1. Муфты глухие.

Глухие муфты образуют жесткое и неподвижное соединение валов. Наиболее распространенные:

а) втулочные,

б) фланцевые,

1 .1 Втулочная муфта является простейшей из глухих муфт. Закрепление втулки на валах выполняют с помощью штифтов, шпонок и шлиц. (рис.1.)

Втулочная муфта со штифтами Втулочная муфта со шпонками

Рис.1

Размеры их регламентированы машиностроительными нормалями; при диаметре вала от 20 до 100мм соотношение размеров таково:

где: - диаметр вала.

Прочность муфты определяется прочностью штифтового, шпоночного или шлицевого соединения, а также прочностью втулки.

Рассмотрим закрепление втулки на валах с помощью штифтов. Штифты проверяются на срез, втулка на смятие.

1). Срез штифтов:

,

здесь - окружная сила;

- диаметр штифта;

z – число штифтов;

i – число поверхностей среза.

2). Смятие втулки

где: D – диаметр втулки

- допускаемые касательные и нормальные напряжения, берутся по таблице.

Применение втулочных муфт в машинах затруднено тем, что при монтаже и демонтаже требуется смещать валы в осевом направлении.

1 .2 Фланцевые муфты. (рис.2)

Рис. 2 Фланцевая муфта

1 – ведущая полумуфта.

2 – ведомая полумуфта.

3 – болты (4…6 шт.).

4 – стопорный винт (3 шт.).

На Рис. 2. сверху и снизу от осевой линии изображены различные варианты конструкций фланцевой муфты: полумуфты 1 и 2 соединены с валом посредством шпоночного соединения, соединяют болтами, поставленными с зазором (1 вариант) или без зазора (2 вариант). В первом случае крутящий момент передается за счет сил трения, возникающих в стыке полумуфт от затяжки болтов, во втором случае – непосредственно болтами, которые работают на срез и на смятие. Болты, поставленные без зазора, могут одновременно выполнять функцию центровки валов. При постановке валов с зазором центровка производится выступом а, который воспринимает также все поперечные (перерезывающие) нагрузки. Центрирующий выступ затрудняет монтаж и демонтаж соединения, т.к. при этом необходимо осевое смещение валов.

В целях соблюдения правил техники безопасности, выступающие части болтов закрывают бортиками (1 вариант). Если муфта имеет общее ограждение, бортики не делают (2 вариант).

Расчет на прочность выполняют для шпоночных соединений и болтов.

1 Вариант. Болты поставлены в отверстие с зазором.

z = 4; 6; 8. – число болтов.

- окружная сила.

Здесь Т _расч - передаваемый муфтой расчетный крутящий момент.

D₀ – диаметр расположения болтов.

Условие работы:

_,

где: F_тр -сила трения в стыке.

где: F_a - осевая сила в болте, которая возникает при затяжке.

f – коэффициент трения.

_, откуда

Напряжение в болте от силы F_a:

,

где: коэффициент 1,3 – учитывает наличие и величину касательных напряжений от действия на болт крутящего момента.

Из условия прочности определяется внутренний диаметр резьбы d₁, который уточняется по ГОСТу, и по d₁ определяется диаметр болта d_.

2 Вариант. Болты поставлены в отверстие без зазора (призонные болты).

Как правило болты в этом случае ставятся в отверстие по посадке с натягом (к6, m6, n6). Такие болты работают на срез и смятие.

1) Срез болта

,

здесь - окружная сила передаваемая болтом.

- диаметр болта;

i – число поверхностей среза.

2) Смятие болта.

Здесь d _б – диаметр болта.

 - толщина фланцев ведущей и ведомой полумуфт.

Диаметры болтов, поставленных без зазора, меньше диаметров болтов, поставленных с зазором. Поэтому установка болтов без зазора позволяет получить муфты меньших габаритов; они более распространены. Фланцевые муфты имеют широкое использование в машиностроении. Их применяют для соединения валов диаметром до 200 мм и более. Достоинством таких муфт является простота конструкции и сравнительно небольшие габариты.

Вопросы для самоподготовки:

1. Расчет цилиндрических соединений с гарантированным натягом.

2. Выбор посадок для цилиндрических соединений с гарантированным натягом.

3. Пайка, области применения, виды припоев.

4. Расчет на прочность паяных соединений.

5. Клеевые соединения.

6. Муфты приводов, подбор.

7. Муфты глухие втулочные (конструкция, область применения).

8. Муфты глухие втулочные (расчет на прочность).

9. Муфты глухие фланцевые (конструкция, область применения).

10. Муфты глухие фланцевые (расчет на прочность).

ЛЕКЦИЯ № 26(продолжение)