Муфта зубчатая

Она состоит из полумуфт 1 и 2 с наружными зубьями и разъемной обоймы 3 с двумя рядами внутренних зубьев (рис.16.7,а). Наиболее распространен эвольвентный профиль зубьев α = 20⁰, что позволяет нарезать их нормальным зуборезным инструментом. Муфта компенсирует все виды смещений валов Δ_L,Δ_rΔ_α(рис.16.7,в). С этой целью выполняют торцевые зазорыси увеличенные зазоры в зацеплении (рис.16.7,б), а зубчатые венцы полумуфт обрабатывают по сферам с радиусамиr, центры которых располагают на осях валов. Допускаемые зубчатой муфтой смещения валов (радиальные, угловые или их комбинация) определяют из условия, чтобы углы между осью обоймы и осью одного или другого вала были не больше 0⁰30’.

Рис.16.7

Компенсация несоосности валов при работе муфты сопровождается непрерывным скольжением в местах соприкосновения зубьев и их износом. Практикой эксплуатации зубчатых муфт установлено, что износ является основным критерием их работоспособности. Для уменьшения в обойму заливают жидкую смазку (до уровня уплотнения).

Задача определения истинных контактных напряжений в муфте чрезвычайно усложняется неопределенностью условий контакта зубьев. Эта неопределенность обусловлена, с одной стороны, рассеиванием ошибок изготовления муфты и, с другой, рассеиванием несоосности валов (ошибки монтажа).

При несоосности нагрузка распределяется неравномерно между зубьями,а поверхности соприкосновения отдельных пар зубьев различны.

Для ослабления вредного влияния кромочного контакта зубьям придают иногда бочкообразную форму (рис.16.7,б, вид В).

Приработка зубьев выравнивает распределение нагрузки и улучшает условия контакта.

Отмеченное выше позволяет предложить лишь условный метод расчета зубчатых муфт, неточности которого могут быть частично компенсированы выбором допускаемых напряжений на основе практики эксплуатации. В условном расчете допускаем, что нагрузка распределяется равномерно между всеми зубьями, а зубья соприкасаются по всей длине и высоте. При этом получаем:

(16.6)

где z– число зубьев полумуфты;D₀=zm– диаметр делительной окружности зубьев;m– модуль зацепления;S=bh– проекция рабочей поверхности зуба на его среднюю диаметральную плоскость;b– длина зуба;h– рабочая высота зуба.

Для наиболее распространенного в практике зацепления (см.рис.16.7,б) можно принять h≈ 1,8m.

После подстановки в формулу (16.6) и преобразования найдем:

(16.7)

Поверочные расчеты по формуле (16.7) показывают, что для стандартных муфт допускают .

При этом достигается удовлетворительная износостойкость муфт.

Детали зубчатых муфт изготовляют из углеродистых сталей типа 45, 40Х, 45Л коваными или литыми.

Для повышения износостойкости зубья полумуфт подвергают термической обработке до твердости не ниже 40 HRC, а зубья обоймы – не ниже 35HRC. Тихоходные муфты (v< 5 м/с) можно изготовлять с твердостью зубьевHRC< 35.

Для проектного расчета формулу (16.7) можно преобразовать, обозначив , тогда

(16.8)

Значения коэффициента ширины зубчатого венца ψ= 0,12 ÷ 0,16.

Нижние значения принимают для тяжелых муфт, верхние – для легких.