Достоинствами зубчатых муфт являются: высокая нагрузочная способность при сравнительно небольших габаритах; способность компенсации любых смещений осей валов - подробно см. ниже; технологичность изготовления - использование для нарезки зубьев нормального зуборезного инструмента.

К недостаткам надо otiiecth: сравнительно низкую стойкость из-за быстрого износа и разрушения зубьев; отсутствие упруго-демпфирующих свойств.

Максимальные передаваемые крутящие моменты, указанные в табл. II. 1, определены при применении для изготовления муфт из стали марки 40 или 45Л. Они могут быть увеличены при изготовлении муфт из сталей с более высокими механическими свойствами. На месте эксплуатации необходимо предусматривать ограждение муфт, за исключением особых случаев, по согласованию с органами техники безопасности.

Допустимый угол перекоса оси каждой втулки относительно оси обоймы тах не более чем 0° 30 (увеличение аах резко ухудшает условия работы зубчатого

Рис. 11.11. Допускаемый угол перекоса Рис. 11.12. Допустимое радиальное

смещение

сопряжения). Наибольшая компенсирующая способность муфты определяется допустимым углом тах и расстоянием между осями зубчатых венцов А.

Принимая, что радиальные и угловые смещения я и б лежат в одной плоскости (наименее выгодный случай), наибольшие допускаемые смещения осей валов будут:

1) при а = О допустимый наибольший угол перекоса (рис. 11.11)

Сиб = 2а;,х = 20°30 = Г;

2) при б° = О допустимое наибольшее радиальное смещение (рис. 11.12)

Оиаиб = А tg б;, б = А tg 0°30 = 0,0087Л;

3) при афО и б° = О допустимая величина радиального смещения а определяется по формуле

ианб

наиб

В табл. II.3 приведены наибольшие допускаемые радиальные и угловые смещент1я осей валов при монтаже машины, заимствованные из нор.малей МН 5023-63 - МН 5026-63 (эти нормали охватывают зубчатые муфты для валов диаметром d= 28-82 мм).

Принимая аналогично данным табл. 11,3, что соотношение между радиальным и угловым смещениями а равно перекосу осей валов в миллиметрах на 1 м длины (или а = б- 10, где б - угол перекоса в рад) и подставляя это

соотношение в формулу а = А ( щах - 0,56) (где щах и б - значения углов в рад), допускаемые муфтой смещения определим так:

тах Л

[а] = 10- [б] =

+ 0,0005Л

Результаты подсчетов [а] и [бJ для муфт МЗ приводятся в табл. П.4. По эти.м дянны.м допускаемые муфтой МЗ смещения при а ф О и б =/= О примерно ------------ [a]? 0,0065A-f-0,008A; [6]: °

составляют:

0° 16.

Таблица Допускаемые муфтами МЗ смещения осей валов

II.4

Ввиду сложности учета условий работы зубьев нет надежной методики расчета их. Муфты выбираются по ГОСТ 5006-55 (по диаметру вала) с последующей проверкой их на прочность по максимальному длительно действующему моменту Л1раб из условия

и по максимальному кратковременному моменту из условия Mq 2AIniax. где Мтах - крутящий момент, передаваемый муфтой, из табл. 11.1. и II.2; - коэффициент ответственности передачи, равный:

При остановке машины.................... 1,0

аварии .машины....................... 1,2

аварии ряда машин..................... 1,5

Человеческие жертвы ...................... 1,8

2 - коэффициент условий работы муфты:

При спокойной работе равномерно нагруженных механизмов 1

работе неравномерно нагруженных .механизмов..... 1,1 - 1,3

тяжелой работе с ударами неравномерно нагруженных

и реверсивных механизмов ............... 1,3 - 1,5

При расчете соединяемых валов необходимо учесть дополнительный изгибающий момент от сил трения в зубчатом сопряжении, действующий в плоскости оси валов.

Ми О.Шраб-

В последние годы появились конструкции зубчатых муфт, в которых отдельные зубчатые элементы из стали заменены пластмассовыми, с целью придания им дополнительно упругих и демпфирующих свойств [98], [101], [102], [106]. Такие муфты по сравнению с существующими обладают повышенной износостойкостью и электроизоляционными свойствами. Их работа будет сопровождаться меньшим силовым воздействием на валы и опоры; кроме того, они будут проще в изготовлении.

2. КУЛАЧКОВО-ДИСКОВЫЕ МУФТЫ

Кулачково-дисковые муфты, называемые также муфтами крестовыми, плавающими, Ольдгема и т. п., предназначенные в основном для соединения валов со значительным радиальным смещением, допускают также незначительные угловые и осевые смещения. Муфта (см. рис. 11.13) состоит из двух полумуфт и промежуточного диска с кулачками, расположенными крестообразно и входящими

Рис. 11.13. Кулачково-дисковая муфта, схема устройства

в соответствующие пазы на полумуфтах. Передача крутящего мо.мента осуществляется кулачками диска, которые при смещенных валах скользят по боковой поверхности пазов. Центр диска при вращении валов описывает в пространстве окружность диаметром, равным радиальному смещению а, и совершает два оборота за один оборот вала [4].

На диск действует центробежная сила (в кгс)

-ОД-Д-;-, (И.1)

45.10

где G - масса диска в кг; Д - радиальное смещение валов в мм.

Кулачково-дисковая муфта (рис. 11.14) нормализована (МН 2701-61).

Основные размеры и параметры муфт приведены в табл. П.5. Муфты по нормали МН 2701-61 предназначаются для соединения валов с поперечным

Допускаемые радиальные и угловые смещения осей валов (в мм) при монтаже машин

смещением не более 0,04d (d - диаметр вала) и угловым отклонением не более 0° 30.

Материал полумуфт - сталь марки 45Л по ГОСТ 977-65. Допускается изготовление из высокопрочного чугуна ВЧ 60-2 [Ю ГОСТ 7293-70. В полумуфтах из стали рабочая поверхность пазов закаливается токами высокой частоты на глубину 2-3 мм; твердость 46-50 IIRC.

Материал диска-сталь марки 45Л. Кулачки закаливаются токами высокой частоты на глубину 2-3 мм; HRC 40-50.

Сопряжение кулачков и пазов принимается по ходовой посадке. Наличие зазоров в данном сопряжении ухудщает работу муфты ввиду увеличения кромочных давлений на поверхггарти контакта.

Смазка трущихся поверхностей осуществляется масленками, устанавливаемыми на дисках. Тип смазки - масло цилиндровое 52 (напор) по ГОСТ 6411-52

с добавлением 1-2% олеиновой кислоты технической или 5% коллоидно-графитовых препаратов из искус-стпошого графита марки С2 по ГОСТ 5261-50. Смазка добавляется не реже одного раза в смену.

Достоинства муфты: способность компенсировать значительные радиальные смещения осей валов до 0,04d.

Недостатки муфты: неудовлетворительная работа даже при малых перекосах; значительный износ рабочих поверхностей; наличие центробежной силы, действующей на диск; потери на трение и необходимость в смазке и, наконец, пониженная надежность работы их. Величина передаваемых крутящих моментов лежит в пределах от 12 до 2000 кгс-м. Ввиду действия на диск значительной центробежной силы частота вращения муфты ограничена: при D = 70-ь240 мм я = 250 об/мин; при D = = 28С-ь340 мм п = 100 об/мин {D - наружный диаметр муфты).

Коэффициент полезного действия муфты может быть подсчитан приближенно [421:

Т1 = 1-(3-5)-,

где f - коэффициент трения промежуточного элемента по поверхности направляющих полумуфт; /=0,12-0,25; е - эксцентриситет, равный радиальному смещению валов в мм; D - диаметр муфты в мм.

Проверка размеров муфты сводится к определению величины удельного давления на рабочих поверхностях д.

Без учета центробежной силы для муфт по нормали МН 2701-61 [50]

1Шкр f ,

h(2D + d) (D-d)

где h - высота (рабочая) гребня в см; d - диаметр вала в см; D - наружный диаметр муфты в см; [q]-допускаемое давление на рабочих поверхностях в кгс/см, оно принимается:

Рис. 11.14. Нормализованная кулачково-диско-вая муфта

Для незакалеиных стальных и чугунных поверхностей . . . 100-150 тех же материалов при закаленных рабочих поперхио-стях и надежной смазке [50] .............. 150-300

Таблица И.5 Муфты кулачково-дисковые по нормали МН 2701-61 (рис. 11.14)