Муфты упругие.

Назначение и динамические свойства муфт. Конструкция одной из упругих муфт изображена на рис. 5.. Эту конст­рукцию можно рассматривать как принципиальную схему, общую для всех упругих муфт. Здесь полумуфты 1 и 2 свя­заны упругим элементом 3 (например, склеены или при вулканизированы). Упругая связь полумуфт позволяет: компен­сировать несоосность валов; изменить жесткость систем в целях устранения резонансных ко­лебаний при периодически изменяю­щейся нагрузке; снизить ударные пе­регрузки.

Одной из основных характеристик упругой муфты является ее жесткость.

Рис. 5.

Переменной жесткостью обладают муфты с неметаллически­ми упругими элементами, материалы которых (резина, кожа и т. д.) не подчиняются закону Гука, а также муфты с металли­ческими упругими элементами, условия деформирования кото­рых задаются конструкцией. От характеристики жесткости упругой муфты в значительной степени зависит способность машины переносить резкие изменения нагрузки (удары) и рабо­тать без резонанса колебаний. Например, допустим, что работа в точке А муфты с переменной жесткостью (рис. 6) соответствует условиям резонанса. При этом будет возрастать ампли­туда колебаний и максимальные значения Т и ф дойдут до точки В. Но в точке В муфта имеет другую жесткость, при которой резонанса нет. Система будет возвращаться к точке А и т. д. Следовательно, при муфте с переменной жесткостью не может быть резонанса в полном смысле этого понятия.

Важным свойством упругой муфты является ее демп­фирующая способность, которая характеризуется энергией, необратимо поглощаемой муфтой за один цикл (рис. 7): нагрузка и разгрузка. Как известно, эта энергия измеряется площадью петли гистерезиса. Энергия в муфтах расходуется на внутреннее и внешнее трение при деформировании упругих элементов.

Металлические упругие элементы муфт. Ос­новные типы металлических упругих элементов муфт из­ображены на рис. 7: а — витые цилиндрические пружины;

Рис. 7.

б—стержни, пластины или пакеты пластин, расположенные по образующей или по радиусу муфты; в — пакеты разрезных гильзовых пружин; г — змеевидные пластинчатые пружины. Эти элементы работают на кручение (рис. 7, а) или на изгиб (рис. 7, 6, в, г).

По сравнению с неметаллическими металлические упругие элементы более долговечны и позволяют изготовлять мало­габаритные муфты с большой нагрузочной способностью. Поэтому их применяют преимущественно для передачи боль­ших крутящих моментов. Пакетные упругие элементы вслед­ствие трения между пластинами обладают высокой демп­фирующей способностью.

Муфты с металлическими упругими элементами могут быть выполнены с постоянной или переменной жесткостью в за­висимости от условий деформирования элемента.

Неметалличес­кие упругие эле­менты муфт. Ос­новным материалом неметаллических упругих элементов является резина, обладает следующими положительными качествами: 1) высокой эластичностью; в пределах упругости резина допускает относительные дефор­мации е«0,7...0,8, а сталь — только 8«0,001...0,002; при таких деформациях единица массы резины может аккумулировать большое количество энергии (в 10 раз больше, чем сталь); 2) высокой демпфирующей способностью вследствие внутрен­него трения; относительное рассеяние энергии в муфтах с резиновыми элементами достигает 0,3...0,5; 3) электроизоляци­онной способностью. Муфты с резиновыми упругими элемен­тами проще и дешевле, чем со стальными.

Недостатки резиновых элементов: 1) меньшая долговеч­ность, чем стальных; вследствие структурных изменений, уско­ряемых внешними воздействиями и нагреванием при перемен­ных деформациях, резина постепенно теряет свою прочность и упругие свойства; 2) меньшая прочность, которая приводит к увеличению габаритов муфт; для передачи больших крутящих моментов такие муфты становятся нерациональными.

Рис. 8.

Муфты с резиновыми упругими элементами широко рас­пространены во всех областях машиностроения для передачи малых и средних крутящих моментов.

Основные типы резиновых упругих элементов муфт и схемы их нагружения изображены на рис. 8, а—и. При выборе типа упругого элемента учитывают следующее: упругие элемен­ты с равномерным напряженным состоянием по объему обладают большей энергоемкостью; кручение и сдвиг дают большую энергоемкость, чем изгиб и сжатие; выгодно, чтобы упругий элемент занимал большую долю объема муфты.

Рис. 9.

Этим условиям в большей степени удовлетворяют типы упругих элементов, показанные на рис. 8,.ж, з, и.

Типичные конструкции муфт рассмотрены ниже.

Муфта с резиновой звездочкой (рис. 9). Состоит из двух по­лумуфт с торцовыми выступами и резино­вой звездочки, зубья которой расположены между выступами. Зу­бья звездочки работа­ют на сжатие. При передаче момента в ка­ждую сторону работа­ет половина зубьев. Муфта стандартизова­на и широко применя­ется для соединения быстроходных валов (до 3000..6000 мин 1 при Т до 3. 120 Нм и диаметрах валов d до 12...45 мм соответственно). Муфта компактна и надежна в эксплуатации, допускает радиальное смещение осей; перекос осей.

Дата добавления: 2015-08-18