Рис. 12. Жесткие глухие и разъемные Муфты
а — втулочная; б— продольно-свертная (клеммовая); в — поперечно-свертная (фланцевая); 1 — ведущий вал; 2 — шпонку; 3 — штифт

Рис. 13. Жесткие компенсирующие муфты
а — крестовая; б —зубчатая; I, 3 — полумуфты; 2 — промежуточный диск; 4 — внутренняя втулка; 5 — обойма

В клеммовых (продольно-свертных) муфтах крутящий момент передается за счет сил трения, возникающих на поверхности контакта полумуфт с валом при затяжке болтов.

Фланцевые (поперечно-свертные) муфты состоят из двух полумуфт, соединенных с валами шпонками. Полумуфты скрепляются между собой болтами, устанавливаемыми в отверстия с зазором (I вариант)’ и без зазора (II вариант). В первом случае крутящий момент передается за счет сил трения, возникающих между дисками от затяжки болтов, а центровка валов обеспечивается кольцевым бортиком. Во втором случае крутящий момент передается непосредственно болтами, ко-которые работают на срез и смятие. Глухие муфты передают все нагрузки от источника энергии к ведомому валу. Особенно большие перегрузки наблюдаются при пуске электродвигателя, когда пусковой ток в 5—7 раз больше номинального.

Жесткие компенсирующие муфты (рис. 13) чаще из-, готовляют крестовыми и зубчатыми. Крестовая муфта (рис. 13, а) состоит из двух полумуфт и промежуточного диска (креста). Выступы промежуточного

диска входят в пазы полумуфт и передают крутящий момент от одного вала к другому. Муфта обеспечивает нормальную работу при отклонении центра вала не более 0°30’. Зубчатая муфта (рис. 13, б) состоит из двух внутренних втулок с зубьями и двух наружных обойм с зубьями на внутренней поверхности. Втулки соединяются с валом шпонками, а обоймы между собой — болтами. Муфта обеспечивает нормальную работу при взаимном наклоне осей до 1,5°.

Упругие муфты (рис. 14) наряду с нормальной работой позволяют компенсировать несоосность валов, изменять жесткость системы в целях устранения различного рода колебаний, снизить величину кратковременных перегрузок узлов машины. Энергия в упругих муфтах расходуется на внутреннее и внешнее трение при деформации упругих элементов. Это способствует уменьшению динамических нагрузок и приводит к быстрому затуханию колебаний. В качестве упругих элементов используют пластинчатые пружины, резиновые вкладыши или втулки, упругие оболочки и др.

Рис. 14. Упругие муфты
а — зубчато-пружинная; б — втулочно-пальцевая•

Рис. 15. Кулачковая муфта

На рис. 14, а показана муфта, упругими элементами которой служат пластинчатые пружины. Полумуфты имеют зубья, между которыми размещена змеевидная пружина. Кожух удерживает пружину в рабочем положении и благодаря уплотнениям в нем удерживается смазка. Под действием нагрузки пружины деформируются и демпфируют удары. Применяются для тяжело нагруженных валов (прокатные станы, турбины) и позволяют передавать движения при несоосности валов от 4 до 20 мм или при отклонении центра вала до 1°15’.

Муфты упругие втулочно-пальцевые (МУВП) (рис. 14, б) широко применяются в строительных, дорожных и особенно грузоподъемных машинах. Упругими элементами служат гофрированные резиновые втулки или кольца трапецеидального сечения.

Обеспечивают нормальную работу при несоосности валов от 1 до 15 мм или при отключении оси вала до 1°.

Управляемые или сцепные муфты позволяют соединять или разъединять валы при помощи механизма управления. Управляемые муфты бывают кулачковые, зубчатые и фрикционные. При их применении требуется строгая соосность валов.

Кулачковая муфта (рис. 15) состоит из двух полумуфт, на торцовых поверхностях которых имеются выступы (кулачки) прямоугольной, треугольной или трапецеидальной формы. В рабочем положении выступы одной полумуфты входят во впадины другой. Для включения и выключения муфт одну из полумуфты устанавливают на валу подвижно в осевом направлении. Перемещение полумуфты достигается вилкой-отводкой, вращающейся на оси кронштейна. Одним концом вилка шарнирно соединяется с хомутом 4, а другим — со Штоком пневматического или гидравлического толкателя системы управления. Включение кулачковых муфт при вращении валов не рекомендуется, так как это сопровождается ударами, которые разрушают кулачки. Для увеличения срока службы поверхности кулачков закаливают или цементируют. Допускаемое напряжение смятия на контактируемых поверхностях кулачков не должно превышать 90—120 МПа (900—1200 кгс/см2).

Зубчатые сцепные муфты по своему устройству подобны зубчатым компенсирующим муфтам (рис. 13, б) с той разницей, что одна из внутренних обойм устанавливается подвижной и управляется с помощью отводки.

Фрикционные муфты по конструктивному исполнению бывают дисковыми, пневмокамерными, конусными и ленточными.

Фрикционные муфты передают крутящий момент за счет сил трения, возникающих между полумуфтами ведущего и ведомого валов. В случае перегрузки машины фрикционные муфты выполняют роль предохранительных устройств (пробуксовывают). При монтаже фрикционных муфт, особенно конусных, требуется высокая точность центровки валов.

Дисковые муфты в зависимости от величины передаваемого крутящего момента могут быть одно- (рис. 16, я), двух- и многодисковыми (рис. 16,6). Бортовые фрикционы тракторов имеют от 8 до 12 дисков.

В многодисковых муфтах имеются наружные и внутренние диски. Наружные диски соединены с полумуфтой, а внутренние с полумуфтой подвижным шлицевым соединением. На наружный диск рычагом оказывается давление силой Q под действием перемещающейся втулки. Втулка перемещается вилкой-отводкой.

Конусные муфты (рис. 17) состоят из внутреннего и наружного конусов. Крутящий момент от ведущего вала к ведомому передается за счет сил трения, возникающих на контактирующих поверхностях конусов. Для увеличения сил трения внутренний конус облицован фрикционным материалом. Наружный конус обычно соединяется с валом с помощью шлицев, по которым он перемещается в сторону внутреннего конуса под действием силы Q. В результате нажатия на поверхности трения возникает нормальная сила N, которая, будучи умноженной на коэффициент трения, создает силу трения, значительно большую, чем окружное усилие, развиваемое силами сопротивления на среднем радиусе трения.

Рис. 16. Дисковые муфты
а — однодисковая; б — многодисковая

Рис. 17. Конусная муфта

Рис. 18. Пневмокамерная муфта

Рис. 19. Ленточная фрикционная муфта

Пневмокамерные муфты создают равномерное давление на обод, благодаря чему обеспечивают плавное включение механизмов и снижают динамические нагрузки. Простота конструкции муфт не требует сложного ухода. В процессе работы они не требуют регулировок, так как по мере износа фрикционных накладок автоматически увеличивается ход камеры. Недостатком этих муфт является небольшая долговечность камер (1—1,5 года).

Ленточные муфты (рис. 19) работают по принципу ленточного тормоза и предназначаются для включения механизмов. В отличие от пневмокамерных ленточные муфты не обладают достаточной плавностью в работе. Крутящий момент от ведущего вала посредством ленты передается на шкив барабана, свободно насаженного на вал на подшипниках качения. Механизм ленточного фрикциона собран на водиле (крестовине), которое на шлицах крепится на валу. На водиле в точке К шарнирно крепится двуплечий рычаг. Лента одним концом прикреплена к короткому плечу двуплечего рычага, а другим — посредством ушка и пальца соединена с водилом. Длинное плечо рычага соединено со Штоком цилиндра пневмо- или гидропривода. Воздух или масло под давлением по трубопроводу поступает в цилиндр. Под действием выдвигающегося штока двуплечий рычаг занимает положение, указанное пунктиром. Лента прижимается к шкиву и под действием сил трения, возникающих между фрикционным материалом и шкивом, приводит барабан во вращение. Возвратная пружина возвращает рычаг в исходное положение.

Фрикционный материал медными или латунными заклепками крепят к стальной ленте, а последнюю стальными заклепками крепят к ушку.

Гидромуфты и гидротрансформаторы (рис. 20) не имеют жесткой связи между ведущим и ведомым валами. Крутящий момент передается за счет гидродинамических сил. Гидромуфта (рис. 20, а) состоит из насосного и турбинного колес, посаженных на шпонках соответственно на ведущий и ведомый валы. Кожух соединен с насосным колесом и образует закрытую емкость, рабочая камера которой и периферийное пространство заполняются трансформаторным маслом или дизельным топливом. При вращении ведущего вала жидкость из рабочей камеры насосного колеса под действием центробежной силы сбрасывается лопатками в полость рабочей камеры турбинного колеса. Турбинное колесо через лопатки принимает давление жидкости на себя и приходит во вращение. Гидромуфты имеют достаточно высокий КПД (0,92-0,95).

Рис. 20. Гидродинамические муфты
а — гидромуфта; б — гидротрансформатор

Гидротрансформаторы (рис. 20, б) могут автоматачески регулировать крутящий момент в зависимости от нагрузки. В отличие от гидромуфты в гидротрансформаторе масло из насосного колеса поступает к турбинному колесу через промежуточный неподвижный направляющий аппарат, позволяющий изменять направление и скорость движения жидкости, в результате чего величина момента на ведомом валу изменяется по сравнению с моментом, передаваемым ведущим валом. При нарастании внешних нагрузок гидротрансформатор предохраняет механизм от перегрузок. Недостатком гидротрансформатора является сравнительно низкий КПД (не более 0,85).

Электромагнитные муфты могут быть муфтами скольжения (рис. 21, а) и порошковыми (рис. 21, б). В электромагнитных муфтах скольжения сжатие трущихся поверхностей осуществляется встроенным в муфту электромагнитом, якорем которого является кольцо. Электромагнит монтируется в полумуфте.

Электромагнитные порошковые муфты состоят из двух подумуфт, зазор между которыми заполнен железным порошком. Под действием магнитного потока порошок намагничивается и оказывает сопротивление сдвигу. Электромагнитные муфты в отличие от всех остальных обладают быстродействием и высокой надежностью в работе.