17.3. Глухие муфты

Втулочные муфты (рис. 17.2) просты по конструкции и имеют малые габариты. Их изготовляют со штифтами — исполнение 1 (рис. 17.2, а); со шпонками призматическими — исполнение 2; со шпонками сегментными — исполнение 3 (рис. 17.2, б) и со шлицами.

Детали втулочных муфт изготовляют из стали 45. Втулочные муфты требуют очень точного совмещения осей валов и значительного смещения муфты или вала в осевом направлении при монтаже и демонтаже.

В табл. 17.2 приведен некоторые параметры втулочных муфт со штифтами (исполнение 1).

Штифты проверяют на срез:

где — расчетный момент, — расчетное усилие, Н; — диаметр вала, мм; — диаметр штифта, мм; — общая площадь среза штифта, — допускаемое напряжение на срез для штифтов:

Проверка шпоночных и шлицевых соединений выполняется по методике, приведенной в гл. 4.

Рис. 17.2. Втулочные муфты

Муфты продольноразъемные с фиксирующим кольцом (рис. 17.3) применяют для соединения соосных валов в вертикальных приводах. Фиксирующее кольцо служит для восприятия осевых нагрузок.

Изготовляют муфты из углеродистых сталей. При работе в агрессивных средах детали муфты изготовляют из материалов, устойчивых к данным средам.

В табл. 17.3 приведены некоторые параметры продольно-разъемных муфт. Корпус муфты состоит из двух половин (полумуфт) с продольным разъемом. На наружные конические поверхности полумуфт с конусностью надеваются фланцевые кольца, которые стягиваются тремя шпильками. Сами полумуфты

Рис. 17.3. Муфта продольно-разъемная

надеваются на валы со шпонками. Концы валов обрабатывают под фиксирующее кольцо, которое состоит из двух половин, скрепляемых пружинными кольцами.

Фланцевые муфты (рис. 17.4) рекомендуют применять для соединения соосных валов. Полумуфты насаживают на концы соединяемых валов с небольшим натягом и стягивают болтами. Обычно применяют посадки или ; при ударных нагрузках .

Рис. 17.4. Муфты фланцевые: а — болты поставлены с зазором, муфта закрытая; б — без зазора, муфта закрытая; в — с зазором, муфта открытая; г — муфта закрытая с центрирующими полукольцами

Центрирование полумуфт обеспечивают цилиндрическим выступом на одной полумуфте и цилиндрической расточкой — на другой (рис. 17.4, а) или применением специальных центрирующих полуколец (рис. 17.4, г).

Используя муфту с двумя центрирующими полукольцами, разъединяют валы без их осевого перемещения.

Открытые муфты (рис. 17.4, в) отличаются от закрытых отсутствием буртиков, ограждающих болты.

В табл. 17.4 приведены параметры и основные размеры фланцевых открытых муфт.

Фланцевые муфты обеспечивают надежное соединение валов, просты по конструкции, дешевы и поэтому широко распространены в машиностроении. К их недостаткам можно отнести необходимость строгого соблюдения перпендикулярности стыкуемых поверхностей полумуфт к осям валов и сравнительно большие габариты по диаметру.

Материал полумуфт — сталь 40 или стальное литье повышенного качества. Допускается изготовление полумуфт из чугуна СЧ 20. Полукольца, болты и гайки изготовляют из стали 35.

Болты, соединяющие полумуфты, ставятся через один: половина болтов устанавливается без зазора в отверстия из-под развертки, а вторая половина болтов по ГОСТ 7808-70 — в отверстия с зазором. Центрирование полумуфт в данном случае осуществляется болтами, установленными в развернутые отверстия.

Расчет болтов ведут в предположении, что весь действующий момент воспринимают болты, установленные без зазора и работающие на срез.

Условия прочности на срез болтов, установленных без зазора:

где — расчетный момент, — расчетная окружная сила, Н (на окружности, проходящей через центры болтовых отверстий); — диаметр окружности, проходящей через центры болтовых отверстий, мм; — число болтов, установленных без зазора; — диаметр ненарезанной части стержня болта, мм (для болтов не более диаметр на 1 мм больше диаметра резьбы) — допускаемое напряжение на срез для болтов, ; — предел текучести материала болта (для стали марки для стали и для стали

Если все болты установлены в отверстия с зазором, их рассчитывают на силу затяжки которая создает на стыке полумуфт силы трения, достаточные для передачи вращающего момента Т.

Условие прочности:

где — диаметр окружности, на которой расположены болты (этот диаметр примерно равен среднему диаметру кольцевой поверхности трения), мм; — общее число болтов; — коэффициент трения:

Рис. 17.5. Фланцевая муфта с дистанционным кольцом: — диаметр вала; — для стального литья и — для чугунного литья;

допускаемая осевая нагрузка для затянутых болтов, Н (см. табл. 3.4).

Если окажется, что сила затяжки превышает допускаемую осевую нагрузку, следует увеличить число болтов или принять болты большего диаметра. Если последнее нежелательно, следует принять муфту, обеспечивающую передачу большего

При расчете болтовых соединений, в которых момент передается за счет сил трения, расчетную силу затяжки принимают обычно на 20...25 % больше минимально необходимой. Делают это для получения необходимого запаса сцепления. При расчете по формуле (17.4) необходимый запас сцепления обеспечен тем, что сила затяжки определена не по номинальному моменту Г, а по расчетному

Для соединения вертикальных валов (например, в аппаратах с мешалками) применяют фланцевую муфту с дистанционным кольцом (рис. 17.5). Полумуфты закреплены на валах круглыми гайками. Силы трения от затяжки шпилек возникают между торцевыми поверхностями дистанционного кольца и полумуфтами. Основные размеры муфты могут быть приняты по табл. 17.4, остальные — назначают по конструктивным соображениям. Размер и количество шпилек можно принимать в зависимости от диаметра вала по табл. 17.16. Проверку прочности шпилек производят по формуле (17.4),