Конструкция жестких соединительных муфт

Четыре разновидности глухих (жестких) муфт: неподвижные, втулочные, фланцевые, продольно – свертные. Рассмотрим их определения и расчеты.

Если в процессе работы валы должны быть постоянно соедине- ны, то применяют жесткие и подвижные соединительные муфты

Жесткие соединительные муфты различных конструкций (неподвижные глухие, втулочные, продольно- и поперечно-свертные) обеспечивают соединение валов с отклонением от соосности не более 0,05 мм.

Классификация и определения

Виды жестких муфт для валов

Неподвижные глухие муфты

применяют в приводах, работающих с переменной скоростью или в режиме частого пуска.

Неподвижные глухие муфты

Втулочные муфты

служат для соединения соосных валов при передаче крутящих моментов до 12 500 Н • м. Эти муфты могут быть соединены с валом при помощи штифтов (б); призматических ( в) и сегментных ( г) шпонок и шлицов (д).

соединены с валом при помощи штифтов (рис. 4.1, б);призматических шпоноки сегментных (рис. 4.1, г) шпонокшпонок и шлицов

Продольно-свертные муфты

применяют при соединении гладких валов при передаче крутящих моментов до 12 500 Н• м. Муфта состоит из двух полумуфт с плоскостью разъема параллельной оси вала, соединение осуществляется при помощи болтов.

Продольно-свертные муфты

Поперечно-свертные муфты

применяют для соединения валов диаметром до 250 мм при передаваемом крутящем моменте до 40 000 Н• м. Муфта состоит из двух полумуфт с плоскостью разъема, перпендикулярной оси вала, соединяемых между собой болтами.
1 — полумуфта; 2 — стопорное кольцо; 3 — шпонка; 4 — болт

поперечно свертная муфта

Монтаж

Сборка жестких соединительных муфт

Сборка жестких соединительных муфт начинается с контроля взаимного расположения соединяемых валов и размеров посадочных мест на валах и муфтах. После контроля соединяемых валов на них устанавливают соединительные муфты, фиксируя положение последних за счет штифтовых, шпоночных и шлицевых соединений, применяя в случае необходимости стопорные винты (для шпоночных и шлицевых соединений). При установке свертных муфт (продольных и попе- речных) их положение на валах фиксируется при помощи соединения полумуфт болтами.

Обзор

Муфты глухие жесткие

Глухие (жесткие) муфты применяют для постоянного жесткого соединения соосных валов в приводах и передачах, где требуется жесткое и надежное соединение отдельных валов в длинный составной вал. В передачах применяют, где имеет место переменая скорость вращения в режиме частого пуска. Сравнительно небольшой маховой момент является их достоинством. Эти муфты не компенсируют ошибки изготовления и монтажа, требуют точной центровки валов.

Муфты втулочные (по ГОСТ 24246-96)

Втулочные муфты – наиболее простой вид глухих муфт. Достоинствами их являются простота конструкции и изготовления, малые габаритные размеры и низкая стоимость. Недостаток – сложность монтажа и демонтажа.

Применяются эти муфты преимущественно в легких машинах для соединения валов диаметром до 100мм. Соединение валов с втулками осуществляется с помощью штифтов, шпонок и шлицев. На рис. 1.1. показаны втулочные муфты с штифтами, сегментными шпонками и шлицами.

Муфты глухие втулочные
Рисунок 1.1. Муфты глухие (жесткие) втулочные а) – штифтовая, б) – шпоночная, в) – шлицевая

Размеры втулочных муфт принимают по ГОСТ 24246-96 или по нормалям машиностроения:

  • штифтовые: МН 1067-60;
  • шпоночные: МН 1068-60;
  • шлицевые: МН 1069-60.

Как видно из рис. 1.1. втулочные муфты по ГОСТ изготовляют в трех исполнениях: штифтовые (исполнение 1); шпоночные (исполнение 2); шлицевые (исполнение 3).

Основные размеры втулочных муфт:

D=(1.5…2.0)d; L=(2.8…4.0)d; d – по расчету вала. Штифты принимаются по ГОСТ 3129-79, шпоночные пазы должны соответствовать ГОСТ 24071-97 (сегментные) и ГОСТ 23360-78 (призматические), шлицевые соединения по ГОСТ 1139-80.

Материал втулок рекомендуется Сталь 45.

Максимальный передаваемый крутящий момент «T» ориентировочно:

  • со штифтами 4 * 10 3 Н * м;
  • с тросами 5 * 10 3 Н * м;
  • со шлицами 12*103 H*m.                    .

Обозначенные муфты исполнения 2 (шпоночные), передающие крутящий момент  2300H*m с диаметром вала  d=500мм: муфта втулочная 1-2300-50 ГОСТ 24246-96.

Муфты продольно – свертные (по нормали машиностроения МН 2600 – 61)

Муфта состоит из двух полумуфт, разделенных по плоскости, проходящей через оси соединения валов. Применяются, как и втулочные, для соединения валов одинакового диаметра. Полумуфты стягиваются болтами так, чтобы силы трения обеспечили передачу крутящего момента. Достоинствами муфты являются удобный монтаж и демонтаж без смещения валов. Недостатки: трудность балансировки и сложность изготовления, непригодность их при ударных нагрузках. Муфты применяют только в тихоходных передачах. Материал полумуфт СЧ 40. Максимальный передаваемый крутящий момент до 12*103 H*m. 

Рисунок 1.3. Муфта продольно – свертная
Рисунок 1.3. Муфта продольно – свертная

Дополнительно полумуфты соединяются с валами шпонками. Как и все жесткие муфты, муфта требует строгой соосности валов. Расчет выполняется из предположения, что крутящий момент передается только за счет сил трения.

Сила затяжки F1 одного болта составит:

Сила стяжки

где

T – крутящий момент, H*m;

Kp – коэффициент режима работы

d – диаметр вала;

ƒ – коэффициент трения, = 0.1… 0.2;

z – количество болтов;

Необходимый внутренний диаметр болта определяется:

Внутренний диаметр

где

[σ]p – допускаемое напряжение материала болта на растяжение;

[σ]p – = 40… 80 Мпа;

Муфты поперечно – свертные (фланцевые) (ГОСТ 20761-96)

Наиболее распространѐнная из глухих (жестких) муфт, разъѐмная в плоскости, перпендикулярная оси вала, состоит из двух полумуфт, насаживаемых на концы валов и соединенных между собой болтами (рис. 1.2.) Достоинствами этих муфт являются: удобный монтаж и демонтаж; точное, жесткое, надежное соединение валов; способность передавать большие крутящие моменты до T=4 * 10 3 Н * м.

Фланцевая муфта
Рисунок 1.2. Фланцевая муфта

Полумуфты насаживаются на концы валов и соединяются между собой болтами, которые могут быть поставлены с зазором (Вариант I) и без зазора (вариант II). При постановке болтов с зазором крутящий момент передается за счет сил трения между торцовыми поверхностями полумуфт, производят проверочные расчеты болтов на растяжение, а когда болты поставлены без зазора производят расчеты стержней болтов на срез. Материал полумуфты Сталь 40, Сталь 35Л, допускается изготовление полумуфт из чугуна СЧ 40. Применяют фланцевые муфты для диаметров валов до 250 мм и частоте вращения 1000 мин-1 и более для муфт малых диаметров. Муфты выбирают по предварительному крутящему моменту «T» с учетом диаметров валов и производят проверочные расчеты:

Вариант I
– болты поставлены с зазором. Проверочные расчеты производят на растяжение болта. Болты затягивают так, чтобы силы трения на торцах полумуфт обеспечили передачу крутящего момента «T»
Вариант1

где

T – передаваемый крутящий момент, H*m;

Kp – коэффициент режима работы;

D0 – диаметр расположения болтов, мм;

ƒ – коэффициент трения, = 0.1… 0.2;

z – количество болтов, z=4…8;

d1 – внутренний диаметр резьбы болта, мм;

[σ]p – допускаемое напряжение материала болта на растяжение;

[σ]p – = 50… 100 Мпа;

Вариант II
– болты поставлены без зазора (призонные болты). В этом случае проверяют работоспособность болтов на срез по диаметру стержня.
Вариант 2

где

T – передаваемый крутящий момент, H*m;

Kp – коэффициент режима работы;

D0 – диаметр расположения болтов, мм;

z – количество болтов;

d0 – диаметр стержня болта;

[τ]cp – допускаемое напряжение на срез материала болта;

[τ]cp – = 50… 90 Мпа;

Источники

Данные о жестких муфтах взяты из следующих источников:

  • Покровский Б. С. П487 Слесарно-сборочные работы : учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / Б. С. Покровский.  10-е изд., стер.  М. : Издательский центр «Академия», 2016.  352 с.
  • Учебное пособие по дисциплине: «Детали машин и основы конструирования раздела «Муфты механические для соединения валов» для студентов факультета механизации сельского хозяйства
Конструкция жестких соединительных муфт
Конструкция жестких соединительных муфт

ТехноХакер
Logo
Сбросить пароль
Сравнить товары
  • Всего (0)
Сравнить
9
Shopping cart