Детали машин и основы конструирования - часть 17

 

69

7.1. ЖЁСТКИЕ МУФТЫ 
 
Могут быть втулочными или фланцевыми. 
Втулочные иногда  называются глухими. Это самые простые конструкции и 

обычно  применяются  в  лёгких  машинах  на 
валах диаметром до 70 мм. Требуют точной 
соосности,  затрудняют  сборку-разборку, 
имеют малую жёсткость на изгиб. Их работо-
способность определяется прочностью в мес-

тах крепления к валам. 

Чаще применяются фланцевые жёсткие муфты, т.к. они допускают лёг-

кую  сборку-разборку.  Такие  конструкции  имеют 
две  полумуфты  в  виде  фланцев,  устанавливаемых 
на  концах  валов  с  натягом  и  стянутых  болтами. 
Вращающий момент передаётся за счёт сил трения 
между  фланцами,  а  когда  болты  вставлены  без  за-
зора,  то  также  и  болтами.  Фланцевые  муфты  стан-
дартизованы в диапазоне диаметров 12 

÷ 250 мм и 

передают моменты  0,8 

÷ 4500 кГм. В тяжёлых машинах фланцы приварива-

ют к валам. 

 
7.2. КОМПЕНСИРУЮЩИЕ  МУФТЫ 
 
Иногда  называют  самоустанавливающимися.  Они  соединяют  валы  с 

небольшими смещениями осей.  

Наиболее популярна конструкция зубчатой муфты.    Она компенсиру-

ет  осевые,  радиальные  и  угловые  смещения  валов.  Состоит  из  двух  втулок 
(полумуфт с зубьями) и надетой на них обоймы с внутренними зубьями. Зуб-
чатые зацепления выполняют с боковым зазором; зубьям придают бочкооб-
разную форму; венцы полумуфт располагают на некотором расстоянии друг 
от  друга.  Зубчатые  муфты  малы  и  легки,  весьма  грузоподъёмны  (до  100000 
кГм), высокооборотны. 

ВТУЛОЧНАЯ МУФТА 

 ФЛАНЦЕВАЯ МУФТА 

 

70

Однако  эти    муфты    чувстви-

тельны  к  перекосам.  Кроме  того,  при 
перекосах  валов  вследствие  трения  в 
зубьях    муфта  нагружает  валы  изги-
бающим  моментом  примерно  10%  от 
вращающего. 

Несущая  способность  муфт  рез-

ко падает с ростом перекоса валов. 

Размеры  муфт  подбирают  по 

таблицам  в  зависимости  от  вращаю-

щего  момента,  который  находят  по  наибольшему  длительно  действующему 
моменту на ведущем валу. 

 
7.3. ПОДВИЖНЫЕ МУФТЫ 
 
Допускают  соединение  валов  с  повышенным  взаимным  смещением 

осей как вызванными неточностями, так и специально заданными конструк-
тором. 

Ярким  представителем  этого  семейства  являются  шарнирные  муфты.  

Идея  муфты  впервые  предложена 
Джероламо Кардано в 1570 г. и до-
ведена  до  инженерного  решения 
Робертом Гуком в 1770 г.  Поэтому 
иногда  в  литературе  они  называ-
ются карданными муфтами, а ино-
гда – шарнирами Гука. 

Шарнирные муфты соединяют валы под углом до 45

о

,  позволяют соз-

давать цепные валы с передачей вращения в самые недоступные места. Всё 
это возможно потому, что крестовина является не одним шарниром, а сразу 
двумя с перпендикулярными осями. 

Прочность  карданной  муфты  ограничена  прочностью  крестовины,  в 

особенности  мест  крепления  пальцев  крестовины  в  отверстиях  вилок.  По-

               ЗУБЧАТАЯ МУФТА 

 ШАРНИРНАЯ МУФТА 

 

71

ломка крестовины – весьма частый дефект, известный, практически, каждому  
автовладельцу. 

Муфты выбираются по каталогу. Проверочный расчёт ведётся для рабочих 

поверхностей шарниров на смятие, проверяется   прочность вилок и крестовины. 

Малогабаритные шарнирные муфты стандартизованы в диапазоне диа-

метров  8 

÷ 40 мм и моментов  1,25 ÷ 128 кГм. Крестовина выполнена в виде 

параллелепипеда.  Шарнир  обра-
зуется с помощью вставных осей, 
одна  из  которых  длинная,  а  дру-
гая  состоит  их  двух  коротких 
втулок, 

стянутых 

заклёпкой. 

Конструкция  весьма  технологич-
на.  

Карданные передачи с шарнирной муфтой применяются на российских 

железных дорогах в рамном подвешивании редуктора электропоездов и элек-
тровозов  серий  ВЛ,  ЧС,  ЭР.  Передача  вращающего  момента  от  двигателя  к 
колёсной  паре  карданной  муфтой  компенсирует  несоосность  валов  якоря  и 
зубчатого колеса при смещениях рамы тележки относительно колёсных пар. 

 

7.4. УПРУГИЕ МУФТЫ 
 
Предназначены главным образом для смягчения (амортизации) ударов, 

толчков  и  вибрации.  Кроме  того,  допускают  некоторую  компенсацию  сме-
щений валов. 

Главная особенность таких муфт – наличие металлического или неме-

таллического  упругого  элемента.  Способность  упругих  муфт  противостоять 
ударам и вибрации значительно повышает долговечность машин. 

Муфты с таким  упругим элементом применяются с 1972 г. для соеди-

нения мотора и редуктора моторного вагона электропоезда ЭР2Р.  

Муфта  с  упругой  торообразной  оболочкой  может,  фактически,  рас-

сматриваться, как упругий шарнир Гука. Она способна компенсировать зна-
чительные неточности монтажа валов. 

 МАЛОГАБАРИТНАЯ ШАРНИРНАЯ МУФТА 

 

72

Лёгок монтаж, демонтаж 

и  замена  упругого  элемента. 
Допускаются 

радиальные 

смещения 1 

÷ 5 мм, осевые 2 ÷ 

6  мм,  угловые  1,5 

÷  2

о

,  угол 

закручивания  5 

÷ 30

о

. 

 

Несущая  способность  (и 

прочность)  муфт  зависит  от 

крепления  оболочки  к  фланцам.  Стандартизованы  муфты  с  неразрезной  уп-
ругой оболочкой в диапазоне моментов  2 

÷ 2500 кГм. 

 

Широкое  применение  находит  упругая  втулочно-пальцевая  муфта 

("МУВП").   

Здесь  нет  необходимо-

сти  крепить  резину  к  металлу, 
легко  заменять  упругие  эле-
менты при износе.  

В этих муфтах момент 

передаётся  через  пальцы  и 
насаженные  на  них  упругие 
элементы в форме колец или 
гофрированных  втулок.  Та-

кие муфты легки в изготовлении, просты в конструкции, удобны в эксплуа-
тации  и  поэтому  получили  широкое  применение,  особенно  для  передачи 
вращения от электродвигателя. 

Муфты нормализованы в размерах  16 

÷ 150 мм и моментов  3,2 ÷ 1500 

кГм. 

К сожалению, радиальные и угловые смещения существенно снижают 

срок службы упругих элементов и повышают нагрузки на валы и опоры. 

Муфты  рассчитывают  по  допускаемым  давлениям  между  пальцами  и 

упругими втулками 

P = 2 M

вр 

/ (zDdl) 

≤  [p], 

          УПРУГАЯ  МУФТА 

 УПРУГО-ВТУЛОЧНО-ПАЛЬЦЕВАЯ МУФТА 

(МУВП)