Примеры конструкции муфт

Муфты широко используются в механизмах машин и приборов с целью непосредственной передачи вращающего момента от одной детали к другой без изменения направления вращения и угловой скорости. В этой главе представлены простейшие соединительные муфты приборного типа и встроенные фрикционные предохранительные муфты с пружинами сжатия и со звездчатыми пружинами (схемы 6.1-6.7).

Соединительные муфты должны обладать компенсационными свойствами, т. е. выполнять свои функции при наличии небольшого перекоса соединяемых валов либо их взаимного продольного или поперечного смещения. Соединительная муфта, установленная между электродвигателем и входным валом механизма, обеспечивает сравнительно простую замену двигателя.

Поводковые муфты. Часто этот тип муфт используется для соединения двигателя с редуктором или для передачи вращательного движения между различными механизмами. Основная особенность таких муфт - простота конструкции и низкая точность в передаче вращения. При равномерном вращении ведущего звена скорость ведомой полумуфты не остается постоянной. Колебания скорости в пределах одного оборота тем больше, чем больше несоосность соединяемых валов. Устройство такой полумуфты показано в конструкции 6.6.

Эластичные муфты. Конструктивно такие муфты (см. конструкцию 6.7) немного сложнее, чем поводковые. Однако они почти не вносят погрешность в процесс передачи движения. Но из-за эластичного (упругого) промежуточного кольца, которое изготавливается из кожи или резины, для таких муфт характерно наличие упругого мертвого хода.

Фрикционные предохранительные муфты. Такие муфты могут быть выполнены в качестве отдельного узла подобно представленным здесь соединительным муфтам, а могут быть встроены в механизм, являясь его неотъемлемой частью. Фрикционные муфты различаются видом упругого элемента, создающего силу взаимодействия поверхностей трения, и числом поверхностей трения. Многодисковые фрикционные муфты при том же диаметре требуют меньшего усилия сжатия трущихся поверхностей и вследствие меньшей удельной нагрузки на поверхностях трения меньше изнашиваются. Об их конструкциях см. [4].

6.1 Дисковая фрикционная муфта с винтовой пружиной.1. При передаче движения от вала 1 к валу 2 вращающий момент от зубчатого колеса 3 передается валу за счет сил трения, возникающих на поверхностях В и Г в результате усилия, создаваемого пружиной 4.
2. Сопряжение колеса 3 с центрирующим пояском диска 5 по поверхности Д выполняется по посадке с гарантированным зазором (Н7/g6 или H7/f7), обеспечивающей свободный проворот колеса.
3. Сопряжение диска 6 с валом 2 должно гарантировать свободное перемещение диска вдоль оси вала и выполняется по посадке F8/h6.
4. Для предотвращения проворота диска относительно вала здесь применена сегментная шпонка 7.
5. Для регулировки момента проскальзывания муфты, который указывается в технических требованиях сборочного чертежа, используется гайка 8 с лысками для ключа (см. сечение А-А). После регулировки устанавливается стопорный винт 9.

6.2 Способы регулировки момента проскальзывания фрикционной муфты.1. О работе муфты см. п.1 конструкции 6.1.
2. О сопряжении зубчатого колеса 2 с валом см. п.2 конструкции 6.1.
3. Здесь для предотвращения проворота диска относительно вала применен поперечный штырь 6 (сравните с конструкцией 6.1 в которой использовано шпоночное соединение).
4. О сопряжении левого диска с валом см. п. З конструкции 6.1.
5. В варианте «а» регулировка момента проскальзывания муфты, указанного в технических требованиях чертежа, производится путем перемещения втулки 1 при ее штифтовке. Повторная регулировка здесь невозможна, так как в вале уже просверлено отверстие под штифт.
6. Вариант «б» не предполагает регулировки. Втулка 7 устанавливается до упора в уступ вала.
7. В варианте «в» регулировка осуществляется изменением положения гайки 3 на резьбовом участке вала. Гайка фиксируется винтом 4, под которым установлен медный вкладыш 5, предохраняющий резьбу вала от повреждения концом стального стопорного винта. Для изготовления вкладыша используют пруток из меди М2 ГОСТ 1535-71.

6.3 Фрикционная муфта со звездчатой пружиной.1. По назначению механизм аналогичен механизму конструкции 6.1. В результате применения звездчатой пружины размеры в осевом направлении по сравнению с конструкцией 6.1 сокращены.
2. Вращающий момент с колеса 1 на вал 2 передается в основном за счет сил трения на поверхности Б между колесом и звездчатой пружиной 3.
3. Звездчатая пружина изготавливается из ленты, материалом которой является пружинная сталь или бериллиевая бронза.
4. О посадке зубчатого колеса 1 на вал см. п.2 конструкции 6.1.
5. Для исключения взаимного поворота вала и пружины 3 при передаче вращающего момента пружина своим центральным квадратным отверстием надета на квадратную же шейку вала (см. разрез А-А).
6. Регулировка момента проскальзывания, который должен быть указан в технических требованиях сборочного чертежа, здесь может производиться только при штифтовке втулки 4.

6.4 Дисковая фрикционная муфта со звездчатой пружиной.1. Вращающий момент с колеса 1 на вал 2 передается за счет сил трения на поверхностях А и Б. Давление на этих поверхностях создается звездчатой пружиной 3 (см. конструкцию 6.3).
2. О посадке зубчатого колеса 1 на вал см. п.2 конструкции 6.1.
3. Здесь для предотвращения проворота левого диска относительно вала при передаче вращающего момента предусмотрена сопряжение квадратного центрального отверстия диска с квадратной шейкой вала (сравните с конструкциями 6.1 и 6.2).
4. О регулировке момента проскальзывания см. п.6 конструкции 6.3 и п.5 конструкции 6.2. Однако при необходимости могут быть использованы принципы, реализованные в конструкциях 5 и 6.2, в.
5. О материале звездчатой пружины см. п. З конструкции 6.3.

6.5 Фрикционная муфта со звездчатой пружиной.1. О работе муфты см. п.1 конструкции 6.4.
2. О посадке зубчатого колеса 1 на вал см. п.2 конструкции 6.1.
3. Эта конструкция отличается от 6.3 и 6.4 меньшим размером вдоль оси вала при прочих равных условиях.
4. Регулировка момента проскальзывания муфты здесь осуществляется путем навинчивания гайки 6 на резьбовой участок вала 2. Возможны и другие способы регулировки, см. п.5 и 6 конструкции 6.2.
5. Стопорение разрезной гайки 6 после регулировки производят винтом 3, стягивающим обе половины этой гайки по принципу клеммового соединения. Возможны и другие способы стопорением гайки, см. конструкции 6.1 и 6.2, в. О повышении надежности крепления см. гл.2, п.4 конструкции 2.1.
6. Предохранение от проворачивания диска 4 происходит за счет того, что диск своим пазом насажен на штифт 5, запрессованный во фланец вала 2.

6.6 Поводковая муфта.1. Применение поводковой муфты для передачи движения от электродвигателя 1 к входному валу механизма 2 обеспечивает удобство смены двигателя, а также позволяет снизить требования к точности сборки. При этом несоосность в большинстве случаев может быть допущена до 0,2 мм, а непараллельность соединяемых валов - до 30 градусов.
2. Рекомендуемые размеры элементов муфты приведены в параграфах 7.8 и 7.9 (см. гл.7).
3. Вид крепления полумуфты 3 на валу двигателя зависит от формы конца вала. Варианты крепления приведены в гл. З.
4. При использовании такой муфты из-за несоосности соединяемых валов возникает ошибка положения ведомого вала. Мертвый ход муфты зависит от зазора в сопряжении пальца с пазом. В результате износа поверхностей пальца и паза мертвый ход увеличивается.
5. В ответственных случаях в быстроходных механизмах (для устранения вибраций и увеличения срока службы подшипников) полумуфты должны быть подвергнуты статической балансировке.

6.7 Четырехпальцевая эластичная муфта. 1. Эластичная четырехпальцевая муфта использована для передачи движения от двигателя 1 на вал 2. По назначению она аналогична поводковой муфте (см. п.1 конструкции 6.5).
2. Рекомендуемые размеры элементов муфты приведены в параграфе 7.7 (см. гл.7). В случае необходимости возможно изменение рекомендуемых размеров.
3. О вариантах крепления муфты 3 см. п. З конструкции 6.6.
4. В связи с беззазорным соединением пальцев полумуфт 3 и с отверстиями эластичной промежуточной шайбы 5 кинематический мертвый ход муфты отсутствует.
5. В связи с симметричностью формы полумуфт и шайбы муфта имеет теоретически нулевой дисбаланс, что в большинстве случаев позволяет обойтись без дополнительной балансировки (сравните п.5 конструкции 6.6).