/Сд=1+т - для муфт с цилиндрическими витыми пружинами сжатия и муфт со стальными стержнями;

/Сд=1+2т- для муфт с пакетами аксиально расположенных плоских пружин (m=FjFo).

Прн проектировочном расчете величиной т задаются (обычно т<0,3).

Окружная сила иа муфте

где Т„ - вращающий момент; D„ - средний диаметр, на котором расположены упругие элементы муфты.

Рис. 13.4

В практических расчетах дополнительное нагружение упругих элементов, вызванное радиальным смещением валов, удобнее учитывать при определении расчетного вращающего момента.

Расчетный вращающий момент для муфт с металлическими упругими элементами

где K - коэффициент, учитывающий дополнительную нагрузку на упругий элемент при радиальном смещении валов.

Ниже рассмотрены несколько муфт с металлическими упругими элементами.

Муфта с цилиндрическими пружинами сжатия. На рис. 13.4 дана конструкция муфты «Карделис» (ФРГ) с цилиндрическими витыми пружинами сжатия /. Пружины посажены на несущие сегменты 2,

имеющие возможность качательного движения на пальцах 3. Сегменты изготавливают из износостойких пластмасс при централизованном производстве или из чугуна при мелкосерийном и единичном производстве. Пружины ставят с предварительным сжатием. При передаче момента осадка половины от общего числа пружин увеличивается, остальных - уменьшается. Пальцы закрепляют коническими хвостовиками попеременно в ведущей и ведомой полумуфтах. Поверхность контакта сегмента с пальцем смазывают графитной смазкой.

Муфта допускает сборку соединяемых узлов без их осевого перемещения. При этом пальцы устанавливают через соответствующие отверстия второй половины муфты.

При перегрузке пружины сжимаются до соприкосновения витков и муфта становится практически жесткой.

При конструировании муфт принимают (см. рис. 13.4): Do=(0,020...

...0,022)Г,Н-м;О=(1,2...1,3)О„;5=1,15Оа;=1,2Оа;;=Я„-?.„;А= =0,5Хпрд, где Т - расчетный вращающий момент; Do - наружный диаметр пружины; Нд - длина пружины в ненагруженном состоянии, мм; Ко=к/2 - предварительная дефюрмация пружины, равная половине общей деформации под нагрузкой, мм; А - зазор между цилиндрическими направляющими на сегментах, мм; Адрд-предельная деформация пружины, мм; Do-диаметр расположения пальцев, м.

Пружины сжатия рассчитывают по силе F„, действующей на одну пружину, и необходимой деформации сжатия X:

F„ = 2eTJiDoZy, X = fpD„,

где z=n/2 - число ведущих пальцев на одной полумуфте; п - общее число пружин; е - коэффициент, равный 1,2...1,4; ф - угол относительного поворота полумуфт. Обычно угол закручивания допускают до 0,0873 рад (5°).

По силе F„ шбирают диаметр проволоки, а по необходимой деформации - число витков. Предельные допускаемые напряжения [т]пред для расчета пружин на прочность при полном сжатии витков принимают равными 850...900 МПа, а допускаемые рабочие напряжения назначают

[т] = (0,7...0,8)[т]„,,д. Диаметр проволоки подсчитывают по формуле

1,6 /

(c+l,45)Fn

Индексом пружины c=Dld задаются (обычно с=4...5).

Полученный расчетом диаметр проволоки округляют в ближайшую сторону до стандартного из ряда чисел: 3,2; 3,6; 4,0; 4,5; 5,0; 5,6; 6,3; 8,0; 9,0; 10 мм.

Число витков пружины

i.GdklcF).

Здесь: модуль сдвига G=810* Мпа. 202

Полное число витков fo=i+(l,5...2,0); шаг пружины p=d+{l,l - ..Л,2)Ш.

Длина пружины, сжатой до соприкосновения витков,

Я„ = («„-0,5)й.

Длина пружины в ненагруженном состоянии

Внешний диаметр пружины

D = D + d.

На рис. 13.5 представлены графики зависимостей между сил(й F„ и допускаемым смеш,ением валов для муфт с различными расчетными моментами.

По приведенным графикам для каждой муфты можно определить силу f„ при конкретном значении радиального смещения или по

Fm.H

Рис. 13.5

1,5 а.мм

задаваемой силе f„ найти допускаемое радиальное смещение валов и выбрать метод сборки.

Муфта со стальными стержнями. На рис. 13.6 представлена муфта, в которой упругими элементами являются аксиально расположенные -цилиндрические стержни. Стержни устанавливают в отверстия

полумуфт по посадке Я8/Л9, которая допускает определенную подвижность стержней. Монтаж и демонтаж муфты со стержнями можно производить без осевого смещения соединяемых узлов.

При передаче муфтой вращающего момента в местах контакта стержней с отверстиями возникают высокие напряжения смятия. Поэтому стержни изготовляют из рессорно-пружинных сталей, полумуфты - из углеродистых конструкционных сталей. Вследствие деформации упругих элементов под нагрузкой, а также из-за отклонений от соосности валов стержни перемещаются в отверстиях полумуфт. Для уменьшения износа муфту заполняют при сборке пластичной смазкой, для удержания которой применяют уплотнения.

При необходимости стержни могут быть установлены в отверстиях, расположенных на окружностях разных диаметров (в два ряда).

В зависимости от формы отверстия муфты могут быть переменной (исполнение /) или постоянной (исполнение ) жесткости.

В муфте исполнения / длина свободного участка стержня, а вместе с ней и крутильная жесткость муфты ивменяются с изменением передаваемого момента. В муфте исполнения длина свободного участка стержня постоянна.

При конструировании и расчете муфты принимают: Do=(0,015...