Муфти призначені для передачі механічної енергії - крутного моменту між двома з'єднаними валами. Залежно від умов експлуатації муфти можуть з'єднувати вали постійно, або періодично за допомогою оператора або при досягненні певних умов експлуатації.
В роботі механічних систем можливі випадкові або періодичні коливання переданого моменту, що негативно позначається на динаміці машин. Для згладжування змін крутного моменту муфта повинна володіти пружними властивостями, що дозволяють демпфіровать (пом'якшувати) випадкові зміни моменту.
Сполучаються вали при монтажі механізмів (рисунок 12.1 а) матимуть похибки установки, які можна групувати у вигляді:
1. Похибки осьового зміщення валів
2. Похибки радіального зміщення валів
3. Похибки кутового перекосу валів
Щоб з'єднати вали між собою з заданими похибками монтажу, необхідні муфти, здатні компенсувати ці неточності.
12.2 Класифікація муфт
На малюнку 12.2 наведено схему класифікації типових конструкцій з'єднань, що застосовуються в технічних пристроях.
За функціональною ознакою і призначенням розрізняють наступні типи муфт.
1. Нерасцепляемие або постійні муфти, що забезпечують постійне з'єднання валів.
2. Ходова частина керовані муфти, що допускають періодичне з'єднання і роз'єднання валів.
3. Ходова частина автоматичні (автоматичні) муфти.
Кожна з цих груп має свій підрозділ по конструктивному виконанню, наведені нижче.
12.3 Нерасцепляемие муфти
Основною характеристикою постійних муфт є пружні властивості муфти і її демпфуюча здатність, тобто здатність згладжувати різкі коливання крутного моменту і кутової швидкості. За цією ознакою розрізняють жорсткі, пружні і компенсуючі муфти. Такий поділ муфт кілька умовно.
Пружні муфти можуть бути з постійної і змінної твердостями. Пружні елементи пружних муфт виготовляються зі сталі, пружно-демпфуючих муфт - з неметалічних матеріалів (шкіра, гума, пластмаса), що сприяє швидкому погашенню крутильних коливань.
Пружні властивості і поглинаюча здатність муфт характеризується резонансною фактором μ.
де Ψ - відносне розсіювання енергії коливань, характеризує демпфуючу здатність муфти і дорівнює відношенню розсіюється енергії до енергії пружною деформації за цикл коливань; р - кругова частота власних коливань:
де С - кутова крутильна жорсткість муфти; Θ1 і Θ2 - наведені моменти мас кінематичного ланцюга до і після муфти.
Рухаючись момент
де Тс і тд - статичний і динамічний крутний момент.
У дорезонансной зоні (ω
У зоні резонансу ω≈p і фактор μ≈2π / Ψ може виявитися значним.
Жорсткі і пружні муфти з постійною жорсткістю для роботи в цій області не придатні, тому що Ψ → 0 і μ → ∞.
Муфта отримує значне перевантаження навіть при невеликих коливаннях Те.
Пружні муфти зі змінною жорсткістю автоматично виходять із зони резонансу внаслідок зміни їх жорсткості при збільшенні кута відносного повороту валів.
Пружно-демпфирующие муфти використовують тільки при невеликих коливаннях Те.
Другою важливою характеристикою постійних муфт є здатність працювати при тих чи інших відхиленнях взаємного розташування валів. За цією ознакою розрізняють.
1. Нерухомі (глухі) муфти, які не передбачають компенсації відхилень і тому вимагають дуже точного розташування валів.
2. Рухливі компенсуючі жорсткі муфти, що допускають невеликі монтажні відхилення по всіх координатах відносного положення валів за рахунок деформацій або відносного зсуву деталей.
3. Рухливі пружні пом'якшувальні коливання крутного моменту.