Муфта упругая втулочно-пальцевая

Конструкция втулочно-пальцевой муфты

Муфта упругая втулочно-пальцевая (МУВП) — упругая муфта, которая состоит из двух полумуфт, неподвижно закреплённых в одной полумуфте пальцев, на которых размещены резиновые втулки, через которые пальцы взаимодействуют с другой полумуфтой.

Конструкция муфты

Ведущая и ведомая полумуфты в виде круглых дисков (1), которые своими ступицами (2) установлены на концах валов с использованием шпоночного соединения (3). Оба диска соединены болтами (4). В одном из дисков между болтом и отверстием вложены резиновые втулки (5). Резиновые втулки могут сглаживать вибрации и колебания, которые возникают на приводном валу и в некоторой степени компенсировать динамические нагрузки во время запуска и торможения.

Характеристики муфты

Упругость муфты обеспечивается за счёт резиновых втулок, которые для большей податливости могут иметь гофры, и способны деформироваться при передаче муфтой крутящего момента M_р. МУВП допускает смещения валов:

• осевое Δ₀ = (1…5)мм;
• радиальное Δ_r =(0,2…0,5)мм;
• угловое Δ_α = (0,5…1,0)°.

Однако, смещения Δ_r и Δ_α увеличивают износ упругих элементов и неравномерность распределения нагрузки между пальцами муфты. Кроме того, такие смещения дополнительно нагружают валы в радиальном направлении. Преимуществами МУВП является простота конструкции и заменяемых упругих элементов, малые габаритные размеры и масса.

МУВП стандартизованы (ГОСТ 21424-93^[1]) для валов диаметром d = (10…160)мм и крутящих моментов M_р = (6,3-16000 Η•м).

Полумуфты изготовляют из серого чугуна СЧ 20, стали 30 или 35Л. Материал пальцев — сталь 45, а втулок — резина с пределом прочности на растяжение не менее чем 8 МПа.

Пример условного обозначения муфты упругой втулочно-пальцевой с номинальным крутящим моментом 250 Н•м диаметром посадочного отверстия d = 40 мм, исполнения 1 (цилиндрический конец вала), климатического исполнения В и категории 3:

Муфта упругая втулочно-пальцевая 250-40-1 У3 ГОСТ 21424-93

Расчёт муфт

Работоспособность МУВП определяется прочностью пальцев и резиновых втулок. Проверочный расчёт резиновых втулок выполняют по условиям ограничения давления на поверхности их контакта с пальцами, а самих пальцев — по условиям прочности на изгиб.

Нагрузка, приходящаяся на один палец, определяют по формуле

F_п = 2M_р/(D•z),

де D — диаметр окружности, по которой расположены пальцы;

z — количество пальцев в муфте (обычно принимают z = 4…8).

Условие прочности втулок муфты:

p = F_п /(d_п•l_в) ≤ [p].

Условие прочности пальцев на изгиб:

σ = M/W₀ = 2F_п(0,5 l_в + с)/(πd_п³) ≤ [σ].

В этих уравнениях:

d_п — диаметр пальца;

l_в — длина втулки;

с — осевой зазор между полумуфтами.

Допустимое давление для резины принимают [р] = (2,0…2,5) МПа, а допустимое напряжение изгиба для пальцев [σ] = (60…70) МПа. Если МУВП работает в условиях радиального смещения валов, то возникает добавочная радиальная нагрузка на валы. Усреднённое значение этой нагрузки можно определить по соотношению F_m = (0,5…0,6)M_р/D.

Работа МУВП сопровождается потерями энергии, которые можно оценить КПД =0,96…0,98.

См. также

• Муфта (механическое устройство)
• Фланец
• Втулка

Примечания

1. ↑ ГОСТ 21424-93 Муфты упругие втулочно-пальцевые. Параметры и размеры.

Литература

• Поляков В. С., Барбаш И. Д., Ряховский О. А. Справочник по муфтам. Л., «Машиностроение» (Ленингр. отд-ние), 1974, 352 с.
• Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. / Под ред. И. Н. Жестковой. — 8-е изд., перераб. и доп.. — М.: Машиностроение, 2001. — Т. 2. — 912 с. — ISBN 5-217-02964-1 (5-217-02962-5), ББК 34.42я2, УДК 621.001.66 (035)