М у фти загальні відомості, призначення та класифікація
Муфтами в техніці називають пристрої, які служать для з'єднання кінців валів, стрижнів, труб, електричних дротів тощо.
У лекції розглядаються лише муфти для з'єднання валів.
Потреба у з'єднанні валів пов'язана з тим, що більшість машин компонують із ряду окремих частин (вузлів) з вхідними та вихідними валами.
Такими частинами є, наприклад, двигун, редуктор та робоча машина. Безпосередній кінематичний та силовий зв'язок окремих частин машини виконується за допомогою муфт (рис.16.1).
З'єднання валів є загальним, але не єдиним призначенням
муфти. Так, наприклад, муфти використовують для включення та вимкнення виконавчого механізму при безперервно працюючому двигуні (керовані муфти); для компенсації шкідливого впливу неспіввісності валів, пов'язаної з неточністю монтажу (компенсуючі муфти); зменшення динамічних навантажень (пружні муфти) тощо.
У сучасному машинобудуванні застосовують велику кількість муфт, що відрізняються за принципом дії та управління, призначенням та конструкцією. Коротка класифікація муфт за цими ознаками представлена як схеми.
В електричних та гідравлічних муфтах, зазначених на цій схемі, використовують принципи зчеплення за рахунок електромагнітних та гідродинамічних сил. У лекції розглядаються лише механічні муфти. При цьому розглядають найпоширеніші та типові конструкції.
Широко застосовані муфти стандартизовані. Основний паспортний характеристикою кожної муфти є величина моменту, що крутить, на передачу якого вона розрахована.
Муфти глухі
Глухі муфти утворюють жорстке та нерухоме з'єднання валів (глухе з'єднання)
Муфта втулкова
Втулкова муфтає найпростішим представником глухих муфт. Скріплення втулки з валами виконують за допомогою штифтів (16.2), шпонок (16.3) або шліц.
Втулкові муфти знайшли широке застосування у легких машинах при діаметрах валів трохи більше 60-70 мм. Вони відрізняються простотою конструкції та малими габаритами.
Застосування втулкових муфт у важких машинах утруднено тим, що при монтажі та демонтажі потрібно зміщувати вали в осьовому напрямку.
Міцність муфти визначається міцністю штифтового, шпонкового або шліцевого з'єднання, а також міцністю втулки.
Муфта фланцева
На рис.16.4 зверху і знизу від осьової лінії зображені різні варіанти конструкції фланцевої муфти: 1,2 напівмуфти з'єднують болтами, поставленими з зазором (I варіант) або без зазору (II варіант).
У першому випадку момент, що крутить, передається за рахунок сил тертя, що виникають у стику напівмуфт від затягування болтів, у другому випадку - безпосередньо болтами, які працюють на зріз і зминання.
Болти, поставлені без зазору, можуть виконувати функцію центрування валів. При постановці болтів із зазором центрування проводиться виступом 3, який сприймає також всі поперечні (навантаження, що перерізують). Центруючий виступ ускладнює монтаж і демонтаж з'єднання, так
при цьому необхідне осьове усунення валів.
З метою дотримання правил техніки безпеки виступаючі частини болтів закривають бортиками 4 (I варіант).
Тоді, коли муфта має загальне огородження, буртики не роблять (II варіант).
Розрахунок на міцність виконують для шпонкових або шліцевих з'єднань та болтів.
Установка болтів без проміжку дозволяє отримати муфти менших габаритів і тому більш поширена.
Для зменшеннягабаритів муфти болти, що встановлюються без зазору, виготовляють зазвичай із високоміцних сталей типу Ст.5. при цьому. З огляду на навантаження від затягування допускають напруги зрізу близько 400 кгс/см 2 . напівмуфти виготовляють із чавуну, сталевого лиття, сталевого кування або прокату.
Фланцеві муфти поширені в машинобудуванні. Їх застосовують для з'єднання валів діаметром до 200 мм та більше. Перевагою таких муфт є простота конструкції та порівняно невеликі габарити.