной 3. По мере возрастания угловой скорости под действием
центробежной силы поршень начинает перемещаться. Включение
муфты соответствует угловой скорости ведущей полумуфты, при354А-А(повернуто)
Рис. 7.27. Муфта с гидравлическим Рис. 7.28. Многодисковая муфта
замедлителем	с гидравлическими замедлителямикоторой под действием центробежной силы поршни преодолевают
сопротивление пружины 3, — колодки раздвинутся. Длитель¬
ность перемещения поршней и связанная с этим длительность пе¬
риода сцепления муфты зависит от скорости перетекания масла и
может регулироватьсяНа рис. 7.28 показана многодисковая фрикционная муфта
с гидравлическими замедлителями, включаемая под действием
центробежных сил. Муфта состоит из ведущей 1 и ведомой 2 ча¬
стей, дисков 3 и 4, рычагов с грузами 9> втулки 8У стержней 11
с пружинами 10, поршня замедлителя 6 со штоком 7 и пружиной 5.
При разгоне ведущей части под действием центробежных сил ры¬
чаги стремятся повернуться и передвигают втулку 8, которая
включает муфту. Втулка при передвижении перемещает поршни
гидравлического замедлителя и поэтому осуществляет плавное
включение муфты. При остановке привода втулка, рычаги и пор¬
шни под действием пружин возвращаются в исходное положение.
Регулировка времени включения муфты производится дросселем.Представленная на рис. 7.29 муфта предназначена для сниже¬
ния перегрузок как электродвигателя, так и рабочей машины во
время неустановившегося движения. Муфта состоит из ведущей
полумуфты U фрикционных дисков 2 и ведомой полумуфты 3.
Механизм включения содержит шарики 4У помещенные между
упорным 5 и нажимным 6 дисками. Диски имеют возможность
перемещаться в осевом направлении соответственно по ведущей
и ведомой полумуфтам.Упорный, нажимной и фрикционный диски* а также шарики
поджаты в осевом направлении пружиной 7, опирающейся на
подшипники 8 и упорный диск 5. Для равномерного распределения
шариков по окружности они заключены з свободно установленный
сепаратор 9. Для обеспечения зазора между фрикционными дис-355
4 5	ками в том случае, когда муфтав ы к л ю ч е на, с л у ж ит пружина
10 Опорная поверхность упор¬
ного диска в осевом сечении
выполняется по окружности или
другой кривой, но так, чтобы
угол Р в радиальном направле¬
нии уменьшался. Вообще гово¬
ря, форма опорной поверхностио	п р еде л я ет ся з ада н н ы м зако¬
ном разгона машины. По со¬
ображениям технологичности
п р ед п о чт ите л ь н а о к р у ж н о сть.В состоянии покоя вследст¬
вие действия пружин 7 и 10
Рис. 7.29. Муфта грузами в виде шарики 4 занимают самое ниж-
шариков	нее положение. При включе¬нии муфты ведущая полумуф-
та / вращается от двигателя и заставляет вращаться диск 5. В
это время фрикционные диски разъединены пружиной 10
и не передают движения ведомой полумуфте 3. Так как запуск
двигателя осуществляется без нагрузки, то частота вращения
его быстро достигает значения, при котором центробежная сила,
действующая на шарики, становится достаточной для сжатия
фрикционных дисков и начала движения ведомой полумуфты.
С ростом скорости шариков они перемещаются в положение, соот¬
ветствующее передаче номинального вращающего момента, а ве¬
домая и ведущая полумуфты начинают вращаться как одно целое.При случайной перегрузке машины произойдет проскальзыва¬
ние фрикционных дисков. Нажимной диск 6 замедлит вращение,
скорость вращения шариков вокруг оси муфты уменьшится, они
сместятся в положение, более близкое к оси муфты. Перегрузка
деталей машины будет уменьшена.Расчет фрикционного узла муфты принципиально не отлича¬
ется от расчета обычных фрикционных дисковых муфт (см. гл. 4).
Число дисков 2 следует брать не более 1—2. Оптимальное число
шариков 4—б (до 8).7,7, Расчет муфты с колодкамиРассчитать центробежную муфту (рис. 7.9) к приводу,
показанному на рис. 7.30 для данных:
число пусков в смену не более 4;электродвигатель 4А160-2, Р = 15 кВт, п = 2940 об/мин,
диаметр вала d3 д = 32 мм. длина вала /э д — 110 мм, GD\ д =
= 73-10-3 Н -м2;редуктор: передаточное число и = 4, диаметр вала-шестерни
dt = 40 мм, 1г — 100 мм, диаметр колеса d2 = 160 мм, ширина
колеса b2 — 12 мм, /2 == 130 мм, маховой момент
массы 7 GD* = 239 Н м2, ди¬
аметр выходного вала dsux =
= 45 мм, вращающий мо¬
мент на выходном валу
Гвы* = 170 Н-м, КПД ре¬
дуктора 0,96;маховой момент упругой
муфты GD „у = 0,23 Н-м2.Определяем момент, раз¬
виваемый электродвигате¬
лем,Ге.д = 9555-Р/п =15= 9555^ = 50 Н-м.
Определяем требуемыйРис. 7.30. Схема привода:1 — электродвигатель; 2 — центробежная
муфта; 3 — упругая компенсирующая муфта;
4 — вал-шестерня редуктора; ’ 5 — зубчатое
колесо; 6 — выходной вал редуктора; 7 — ма-
МОМ6НТ, КОТОрЫИ должна ховая масса рабочей машины, приведеннаяпередать муфта,	к выходному валу реАуктораТтм = (1,2 ~ 1,4) Г8.д= 1,3-50 = 65 Н-м.При конструировании муфты принимают:Я, mm = 0,754. я; Ru = (1,3 3,5) Яв; а = 90 120°; 2 = 2.Принимаем Ян = 2RB = 70 мм; а = 120°; г — 2.Назначаем материал фрикционной накладки и из табл. 4.4
выбираем / и [р].Примем барабан муфты стальным, материал .фрикционной
накладки — на основе асбеста. Муфта работает без смазывания,
тогда / = 0,35, [р] — 0,3 МПа.Из формулы (7.1) определяем силу давления колодки на ведо¬
мую часть муфты, предполагая, что Rrv » Ra.Определяем размеры колодки.Проекция длины контакта колодки с барабаном на диаметрI	= 2Rs sin а/2 = 2 70 sin 120/2 = 121 мм.Ширина колодкиВ = F,J(l [/>]) = -Л, = 36 мм.Обычно ширину колодки назначают такой:^mln ~Ю ММ, Bma1c — 0,7/дд.Из формулы (7.2) находим1326-9,8.900
Для сегментной колодки G ж	— Rl) By. При св »= 120° G = 1,04 (R'i — Rl) By, где у — удельный вес материала
колодки (для стали у — 7,8-104 Н/м3);2 #и — sin а/2При а = 120° = 0,55 (R% — Rl)/(Rl — ЯЦ (для муфт о пря¬
моугольными колодками г « (Ra /?„)/2).Получаем Gr = 0,57 (R% — Rl) By.Определяем внутренний радиус колодкиОбычно Rb >0 ,75<2Э. д, что обусловлено прочностью муфты.
Определяем вес грузаG = 1,04 (0,072 — 0,0532) 0,036-78000 = 6,1 Н.Определяем силу пружиныFnp - n2Grn2o/(g900) = [0,306 (0,75• 2940)3]/(9,8 • 900) = 1653 Н.Определяем время разгона машины по формуле (7.7), предва¬
рительно определив маховые моменты, приведенные к валу муфтыгде GDieд. м — маховой момент ведущей части муфты (момент
инерции цилиндра J = mr2j2),GD\eд. „ (я/8)£4вед. МBy = (я/8) 0,14*-0,036• 78000 - 0,41 Н■ м2;
GD2Beд = 0,073 + 0,41 = 0,483 Н-м2.Приведенный маховой момент всех элементов привода
(рис. 7.30)Маховой момент четвертого элемента (рис. 7.30)GDI = (Ji/8)d!g/!Y = (я/8)0,044-0,1-78000 = 0,008 Н-ма.
Аналогично определяют маховые мохменты остальных элементов= 0,053 м.0,57-0,036-78 000ODBe^ — GD-j- GDleд. м,gdIIu2 — 0,0162 н-м2; Gbllu2-^ o.ooi н-м2;GD7V = 14,9 Н • м2; GD2 — 15,4 H-м2.
Момент сопротивления, приведенный к муфте,358
то - Таых/(Ш1) - 170/(4-0,96) » 44,2 Н и.
Время разгона машины0,483-0,75-2940 . 15,4-2930\ е „
“50	+65=Ж2)==5’8°-t = — Г* 375 VГ л а в а 8
КОМБИНИРОВАННЫЕ МУФТЫКомбинированные муфты применяют в тех случаях, когда
необходимо расширить возможности отдельных муфт. Так, в слу¬
чае применения фрикционной многодисковой предохранительной
муфты для соединения валов машинных агрегатов эту муфту
комбинируют с компенсирующей муфтой. При применении упругой
муфты, успешно снижающей вредные колебания при установив¬
шемся рабочем процессе и неспособной снизить значительные ди¬
намические нагрузки в переходном режиме, эту муфту следует
скомбинировать с фрикционной предохранительной муфтой, сре¬
зающей пиковые нагрузки при пуске и торможении машинного
агрегата.Ниже приведены некоторые конструкции комбинированных
муфт. Однако возможности по созданию новых комбинаций муфт,
диктуемых условиями работы конкретных машин, практически
неограничены. Некоторые принципы создания комбинированных
муфт имеются в работе [79].8.1.	Комбинированная муфта П. К. Гедыка
(Уралмашзавод)Муфта (рис. 8.1) является комбинацией двухконусной
фрикционной предохранительной муфты с упругокомпенсирующей
муфтой МУВП по ГОСТ 21424—75. В табл. 8.1 приведены основ¬
ные размеры и параметры этой муфты.Муфта состоит из полумуфт 1 и 7. В полумуфте 7 смонтиро¬
вано предохранительное фрикционное устройство. Диск 3 соеди¬
нен с полумуфтой 1 пальцами 2 с резиновыми втулками 4. Диск
3 шпонкой 5 соединен с двойным конусом /2, изготовленным из
бронзы. С целью экономии цветного металла детали 12 и 3 вы¬
полнены раздельно. Двойной конус 12 охватывается с двух сто
рон нажимным конусом 10 и упорным 11. Упорный конус 11 кре-
пится в полумуфте 7 сухарями и соединен с нажимным конусом
выступом, который входит в паз на нажимном конусе. Последний
соединен с полумуфтой 7 шпонкой 6. Силовое замыкание фрик¬
ционных поверхностей осуществляется пружинами 8, помещен
ными в стаканах 9, позволяющих регулировку натяга пружины359
360Рис. 8.1 - Комбинация двухконусной фрикционной предохранительной муфты о МУВП
Таблица 8Л„ Размеры (мм) и параметры муфты (рис. 8.1)Тг К*мD•<*АdxВ1ьDtDtК50, 70, 90, 1202003560856210016011020150, 20025040759082100190140202503005090908511024017528500, 750, 100040070120120115150 .295210351500, 200050080160200145200365265403500, 5000600100185200175260445325526000700110200250175270500380526750* 900070012523027021029057045052Масса, кгЧислоGD\X, Н*мСfпальцевН' м*в томчислеоощаяцветногометалла50, 70, 90, 1203,02,5433,815,21,53150, 2003,02,5679,021,02,752504,03,04182,038,03,20500, 750, 10005,04,06819,0100,010,201500, 20006,04,062 650,0196,021,603500, 50007,54,063 700,0358,048,0060007,55,0613 350,0427,065,306750, 90007,55,0819 400,0568,070,00Для возможности замены резиновых втулок- 4 в полумуфте 7
и нажимном конусе 10 предусмотрены окна. Смазку фрикционных
поверхностей муфты производят через пресс-масленки 13.После монтажа и регулировки муфты стаканы 9 стопорят про¬
волокой. В момент срабатывания муфты происходит проскальзы¬
вание двойного конуса 12 относительно конусов 10 и 11.Двойной конус изготовлен из Бр ОЦН 10—2—1?5, нажимной
и упорный конусы — из стали 40Х g термообработкой до твердо¬
сти 290—300 НВ.8.2.	Комбинация двухконусной фрикционной
предохранительной муфты с упругокомпенсирующей
муфтой с металлическими пружинами сжатияНа рис. 8.2 представлена комбинация двухконусной
фрикционной предохранительной муфты с упругокомпенсирующей
муфтой с металлическими пружинами сжатия (см. рис. 3.29).
В полумуфту 1 (рис. 8.2) встроена фрикционная предохранитель¬
ная муфта, включающая двухконусный диск 2, который зажима¬
ется по коническим поверхностям шайбой 3 с силой, создаваемой
пружинами Ч. Сила пружин регулируется гайкой 5, навинчивае-361
Рис. 8.2, Комбинация двухконусной фрикционной предохранительной муфты
с упругокомпенсирующей муфтойк	Рис. 8.3. Комбинация двух¬
конусной фрикционной пре¬
дохранительной муфты с
упругокомпенсирующей муф¬
той для передачи больших
моментов
Таблица 8.2. Размеры (мм) и параметры муфты (рис. 8.2)Вращаю¬
щий мо¬
мент,
Н- млшах»
об/м и вDdn^таяьвВгGD*,Масса,КР37,203800150452545860980,87855,8034501655028508651081,501378,6031001857032558751182.7015108,8727502056535608801284,4019мой по внутреннему диаметру. Для сжатия пружин необходимо
несколько (не полностью) вывернуть винты 6 и, вращая крышку 7,
через винты повернуть гайку 5 на нужное число оборотов. За¬
винчиванием винтов 6 в гайку 5 до упора стопорят гайку на резьбе
на детали 3. В диск 2 запрессованы пальцы 8э на которые надеты
сухари р, удерживающие пружины 10, через которые вращающий
момент передается на полумуфту 11 Пальцы 12 центрируют де¬
тали 1 и 3.Муфта, представленная на рис, 8.3, предназначена для пере¬
дачи больших вращающих моментов, имеет большие габаритные
размеры и поэтому позволяет встроить упругокомпенсирующую
муфту внутрь предохранительной муфты. На пальцах <5, закреп¬
ленных в полумуфте /, установлены сухари 9, удерживающие
пружины сжатия (на чертеже не показаны), через которые окруж¬
ная сила передается на сухари 6, а через них — на диски 5 с ко¬
ническими фрикционными поверхностями и далее силами трения—
на полумуфту 7. Величину предельного момента, определяемогоТаблица 8.3. Размеры (мм) и параметры муфты (рис. 8.3)Вращаю¬
щий
момент,
Н* ми,об/минDdnь• вВгGDа,
Н' м2Масса G,КГ1 360235033011260906017524030,640Г 8602060370125701006519526535,6602 4301800415140801107522029569,8803 65015004701609012580245330132,61155 150143053018010014085270365221,01557 3701290590200110160100310420394,022510 7501150600225125180115350475821,030514 75010307402501402001203905201196,044020 6009508302801602251254255752160,060029 0008109403151802501304656303160,085041 00071510603552002801305056903060,01260 •61 00064011904002253151355557658440,0178087 00057513204502503551506258601.309,02450117 50051014805002804001386809383861,03550363
силами трения, регулируют сжатием пружины 2 винтом 3, ввин¬
чиваемым во втулку 4. В табл. 8.2 и 8.3 представлены основные
размеры и параметры описанных муфт.8.3.	Комбинация многодисковой фрикционной
предохранительной муфты с упругокомпенсирующейНа рис. 8.4 представлена комбинация многодисковой
фрикционной предохранительной муфты (см. рис> 4.14) упруго¬
компенсирующей муфтой с резинокордными оболочками (см.
рис. 3.64). Величину предельного момента регулируют сжатием
пружины 1 путем завинчивания гайки 2. Для завинчивания гайки 2
отпускают винты 3 и вращением крышки 5 через штифты 4 вра¬
щают гайку 2. Штифты 4 запрессованы в крышку 5 и свободно
входят в гайку 2. Завинчиванием винтов 3 до упора стопорят
гайку 2 от вращения. Муфта отличается малыми габаритными раз¬
мерами.Рис, 8.4. Комбинация многодисковой фрикционной предохра¬
нительной муфты с упругокомпенсирующей муфтой364
Рис. 8.5. Комбинация фракционной муфты сцепления с упругокомлен-
сирующей муфтой8.4.	Комбинация однодисковой фрикционной
муфты сцепления с упругокомпенсирующей
муфтой с резинокордньши оболочкамиНа рис. 8.5 представлена комбинация однодисковой фрик¬
ционной муфты сцепления g упругокомпенсирующей муфтой
g резинокордными оболочками (см, рис. 3.64). Полумуфта 1 со¬
единена с деталью 3 двумя резинокордными оболочками 2. Фрик¬
ционный диск 4, соединенный с деталью 3 зубчатым венцом, сжи¬
мается между опорным и нажимным дисками; последний направ¬
ляется пальцами 5. Система втулок и рычагов 6, установленных
на полумуфте 7, обеспечивает механическое управление муфтой
сцепления. Ось 5, на которой на опорах качения установлена де¬
таль 3, принятута винтами к полумуфте 7 Штифты 9 служат для
разгрузки винтов 10 от изгибных деформаций, существенно повы¬
шая их ресурс. В табл. 8.4 приведены основные размеры и пара¬
метры комбинированной муфты,8.5.	Комбинация двухдисковой фрикционной муфты
сцепления с компенсирующей цепной муфтойНа рио. 8.6 представлена комбинация фрикционной
предохранительной муфты с компенсирующей цепной муфтой.
Предусмотрено два варианта предохранительной муфты: а) с
плавным регулированием предельного вращающего момента; б) со
ступенчатым регулированием. Полумуфта 1 соединена со звездоч¬
кой 5 силами трения благодаря сжатию фрикционных поверхно¬
стей пружинами 3, которые располагаются в детали 4, перемеща¬
ющейся по полумуфте 1 по направляющей шпонке. Сила нажатия
пружин, а с ней и величина предельного момента, плавно регули-365
Таблица 8.4. Размерь ( ;:vi) ч параметры муфты (рис, 8.5)Вращающий
момент, Н- мDDtdtIh1%hиItипи1вDaо,hSid,Маховой момент, Н*мя
частей муфтыс.а«Гоиcd£13711021022534188114115342025,51418171053,01201656390,581,950,516,011023822534201И 4115342025,51418201053,02181957391,182,090,517,516023825045201И 4115352025,51418201303,02181957391,182,921,0421,516023825045201114115352025,51418201303,0218195**i391,182,921,0421,521023827545201114115352025,51418201303,02181957391,185,261,3523,021023827545201114115352025,51418201303,02181957391,185,261,3523,035027532560255155158492937,01625151604,525222084И2,5610,354,9845,535027532560255155158492937,01625151604,525222084112,5610,354,9845,549027536560255155158492937,01625151604,525222084112,5615,826,4251,0490308365-60268155158493237,01625171604,028525094114,4817,176,4255,070030837560292179180493237,01625171604,0285250S4114,48 ;14,626.5259,570030848080279160160503837,01625172004,028525094114,43%56,2516,389.070030837560292179180493237,016.25171604,0285250S4114,4814,626,5259,570030848080279160160503837,01625172004,028525094114,4856,2516,389,098030836560292179180493237,01625171604;028525094114,4821,059,5267,598036236560318179180493437,01625241605,03353101541411,8023,629,5281,0105036253090344205205655750,02030212305,03353101541411,8098,6041,2143,6105036253090344205205653750.02030212305,03353101541411,8098,6041,2143,6140036248090323184185493737,01625212005,03353101541411,8068,0021,7114,8
Продолжение табл. 8.4Вращающий
момент, Н-мDDtdtIh1»liUUUЛI?л 1laDiDthSidoМаховой момент, Н*м2
частей муфтыМасса, кг137Г4403625851003442052056538,550203019,525053353101541411,8133,353,5161,51400428480903481841854936,537162530,520053953651851624,770,921,7129,921004285301003992352356538,550203028,523053953651851624,7117,652,7183,014404285891003692052056538,550203028,525053953651851624,7143,453,5180,02100428480903722082104938,537162528,520053953651851624,779,127,1146,821004285301003992352356538,550203028,523053953651851624,779,127,1183,02100428480903722082104938,537162528,520053953651851624,7117,652,7146,822404285301003992352356538,550203028,523053953651851624,779,127,1270,02870428480903722082104938,537162528,520053953651851624,7308,6116210,028404286851304052322356649,550253526,531553953651851624,7167,271,1363,028704285851103992352356538,550203028,525053953651851624,7434,9201238,028404287451404152422456949,550253526,535553953651851654,9182,271,1395,031504905851104242352356547,550203031,525044554202051854,9464,7201233,031504907451404342422456953,550253528,535544554202051854,9149,064,1233,043104905301004542652656547,550203031,523044554202051854,9149,064,1274,0448049053010045426526565.47,550203031,523044554202051854,9367,4158340,043104905851104542652656547,550203031,5250445542020518115,0145,788,7300,044804906851304602682656651,550253530,5315445542020518115,0387158381,056705655851105012652656553,050203048,02501652549023520115,0535,2270484,05670565.6851306032682656655,050253545,03151652549023520115,0 1535,2270484,0
Рис. 8.6. Комбинация предохранительной фрикционной
муфты сцепления с компенсирующей цепной муфтойруются гайкой 2. Звездочка 5 центрируется на полумуфте / по
бронзовой втулке <5, являющейся опорой скольжения. Полумуфта 7
выполнена заодно со звездочкой, соединяемой со звездочкой 5Таблица 8.5. Размеры (мм) и параметры муфты (рис. 8.в)Вращаю*ЩИЙ МО-мент Т,
Н-мЧастота врг
ния предел
ная, об/минddtDFQHКLMP2—12 \
4—25 /63008—1610—24401523356135,51955,54—25 \
8—50 /53009—2013—3050162545704521,567,58—50 )
16—100 /42509—2517—4463173360945625,58310—100 \
20—200 /335015—3217—508019337010671255720—200 )
40—375 )265025—4017—58100253880137903012340—375 \
75—750 /212030—5526—75125257510018010546,5154,575—750 \
150—1500/170040—7026—82160357511021113051,5184,5150—1500)
300—3000/132050—9026—1052003711314028016070233300—3000\
600—6000/112055—11526—1202505512916033618590280368
цепью. Второй вариант позволяет создать два значения силы
сжатия фрикционных поверхностей пружинами 8 перестановкой
кольца 9. Положение кольца 8 фиксирует упорное кольцо 10.
В табл. 8.5 приведены основные размеры и параметры муфты.уменьшеноРис. 8.7. Комбинация предохра¬
нительной муфты с компенсирую¬
щей зубчатой муфтой36S
8.6.	Комбинаций предохранительной муфты со срез¬
ными штифтами со сдвоенной зубчатой муфтойНа рис. 8.7 представлена комбинация предохранитель¬
ной муфты с двумя срезными штифтами со сдвоенной зубчатой
муфтой. Обоймы 2 и 3 соединены винтами, поставленными в от¬
верстия без зазора. Втулка 10 и деталь 5 имеют бочкообразные
зубчатые венцы, которыми они соединяются с обоймами 2 и 5,
Благодаря наличию боковых зазоров между зубьями и бочкообраз¬
ной форме зубьев каждая муфта допускает угловое взаимное сме¬
щение обоймы и втулки до ГЗО' Детали 5 и 7 соединены двумя
штифтами 6, являющимися предохранительными элементами.
Деталь 5 установлена на деталь 7 на бронзовых втулках 8. Для
возможности удержания смазки внутри зубчатой муфты приме--
няют специальные уплотнения, установленные в крышки 1 я 4.
Для возможности монтажа крышку 4 делают из двух частей и
соединяют винтами 9. При перегрузке муфты штифты 6 срезаются.8.7.	Комбинация центробежной муфты
с дробью и упругой муфтыПредставленная на рис. 8.8 (табл. 8.6) конструкция
является комбинацией центробежной муфты с дробью и упругой
муфты с торообразной оболочкой (см. рис. 3.48).Центробежная муфта (см. рис. 7.22) включает ступицу 1,
составной корпус 2, снабженный радиальными ребрами охлажде¬
ния 3. Для лучшего сцепления с рабочим телом (дробью) на внут¬
ренней поверхности корпуса 2 выполнены радиальные ребра.
Упругокомпенсирующая муфта 7 допускает некоторую расцент-
ровку валов и соединена винтами 6 с деталью 5, несущей фасонный
диск 4. Радиальные гофры на диске 4 обеспечивают лучшее его
сцепление с сыпучим рабочим телом.N М~ -	оРис» 8.8. Комбинация центробежной муфты с дробью с упругокрмпен-
сирующей муфтой с тороидальной резинокордной оболочкой370
Рис. 8.9. Комбинация центробежной муфты с упругой муфтой с резиновым дискомТаблица 8.6. Размеры (мм) и параметры муфты (рис, 8.8 и 8.9)Т, (Н*м) при п, рб/минАDИмN600750100012501Б0030002050120360125010
30
70
i 80
550
180016451102S090028002060150400115038003080210550160090250180
220
270
. 330
410
52020253035456030—3840—5050—5860—7580—96105—1254756678310011552510РQSnrnaxоб/ми:кМасса
дроби, кгвСВLRцs *«I <3 ьоъ *3 Я яН>01X45°
1,5Х 45°
2Х 45°
2Х 45°
2X45°
2Х 45°556575851001151012152025303800300025002000160012500,91,63,35,810,526,05570851001301709812614819623728320—3025—4030—5035—6045—8060—105155180195235275310556575851001151520254475130На рис. 8.9 (табл. 8.6) представлена такая же центробежная
муфта в сочетании с упругой муфтой с резиновым диском (см.
рис, 3.39).37i
8.8,	Комбинация роликовой муфты
свободного хода с упругокомпенсирующей муфтой
с резинометаллическим упругим элементом
тороидальной формыПредставленная на рис. 8.10 (табл. 8.7) муфта являетсякомбинацией роликовой муфты свободного хода с упругокомпен¬
сирующей муфтой о резинометаллическим упругим элементом
тороидальной формы, применяемой в качестве компенсирующей
муфты. Полумуфта 1 через резинометаллический упругий эле¬
мент 6, состоящий из двух половин, соединена с деталью 5, к ко¬
торой винтами 4 притянута обойма 3 муфты свободного хода. Внут¬
ренняя обойма 2 центрируется по наружной обойме подшипни¬
ками качения. Смазка в муфте свободного хода удерживается
специальными уплотнениями.Таблица 8.7, Размеры (мм) и параметры муфты (рис. 8.10)Г, Н* ми,об/минАвс \DtDtЕDОLМасса,кг40170067605030163511032,0127,03,3100150095727550255515036,5163,59,51601400105758555286017544,0179,013,525012501258710060356520552,5204,521,040011001358711570407524062,5224,531,063096015010013080458527570,5255,542,01000840180116150905510032585,5301,569,03 4 5 6Рис. 8.10. Комбинация муфты
свободного хода с упругой муф¬
тойВ	G ЕL372
Приложен 3ЗНАЧЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА РЕЖИМА кРод двигателяМашинытурбомаши¬ныэлектродвигательпоршневойдвигательдругиедвигателиГенераторы постоянного тока1—1,51—21,5—2,5—,Центробежные насосы1,252—33—5Воздуходувки1-1,51,25—2,02,25—3,5Поршневые насосы простого действия (число цилиндров 3)—2,0—3,55—6Поршневые насосы двойного действия (число цилиндров 2)—1,75—3,04-5Деревообделочные станки, ременные или цепные транспортеры—1,5—2,0—Текстильные машины———1,5—2,0Поршневые компрессоры
Прокатные станы:1,52,25—3,542,5муфта между мотором и маховиком———муфта между маховиком и станом———5—6муфта между мотором и станом———4рольганги———4Металлорежущие станки—1,25—2,5—Станки с приводом от трансмиссии———1,5Реверсивная передача у строгального станка
Мельницы-дробилки:———3муфта между мотором и передачей———2,5муфта между передачей и машиной———4Краны, подъемники, элеваторы—3—5—Автомобили——1,2—1,5
Упругие компенсирую¬
щиеЖесткие ком¬
пенсирующиеС металлическими
упругими элементами
С неметаллическими
упругими элементамиОсевыеРадиальныеУгловыеУниверсальныеВтулочнаяПопер ечн о-разъемная
Пр одол ьн о-p азъемнаяФрикционные (дисковые,
конусные, цилиндрические)Кулачковые
и зубчатыеС механическим переключением
С гидравлическим переключением
С пневматическим переключением
С электромагнитным переключениемУправляемые наполнениемС регулируемым наполнением
при входеС регулируемым наполнением
при выходеС регулируемым наполнением
при входе н выходеУправляемые дросселированием
жидкостиРегулируемые при постоянных
размерах рабочих колес
Регулируемые при меняющемся
размере одного или обоих рабо¬
чих колесС электромагнитной связью
С магнитным зацеплением
(синхронные)С электрическим трением
(асинхронные)С магнитным трением
(гистерезисные)аX}<т>1=18соЯя>-)ГСга
сг
я
ЕОбгонные (сво¬
бодного хода)ФрикционныеХраповыеПостоянногодействияНепостоянногодействияС наружной циркуляцией
жидкостиБез пониженного коэффициента
жесткостиС пониженным коэффициентом
жесткостихОэЯЯЛ>О«ягУ*43§яяСОКялп>йя*огOvяяяооOSяяв*<яяясог*о*я
Приложение IIIРЯДЫ НОМИНАЛЬНЫХ ВРАЩАЮЩИХ МОМЕНТОВ ПО
ГОСТ 19107—73Ряд IРяд 2Ряд 3Ряд 1Ряд 2Ряд 30,101,01,00__355——400400400——1,25——450————5005000,161,61,60——560——630630630——2,00——710————8008000,252,52,50——900—	—1 0001 0001 000—	3,15——1 120—	——I 2501 2500,404,04,00——I 400——1 6001 6001 600—	5,00——1 800—	——2 0002 0000,636,36,30——2 240———2 5002 5002 500——8,00——2 800—:	——3 1503 1501010,010,0——3 550——11,24 0004 0004 000—12,512,5——4 500——14,0—5 0005 0001616,016,0——5 600——18,06 3006 3006 300—20,020,0——7 100——22,4—8 0008 0002525,025,0——9 000——28,010 00010 00010 000—31,531,5—'—11 200——35,5—12 50012 5004040,040,0——14 000——45,016 00016 00016 000—50,050,0——18 000——56,0—20 00020 0006363,063,0——22 400——71,025 00025 00025 000—80,080,0——28 000——90,0—.31 50031 500100100100——35 500——11240 00040 00040 000—125125——45 000——140—50 00050 000160160160——56 000——18063 00063 00063 000—200200——71 000——224—80 00080 000250250250——90 000——280100 000100 000100 000315315——U2 000376
Продолжение прилож. IllРяд 1Ряд 2Ряд 3Ряд 1Ряд 2Ряд 3_125 000125 000*560 000——140 000630 000630 000630 000160 ООО160 000160 000——710 000——180 000—800 000800 000—200 000200 000——900 000——224 0001 000 0001 000 0001 000 000250 ООО250 000250 000——1 120 000——280 000—1 250 0001 250 000—315 000315 000——1 400 000——355 0001 600 0001 600 0001 600 000400 000400 000400 000——1 800 000——450 000—2 000 0002 000 000500 000500 000
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.	Айрапетов Э. J1., Косарев О. И. Зубчатае муфты. — М.: Наука, 1982. —
128 с.2.	Тормозные устройства/М. П. Александров, А. Г. Лысяков, В. Н. Федосеев
и др.; Под общ. ред. М. П. Александрова — М.: Машиностроение, 1985. —
312 с.3.	Оптимизация параметров кулачковой предохранительной муфты/В. Я. Ани-
лович, Ю. А. Манчинский/УВестн. машиностроения. — 1978. — N° 12. —
С. 14—16.4.	Ачеркан Н. С. Расчет и конструирование металлорежущих станков. — М.:
Машиностроение, 1968. — 745 с.5.	Автомобильные шины/В. Л. Бидерман, Р. Л. Гуслицер, С. П. Захаров и др.;
Под общ. ред. В. Л. Бидермана.—М.: Госхимиздат, 1963. — 384 с.6.	Расчет крутильной податливости упруго-компенсирующей муфты лепестко¬
вой с учетом частот вращения/В. Л. Бидерман, О. А. Ряховский, М. П. Стру-
пинский//Изв. вузов. Машиностроение. — 1983. — № 22. — С. 10—12.7.	Борисов С. М. Пневмокамерные фрикционные муфты. — М.: Машинострое¬
ние, 1971. — 295 с.8.	Варламов В. П. Исследование упругой муфты с торообразным элементом
вогнутого профиля: Дис. ... канд. техн. наук: 05.02.02/МВТУ
им. Н. Э. Баумана. — М., 1976. —• 174 с.9.	Вейц В. J1. Динамика машинных агрегатов. — Л.: Машиностроение, 1969. —
383 с.10.	Динамика машинного агрегата, имеющего нелинейную муфту с кусочно¬
линейной упругой характеристикой/Е. П. Вейц, В. Л. Мартыненко//Меха-
ника машин. — 1968. — N° 13—14. — С. 4—7.11.	Волков Д. П., Крайнев А. Ф. Трансмиссии строительных и дорожных ма¬
шин: Справочное пособие.—М.: Машиностроение, 1974.— 424 с.12.	Вульфсон И. И., Коловский М. 3. Нелинейные задачи динамики машин. *—
Л.: Машиностроение, 1968. — 282 с.13.	Гузенков П. Г. Детали машин.—М.: Высш. шк., 1982. — 352 с.14.	Детали машин: Справочник/Под ред. Н. С. Ачеркана. — М.: Машиностроение,
1968. — 333 с.15.	Детали машин: Атлас конструкций/Под ред. Д. Н. Решетова. — М.: Машино¬
строение, 1979. — 367 с.16.	Детали механизмов металлорежущих станков/Под ред. Д. Н. Решетова. —
М.: Машиностроение, 1972. — 472 с.17.	Дмитриев В. А. Детали машин. — Л.: Машиностроение, 1970. — 792 с.18.	Детали машин/В. А. Добровольский, К- И. Заблонский, С. Л. Зак и др. —
М.: Машиностроение, 1972. — 503 с.19.	Дунаев П. Ф., Леликов О. П. Курсовое проектирование. — М.: Высш. шк.,
1984. — 334 с.20.	Дьяченко С. К., Киркач Н. Ф. Предохранительные муфты. — Киев: Гостех-
издат УССР, 1962. _ 120 с.21.	Есин Г. Д. Основы теории механизмов с центробежными связями и исследо¬
вание влияния их на снижение динамических нагрузок в машинах: Автореф.
дис. ... докт. техн. наук. — 1970. — 38 с.22.	Заблонский К. И. Детали машин. — Киев: Высш. шк., 1985.—518 с.378
23* Иванов1 Б. С. Теоретическое и экспериментальное исследование муфт с не¬
металлическими упругими элементами: Дис. ... канд. техн. наук: 05.02.02/
ЛПИ им. М. И. Калинина. — Л., 1979. — 133 с.24* Иванов Е. А. Муфты приводов. — М.: Машгиз, 1954.^ 248 с*25.	Иванов М. Н. Детали машин.— М.: Высш. шк., 1984. *— 336 с.26.	Иванов С. С. Исследование упругой муфты высокой компенсирующей спо¬
собности: Дис. ... канд. техн. наук: 05.02.02/МВТУ им. Н. Э. Баумана. —
М., 1972. — 202 с.27.	Иосилевич Г. Б. Детали машин* ^ М.: Машиностроение, 1988. — 368 о.28.	Киндрацкий Б. И., Комаров М. С. О методике расчета шариковых предохра¬
нительных муфт с профильным замыканием//Детали машин: Респ. межвед.
научно-техн. сб. — 1982. — № 34. — С. 57—62.29.	Клубникин П. Ф. Быстродействующие индукционные муфты в система*
автоматического регулирования, — М.: Машгиз, 1962. — 220 с.30.	Кожевников С. Н., Перфильев П. Д. Карданные передачи.— Киев: Тех¬
ника, 1978. — 254 с,31.	Коловский М. 3. Нелинейная теория виброзащитных систем, — М.: Машино¬
строение, 1966. — 317 с.32.	Королев А. А. Механическое оборудование прокатных цехов. — М.: Машино¬
строение, 1965. — 515 с.33.	Крайцберг М. И., Милач М. Б. Электромагнитные муфты скольжения в про¬
мышленном приводе.—М.: Информэлектро, 1970. — 76 с.34.	Кудрявцев В. Н. Детали машин. — Л.: Машиностроение, 1980. — 464 с.35.	Куликов Н. К. Клиновые механизмы свободного хода. — М.: Машинострое¬
ние. 1954.—Вып. 75. — 68 с.36.	Лапиенитё И. И. Вероятностный расчет распределения нагрузки между
роликами муфты свободного хода//Исследование и расчет деталей машин:
Труды МВТУ им. Н. Э. Баумана. — 1978. — № 278 — С. 151—154.37.	Леликов О. П., Варламова Л. П. Методика определения нагруженности
упругих элементов муфт, вызванной смещениями валов//Сб. научно-методич.
статей по деталям машин. — М.: Высш. шк., 1981. — Вып. 4. — С. 17—32.38.	Лопаткин М. Г. Точность предохранительных муфт с профильным замыка-
нием//Станки и инструменты. — 1967. — № 1. — С. 17—19.39.	Лопаткин М. Г. Динамические нагрузки в приводе с шариковой предохра¬
нительной муфтой//Изв. вузов. Машиностроение, — 1969. — № 3. — С. 61.40.	Лопаткин М. Г. Испытания фрикционных предохранительных муфт//Изв.
вузов. Машиностроение. — 1966. — № 10. — С 63.41.	Лысов А. А. Динамический синтез бесконтактных синхронных муфт в со¬
ставе машинных агрегатов: Дис. ... канд. техн. наук.— Л., 1983. — 160 с.42.	Малаховский Я. Э., Лапин А. А., Веденеев Н. К. Карданные передачи. —
М.: Машиностроение, 1962. — 156 с.43.	Мальцев В. Ф, Роликовые механизмы свободного кода.— М.: Машино¬
строение, 1968. — 416 с.44.	Некоторые вопросы расчета центробежных муфт/И. И. Марголин//Вестн.
машиностроения. —■ 1964. — № 8. — С. 12—16.45.	Менькова Н. М. К 'расчету центробежных муфт со свободным твердым на-
полнителем/Вестн. машиностроения, — 1963. ■— № 8. — С. 14—18.46.	Михайлов Ю. К. Вопросы расчета и проектирования пальцевых муфт с дис¬
ками: Дис. ...канд. техн. наук: 05.02.02/ЛПИ им. М. И. Калинина. — Л.,
1968. — 236 с.47.	Михайлов Ю. К. Основы теории, методы расчета и проектирования муфт
с упругими элементами из эластомерных материалов: Дис. ...докт. техн.
наук. — Л., 1985. — 320 с.48.	Михайлов Ю. К., Иванов Б. С. Муфты с неметаллическими упругими эле¬
ментами. — Л.: Машиностроение, 1987. — 145 с.49.	Могилевский В. Г. Электромагнитные порошковые муфты и тормоза. — Л.:
Машиностроение, 1987. — 120 с.50.	Муфты упругие с торообразной резиновой оболочкой/Под ред. И. Н. Френ¬
келя-—М.: ВНИИНмаш, 1976. « 48 с.379
51.	Нестеров А. Р. Исследование муфты с резино-металлическим упругим эле¬
ментом: Дис. ... канд. техн. наук: 05.02.02/МВТУ им. Н. Э. Баумана. —.
М., 1976. — 191 с.52.	Пилипенко М. Н. Механизмы свободного хода. — М.: Машиностроение,
1966. _ 286 с.53.	Поздеев А. Д., Розман Я. Б. Электромагнитные муфты и тормоза с массив¬
ным якорем. — Л.: Госэнергоиздат, 1963. — 104 с.54.	Поляков В. С., Барбаш Н. Д. Муфты. — Л.: Машиностроение, 1973. — 336 с.55.	Поляков В. С., Барбаш Н. Д., Ряховский О. А. Справочник по муфтам, —
Л.: Машиностроение, 1974. — 343 с.56.	Расчеты на прочность в машиностроении/С. Д. Понамарев, В. Л. Бидерман,
К. К. Лихарев и др. —2-е изд. испр. и доп.; Под общ. ред. С. Д. Понама-
рева. — М.: Машиностроение, 1958. — Т. 2. — 972 с.57.	Потураев В. Н., Дырда В. И. Резиновые детали машин.— М.: Машино¬
строение, 1977. — 216 с.58.	Приводы машин: Справочник/В. В. Длоугий, Т. М. Муха, А. П. Цу~
пиков и др, — Л.: Машиностроение, 1982. —> 383 с.59.	Решетов Д. Н. Детали машин.—.М.: Машиностроение, 1990. — 655 с.60.	Решетов Д. Н., Иванов А. С., Фадеев В. 3. Надежность машин.—М.:
Высш. шк., 1988. — 238 с.61.	Демпфирование колебаний в компенсирующих муфтах/Д. Н. Решетов,
С. В. Палочкин//Изв. вузов. Машиностроение. — 1981. — № 12. —С. 13—18.62.	К расчету муфт с торообразным резинокордным упругим элементом/
Д. Н. Решетов, О. А. Ряховский//Вестн. машиностроения. — 1965. — № 4. —
С. 5—7.63.	Исследование демпфирующих свойств муфт с неметаллическими упругими
элементами/Д. Н. Решетов, О, А. Ряховский//Изв. вузов. Машиностроение. —
1966. — № 5. — С. 12—14.64.	Исследование компенсирующих свойств муфты/Д. Н. Решетов, О. А. Ряхов¬
ский, А. Р. Нестеров//Изв. вузов. Машиностроение. — 1970. — № 1.—
С. 28—31.65.	К вопросу расчета муфты с торообразным резиновым упругим элементом/
Д. Н. Решетов, О. А. Ряховский, С. С. Иванов//Изв. вузов. Машинострое¬
ние. _ 1970. — № 3. — С. 22—26.66.	Тепловой расчет муфты с торообразным резиновым упругим элементом/
Д. Н. Решетов, О. А. Ряховский, С. С. Иванов//Изв. вузов. Машинострое¬
ние. — 1969. — № 12. _ С. 25—27.67.	Динамические нагрузки в приводе с кулачковой предохранительной муф-
той/Д. Н. Решетов, М. Г. Лопаткин//Изв. вузов. Машиностроение. — 1967. —
№ 2. — С. 40—43.68.	К вопросу расчета муфты с торообразным резиновым упругим элементом/
Д. Н. Решетов, О. А. Ряховский, С. С. Иванов и др.//Изв. вузов. Машино¬
строение. — 1970. — № 3. — С. 22—26.69.	Компенсирующая способность муфты с торообразным упругим элементом/
Д. Н. Решетов, О. А. Ряховский, С. С. Иванов//Вестн. машиностроения. —
1974. — № 2. — С. 16—18.70.	Ривин Е. И. Динамика привода станков. — М.: Машиностроение, 1966.—
204 с.71.	Ряховский О. А. Разработка конструкций, исследования, расчеты и стандар¬
тизация муфт с неметаллическими упругими элементами: Дис. ...докт.
техн. наук: 05.02.02/МВТУ им. Н. Э. Баумана.—М., 1985.— 302 с.72.	Упругие муфты с резиновой торообразной оболочкой/О. А. Ряховский,B.	П. Варламов, С. С. Иванов и др.//Вестн. машиностроения. — 1988. —
№ 1. — С. 31—33.73.	Ряховский О. А., Богачев В. Н, Определение крутильной податливости и
компенсирующей способности лепестковых муфт с резинокордным упругим
элементом//Труды МВТУ им. Н. Э. Баумана. — 1988. — Вып. 333.C.	118—151.380
74.	Экспериментальное определение коэффициента теплоотдачи торообразного
резинового упругого элемента муфты/О. А. Ряховский, С. С. Иванов,
А. Р. Нестеров//Изв. вузов. Машиностроение. — 1972. —* № 6. — С. 39—42.75.	Ряховский О. А., Лукин А. Б. Расчет упруго-компенсирующей муфты с изо¬
гнутыми металлическими серьгами//Труды МВТУ им. Н. Э. Баумана. —-
1988. — Вып. 514. — С. 86—99.76.	Исследование муфты с резино-кордным упругим элементом/О. А. Ряховский,
Д. Н. Решетов, А. Р* Нестеров//Изв, вузов. Машиностроение. ^ 1970. —
№1.— С. 28—31.77.	Свечников И. И. Вопросы расчета упругих муфт с торообразной оболочкой:
Дис. ... канд. техн. наук: 05.02.02/ЛПИ им, М, И. Калинина.— Л., 1975. —
173 с.	/78.	Сухарев И. П. Прочность шарнирных узлов машин, = М.: Машинострое¬
ние, 1977. — 166 с.79.	Татур О. Н. Электромагнитные порошковые муфты, — М.: Машиностроение,
1963. =— 214 с.80.	Тепинкичев В. К. Предохранительные устройства от перегрузки. = М.:
Машиностроение, 1968. ^— НО с.81.	Тривайло П. М. Исследование демпфирования колебаний механических
систем, включающих соединительные упругие муфты: Автореферат дис. ...
канд. техн. наук. — Киев, 1980.— 26 с.82.	Ушинский А. П. Дифференциальные электромагнитные муфты и коробки
передач. —М.: Энергия, 1972. — 80 с.83.	Тарабасов Н. 0.v Учаев П. Н. Цепные муфты, — М.: Машиностроение,
1987. — 225 с.84.	Хабенский М. Я. Электромагнитные порошковые муфты. — М.: Машино¬
строение, 1968. — 131 с.85.	Проектирование механических передач/С. А. Чернавкий, Г. А. Снесарев,
Б. С. Козинцев и др. —М.: Машиностроение, 1984. — 558 с.86.	Щербаков В. Т. Вопросы расчета и проектирования линейных муфт со змеевид¬
ными пружинами: Автореф. дис. канд. техн. наук. — Л., 1971. — 16 с.87.	Щетинин Т. А. Электромагнитные муфты скольжения. — М.: Энергоатом-
издат, 1985. — 271 с.88.	Щетинин Т. А. Электропривод с индукционными муфтами и тормозами. —
М.: Машиностроение, 1971.— 320 с.89.	Электромагнитные муфты серий Э1М и Е2М с магнитопроводящими дисками/
ЭНИМС. Методические рекомендации. —.М.: ОНТИ ЭНИМС, 1987. =— 38 с.90.	Altmann F. G. Drehfedernde Kupplungen//VDI. -— 1963. — N 9; В. 80. =
S. 16—18.91.	Pampel Kupplungen. — Berlin: Maschinenban, 1958. S. 340.92.	Der Schaltuargang einer druckluftbetatigten Reibung Kupplungen/W. Pinne-
kamp//Maschinenmark. — 1972. — N 27. — S. 14—19.
ОГЛАВЛЕНИЕПредисловие	3Глава 1. Муфты жесткие неподвижные	51.1.	Муфты втулочные ...	—1.2.	Муфты фланцевые (поперечно-разъемные)	81.3.	Муфты продольно-разъемные	13Глава 2. Муфты жесткие компенсирующие	152Л. Зубчатые муфты . .	162.2.	Муфты с промежуточным подвижным элементом .	312.3.	Цепные муфты	372.4.	Дисковые муфты .	422.5.	Полужесткие дисковые муфты	472.6.	Шарнирные муфты .	49
Малогабаритные шарнирные муфты	53
Крупногабаритные шарнирные муфты	58
Синхронные муфты	592.7.	Карданные валы	61Глава 3. Муфты упругие компенсирующие	693.1.	Основные свойства .3.2.	Расчет нагрузок, действующих на муфты .	72
Нагрузки при жесткой муфте	—
Нагрузки при упругой муфте .	73
Определение нагрузок на муфту в приводах с трехфазным
асинхронным короткозамкнутым электродвигателем . . 78
Нагрузки при упругой нелинейной муфте, вызванные дей¬
ствием периодического момента	81
О применении упругих муфт в приводах с порошковыми дви¬
гателями внутреннего сгорания	863.3.	Муфты с металлическими упругими элементами .	91
Муфты с пакетами пластинчатых пружин	—
Муфты со змеевидными пружинами	98
Муфты с винтовыми пружинами .	102
Муфты с упругими элементами в виде стержней	1073.4.	Муфты с неметаллическими упругими элементами.	112
Муфты со звездочкой	113
Муфты пальцевые с упругим диском	119
Муфты с торообразным упругим элементом . .	134
Муфты с оболочкой выпуклого профиля (рис. 3.48)	—
Муфты с оболочкой вогнутого профиля (рис. 3.49)	145
Муфты со сферическими и цилиндрическими вкладышами 160
Другие разновидности муфт с неметаллическими элементами 166382
Глава 4. Сцепные управляемые механические муфты .1724.1.	Кулачковые сцепные муфты	173
Основные профили кулачков . .	—
Материалы для изготовления кулачковых муфт .	174
Расчет кулачковых муфт .	—
Конструкции кулачковых муфт	1764.2.	Зубчатые муфты	1774.3.	Фрикционные муфты .	178
Материалы, для изготовления фрикционных муфт .	180
Процесс включения и выключения фрикционных муфт .	181
Процесс выключения муфты	186
Расчет фрикционных муфт	188
Тепловой расчет дисковых муфт	192
Конструкции фрикционных муфт	1944.4.	Шинно-пневматические муфты .	205
Радиальные шинтю-пне.вматические муфты .	206
Шинно-пневматические муфты фирмы «Биндер»	210
Осевые шин но-пневматические муфты .	2224.5.	Пневмокамерные муфты 		223Колодочная разжимная муфта (МН 5019—63)	—Дисковая пневмокамерная муфта (рис. 4.33)	226Муфта фирмы «Пневмафлекс»	—4.6.	Электромагнитные муфты сцепления .	230
Электромагнитные дисковые фрикционные муфты	—
Электромагнитные муфты серий Э1М и Е2М с магнитопрово¬
дящими дисками [89] .	233
Выбор электромагнитных муфт	241Глава 5. Муфты свободного хода	2475.	К Основные типы фрикционных роликовых муфт. . .	248Одинарная муфта двустороннего действия (рис. 5.2, б) .	250Муфта сдвоенная двустороннего действия (рис. 5.2, в)	251Реверсивная муфта .	—5.2.	Геометрия роликовых муфт .	252
Муфта с цилиндрическими роликами и плоским профилем
рабочей поверхности звездочки (рис. 5.3) .	—
Муфта с цилиндрическими роликами и неплоским профилем
рабочей поверхности звездочки (рис. 5.4) . .	—
Муфта с эксцентриковыми роликами (рис. 5.5)	254
Муфта с эксцентриковыми (фасонными) роликами различ¬
ной кривизны рабочих поверхностей (рис. 5.6)	2555.3.	Расчет на контактную прочность муфт с цилиндрическимии эксцентриковыми роликами .	2565.4.	Рекомендации по конструированию муфт и выбору материалов 2595.5.	Обзор конструкций муфт-	262Глава 6. Предохранительные муфты	2776.1.	Муфты с разрушающимся элементом	2816.2.	Пружинно-кулачковые муфты	2846.3.	Пружинно-шариковые муфты	2896.4.	Фрикционные муфты	300
Дисковые муфты	—
Конусные муфты .	3126.5.	Фрикционные предохранительные муфты с повышенной точ¬
ностью срабатывания	317383
Глава 7. Центробежные (пусковые) муфты	3227.1.	Общие сведения ...	—7.2.	Муфты с колодками без отжимных пружин	. 3277.3.	Муфты с колодками с отжимными пружинами	3327.4.	Муфты с поворачивающимися колодками.	3437.5.	Муфты с дробью . . . .	3457.6.	Другие разновидности центробежные муфт .	3527.7.	Расчет муфты с колодками	356Глава 8. Комбинированные муфты	3598.1.	Комбинированная муфта П. К- Гедыка (Уралмашзавод) .	—8.2.	Комбинация двухконусной фрикционной предохранитель¬
ной муфты с упругокомпенсирующей муфтой с металличе¬
скими пружинами сжатия	.	3618.3.	Комбинация многодисковой фрикционной предохранитель¬
ной муфты с упругокомпенсирующей .	... 3648.4.	Комбинация однодисковой фрикционной муфты сцепления
с упругокомпенсирующей муфтой с резинокордными обо¬
лочками	. .		 . 3658.5.	Комбинация двухдисковой фрикционной муфты сцепленияс компенсирующей цепной муфтой .	. . . .	—8.6.	Комбинация предохранительной муфты со срезными штиф¬
тами со сдвоенной зубчатой муфтой. . . . .... 3708.7.	Комбинация центробежной муфты с дробью и упругой муфты8.8.	Комбинация роликовой муфты свободного хода с упруго¬
компенсирующей муфтой с резинометаллическим упругим
элементом тороидальной формы	372Приложения	373Список литературы	378СПРАВОЧНОЕ ИЗДАНИЕРяховский Олег Анатольевич,
Иванов Сергей СергеевичСПРАВОЧНИК ПО МУФТАМРедактор Р. Н. Михеева
Переплет художника В. 3. Нефедович
Художественный редактор А. Н. Волкогонова
Технический редактор А. И. КазаковКорректоры: А. И. Лавриненко, Ю. М. Махмутова, Я. В. Соловьева
ИБ Ко 5652Сдано в набор 25.07.90. Подписано к печати 14.01.91. Формат 60Х90*/1в.Бумага офсетная № 1. Гарнитура литературная. Печать офсетная. Уел. печ. л. 24,0.
Уел. кр.-отт. 24,0. Уч.-изд. л. 25,24. Тираж 26 000 экз. Заказ 130. Цена 5 р.Издательство «Политехника», 191065, Ленинград, ул. Дзержинского, 19,Типография № 6 ордена Трудового Красного Знаменииздательства «Машиностроение» при Государственном комитете СССР по печати.
193144, г. Ленинград, ул. Моисеенко, 10