1

Заняття 5.Продовження вивчення

Розділ 1. Основи «Деталей машин і механізмів».Тема 3. Основи «Деталей машин та механізмів».

8. Направляючі обертального руху: вали та осі, призначення, конструкція,матеріали.

Деякі деталі і вузли в процесі роботи повинні виконувати прямолінійні або обертальнірухи в заданому напрямку.

Направляючими називаються деталі, що забезпечують рухоме з'єднання, при якому однадеталь під дією прикладеної сили переміщається щодо іншої по певній траєкторії.

Розрізняють наступні види направляючих:а) за видом руху – направляючі прямолінійного руху і направляючі обертового руху;б) по виду тертя – направляючі з тертям ковзання та направляючі з тертям кочення.Окремі елементи машин (зубчасті колеса, шківи, зірочки, барабани, муфти та інші

елементи машин), що здійснюють обертовий рух, розміщують на осях та валах, якізабезпечують для цих елементів постійне положення геометричної осі обертання.

Вісь – деталь видовженої циліндричної форми, що підтримує елементи машини у їхньомуобертовому русі, не передаючи корисного крутного моменту.

Вал – деталь, призначена для передавання крутного моменту та підтримування елементівмашини у їхньому обертовому русі. Існують такі види валів, наприклад гнучкі дротяні таторсіонні, які не підтримують деталей, а лише передають крутний момент.

У деяких випадках конструктивне розв'язування певних задач може бути виконане звикористанням осі або вала.

Класифікація осей та валів. Осі, як правило, виготовляють прямими.За геометричною формою вали поділяються на прямі, колінчасті (вісь – просторова

ламана лінія) і гнучкі (змінювана просторова геометрична вісь) (Мал.1, е).За конструкцією вали передач (Мал.1) бувають: а – гладкі (трансмісійні та ін.); б –

ступінчасті; в – шліцеві; г – вали-шестерні; ґ – вали-напівмуфти; д – карданно-телескопічні;е – гнучкі; є – кулачкові.

Корінні вали машин несуть насобі окрім деталей передач робочіоргани машин двигунів або знарядь –колеса або диски турбін, кривошипи,інструменти, затискні патрони і т. ін.На мал.2 показані основні видикорінних валів: а – вали турбін; б –вали електричних двигунів; в –шпинделі верстатів; г – колінчастівали; ґ – ексцентрикові вали.

Щодо осей, то вони тежкласифікуються за призначенням. Намал.3 подана класифікація осей: а –осі пасових, зубчастих та іншихпередач; б – осі підіймально-транспортних машин; в – осітранспортних машин.

Опорні частини валів та осейназивають цапфами або шийками.

Прямі вали поділяють на вали постійного діаметра (вали трансмісійні і судновібагатопрогінні, див. мал.1, а); вали ступінчасті (більшість валів, див. мал.1, б, ґ, є; мал.2, а-б, ґ).

Мал.1. Класифікація валів передач.

2

Мал.2. Класифікація корінних валів. Мал.3. Класифікація валів за призначенням.

Вали можуть бути суцільними і порожнистими. Порожнистий вал значно легший відсуцільного, а тому такі вали застосовують за жорстких умов до маси (у літальних апаратах) таза необхідності проходу через вали або розміщення всередині валів інших деталей.

Вали можуть мати довжину до 7 м (або й більше). А тому для таких валів поставляєтьсякругла якісна сталь відповідної довжини (до 7 м), а довші вали виконують складеними, щонеобхідно також за умовами монтажу і транспортування.

Матеріалами для валів та осей є вуглецеві та леговані сталі. Заготовками для валівдіаметром до 150 мм у більшості випадків є круглий прокат, а для валів більшого діаметра тафасонних валів – поковки. Поверхні валів, що призначені для спряження з іншими деталями,повинні бути точно і чисто оброблені різцями.

Для виготовлення валів в основному використовують вуглецеві сталі марок 20, 30, 40, 45та 50, а також леговані сталі марок 20Х, 40Х, 40ХН, 30ХГСА, 40ХН2МА, 18Х2Н4МА, та ін.Сталі 40ХН, 40ХН2МА, 30ХГТ, 30ХГСА та ін. застосовують для високонапружених валіввідповідальних машин. Вали з цих сталей піддають, як правило, поліпшенню, загартуванню звисоким відпуском або поверхневому гартуванню з нагріванням СВЧ і низьким відпуском(шліцеві вали, вали, що працюють у підшипниках ковзання, та інші випадки).

Швидкохідні вали, які обертаються у підшипниках ковзання, вимагають досить високоїтвердості цапф, а тому їх виготовляють із цементованих сталей 20Х, 12ХНЗА, 18ХГТ абоазотованих сталей типу 38Х2МЮА. Хромовані вали мають високу стійкість протиспрацювання. Наприклад, в автомобільній промисловості покриття хромом шийок колінчастихвалів збільшує ресурс до перешліфування у 3÷5 разів.

3

9. Підшипники ковзання: призначення, будова, матеріал, порівняльнаоцінка.

Підшипники служать опорами для валів і осей, вони підтримують їх у просторі,забезпечуючи можливість обертання і кочення, та сприймають прикладені до них радіальні йосьові навантаження. Від якості підшипників у значній мірі залежать працездатність ідовговічність машин. Щоб уникнути зниження ККД механізму, втрати в підшипниках повиннібути мінімальними.

Підшипники класифікують за видом тертя та сприйманим навантаженням.За видом тертя розрізняють:- підшипники ковзання, у яких опорна ділянка вала ковзає по поверхні підшипника;- підшипники кочення, у яких тертя ковзання заміняють тертям кочення за

допомогою установлення шариків або роликів між опорними поверхнямипідшипника і вала.

За сприйманим навантаженням розрізняють підшипники:- радіальні, які сприймають радіальні навантаження;- упорні, які сприймають осьові навантаження;- радіально-упорні, які сприймають радіальні й осьові навантаження.

Підшипники ковзання – це елементи опор валів і осей, які працюють в умовах ковзанняповерхні цапфи по поверхні підшипника. Їх робота можлива лише при розділенні цихповерхонь шаром мастила достатньої товщини.

Наявність шару мастила між робочими поверхнями може бути забезпечена надлишковимтиском, який буває гідродинамічним, що створюється при обертанні цапфи, абогідростатичним, що виникає внаслідок подачі мастила помпою. Основне практичнезастосування мають підшипники з гідродинамічним змащуванням.

Підшипники ковзаннявимагають систематичного наглядута неперервного змащування, маютьбільш високі втрати на тертя при ма-лих швидкостях обертання валів іпотребують підвищених пусковихмоментів під час пуску машини вдію. Крім цього, цапфи валів та осей,що працюють у підшипникахковзання, повинні мати високуякість поверхні для того, щобзапобігти прискореномуспрацьовуванню підшипника тацапфи.

Форма робочої поверхніпідшипника ковзання (мал.1) так само, як і форма цапфи вала, може бутициліндричною (а), плоскою (б), конічною (в) або кульковою (г). Опору, щопередає осьове навантаження, називають підп'ятником (мал.2).

Підп'ятники працюють, як правило, у парі з радіальнимипідшипниками. Більшість радіальних підшипників можуть сприймати такожі невеликі осьові навантаження. Для фіксування вала в осьовому напрямкуйого виготовляють східчастим з галтелями, а кромки підшипниказакругляють. Підшипники з конічною поверхнею (в) застосовують рідко. Їхвикористовують при невеликих навантаженнях у тих випадках, колинеобхідно систематично усувати зазор від зносу підшипника з метоюзбереження точності механізму. Так само рідко застосовують і кульковіпідшипники. Ці підшипники допускають перекіс осі вала, тобто маютьвластивість самовстановлення. Їх застосовують переважно як шарніри в

Мал 1. Форми робочої поверхні підшипника ковзання.

Мал.2. Підп’ятник збабітовою заливкою

4

підйомних механізмах з періодичним поворотом у межах обмежених кутів.Підшипники ковзання в машинобудуванні мають вужче застосування, ніж підшипники

кочення. Однак за деякими своїми позитивними характеристиками вони у деяких випадкахмають переважне або рівне використання з підшипниками кочення. Підшипники ковзаннязастосовують у таких випадках:

а) для опор валів (кутова швидкість ω > 500 рад/с), у режимах роботи яких довговічність підшипниківкочення досить низька (вібрації, шум, великі інерційні навантаження на тіла кочення);

б) для валів та осей, до яких ставляться високі вимоги щодо точності монтажу і забезпечення постійногоположення осі обертання;

в) для валів великого діаметра через відсутність стандартних підшипників кочення;г) у випадках, коли підшипники машини повинні бути роз'ємними (наприклад, для опор колінчастих

валів);д) при роботі підшипників у воді або агресивному середовищі, де підшипники кочення нероботоздатні;е) при потребі малих діаметральних розмірів, наприклад для близько розміщених паралельних валів;ж) для тихохідних валів та осей невідповідальних механізмів, де підшипники ковзання простіші за

конструкцією і дешевші, ніж підшипники кочення.Конструкції підшипників різноманітні і

визначаються конструкцією машини.Підшипники ковзання поділяються на нероз'ємні (див.

мал.3) і роз'ємні (див. мал.4.).У більшості випадків підшипники ковзання

складаються з корпуса, вкладишів і пристроїв, що змазують.У найпростішому виді підшипник ковзання являє

собою втулку (вкладиш), вбудовану в станину машини(мал.3).

Взаємодія опорної цапфи вала з підшипникомвідбувається через вкладиш та шар мастила між їхнімиповерхнями. Для подачі мастила у корпусі і у вкладишіпідшипника передбачається спеціальний отвір. Данийпідшипник є жорстким нероз'ємним підшипником.

Нероз'ємні (глухі) підшипники застосовують при малійшвидкості ковзання з перервами в роботі (механізмикерування й ін.).

Конструкція роз'ємного підшипникаковзання (мал.4), складається з корпусу 1,кришки 2 та вкладиша 3. Кришка до корпусукріпиться за допомогою болтів 4.

Роз'ємні підшипники ковзання маютьпереважне застосування, так, як вониполегшують монтаж валів і допускаютьрегулювання зазорів у підшипникузближенням кришки та корпусу. Дляправильної роботи підшипника площина йогороз'єму повинна бути виконаною перпендикулярно до напряму навантаження, яке сприймаєпідшипник. Щоб усунути бокові зміщення кришки щодо корпусу, площину роз'єму підшипниказдебільшого слід виконувати ступінчастою.

Основними розмірами підшипників ковзання є посадочний діаметр підшипника d тайого довжина l.

Найвідповідальнішою деталлю у підшипнику ковзання є вкладиш, який безпосередньосприймає навантаження. Матеріал вкладишів повинен бути стійким проти спрацьовування тазаїдання, мати достатню пластичність, щоб, не руйнуючись, сприймати ударні навантаження, акоефіцієнт тертя пари цапфа–вкладиш повинен бути мінімальним. Бажана також високатеплопровідність для кращого відведення теплоти від поверхонь тертя у підшипнику.

Мал.3. Нероз’ємний підшипник,встроєний в станину машини.1-втулка, 2-смазочна канавка,

3-штопорний гвинт, 4-станина машини.

Мал.4. Підшипник з роз’ємним корпусом і вкладишем.

5

За техніко–економічними міркуваннями більш доцільно, щоб у парі цапфа–вкладиш більшстійкою проти спрацювання була поверхня цапфи. З цією метою цапфи валів піддаютьповерхневому гартуванню, яке забезпечує високу твердість робочої поверхні.

Вкладиші виготовляють із різних матеріалів: чавуну, сплавів кольорових металів,спечених матеріалів, графіту та синтетичних матеріалів.

Матеріали вкладишів підшипників повинні мати:1. Достатню зносостійкість і високу опірність заїданню в періоди відсутності рідинного

змащення (пуск, гальмування й ін). Зношуванню повинні піддаватися вкладиші, а не цапфавала, тому що заміна вала значно дорожче вкладиша. Підшипник ковзання працює тимнадійніше, чим вище твердість цапфи вала. Цапфи, як правило, гартують.

2. Високу опірність тендітному руйнуванню при дії ударних навантажень і достатній опірвтоми.

3. Низький коефіцієнт тертя і високу теплопровідність з малим розширенням.Бронзові вкладиші широко використовують при середніх швидкостях і великих

навантаженнях. Найкращими антифрикційними властивостями володіють олов'яні бронзи(БрО10Ф1, БрО5Ц5С5 і ін.). Алюмінієві (Бра9ЖЗА й ін.) і свинцеві (БрСЗО) бронзи викликаютьпідвищене зношування цапф валів, тому застосовуються в парі з загартованими цапфами.Свинцеві бронзи використовують при знакоперемінних ударних навантаженнях.

Вкладиш з бабітовою заливкою застосовують для відповідальних підшипників приважких і середніх режимах роботи (дизелі, компресори й ін.). Бабіт є одним із кращихантифрикційних матеріалів для підшипників ковзання. Добре приробляється, стійкий протизаїдання, але має невисоку міцність, тому бабіт заливають лише тонким шаром на робочуповерхню сталевого, чавунного або бронзового вкладиша (див. мал.4). Кращими євисокооловяні бабіти Б86, Б83.

Чавунні вкладиші без заливання застосовують у маловідвісних тихохідних механізмах.Найбільше застосування одержали антифрикційні чавуни АЧС-1 і ін.

Металокерамічні вкладиші виготовляють пресуванням і наступним спіканням порошківміді або заліза з додаванням графіту, олова або свинцю. Особливістю цих матеріалів є великапористість, що використовується для попереднього насичення гарячою олією. Вкладиші,просочені олією, можуть довго працювати без підведення мастильного матеріалу. Їхзастосовують у тихохідних механізмах у місцях, важкодоступних для підведення олії.

Для вкладишів з неметалічних матеріалів застосовують антифрикційні пластмаси, щосамозмащуються, деревослоїсті пластики, тверді породи дерева, гуму й ін. Неметалічніматеріали стійкі проти заїдання, добре приробляються, можуть працювати при змащуванніводою, що має істотне значення для підшипників гребних гвинтів, насосів, харчових машин іт.п.

У масовому виробництві вкладиші штампують зі сталевої стрічки, на яку нанесенийтонкий антифрикційний шар (олов'яні і свинцеві бронзи, бабіти, фторопласт, найлон і ін.).

Переваги підшипників ковзання.1. Надійно працюють у високошвидкісних приводах (підшипники кочення в цих умовах мають низьку

довговічність).2. Здатні сприймати великі ударні і вібраційні навантаження внаслідок дії масляного шару, що демпфірує.3. Працюють безшумно.4. Мають порівняно малі радіальні розміри.5. Роз’ємні підшипники допускають установку їхній на шийки колінчатих валів; при ремонті не вимагають

демонтажу муфт, шківів і т.д.6. Для тихохідних машин можуть мати досить просту конструкцію.Недоліки.1. У процесі роботи вимагають постійного нагляду через високі вимоги до змазування і небезпеки перегріву;

перериви в подачі мастильного матеріалу веде до виходу з ладу підшипника.2. Мають порівняно великі осьові розміри.3. Значні втрати на тертя в період пуску і при недосконалому змащенні.4. Велика витрата мастильного матеріалу.

6

10. Підшипники кочення: будова, класифікація, порівняльна оцінка, умовніпозначення.

Підшипники кочення – це елементи опор осей, валів та інших деталей, що працюють навикористанні принципу тертя кочення.

Вони призначені для сприйняття радіальних, осьових та комбінованих постійних іциклічних навантажень і є основними видами опор в машинах. Спектр їхнього використаннянайрізноманітніший - від приладів точної механіки (наприклад, годинників) до автосамоскидіввеликої вантажності, літаків-гігантів типу "Мрія", великих океанських суден, блюмінгів та ін.

Підшипники кочення (мал.1) являють собою готовий вузол,основним елементом якого є тіла кочення – кульки 3 або ролики,установлені між кільцями 1 і 2 і утримувані на визначеній відстаніодин від одного обоймою, яка називається сепаратором 4. Упроцесі роботи тіла кочення котяться по доріжках кочення кілець,одне з яких у більшості випадків нерухоме. Розподіл навантаженняміж несучими тілами кочення нерівномірний і залежить відвеличини радіального зазору в підшипнику і від точностігеометричної форми його деталей.

В окремих випадках для зменшення радіальних розмірівпідшипника кільця відсутні і тіла кочення котяться безпосередньопо цапфі і корпусові.

Підшипники кочення широко поширені у всіх галузях машинобудування. Вонистандартизовані і виготовляються в масовому виробництві на ряді великих спеціалізованихзаводів. В Україні зараз п'ять заводів, які виготовляють підшипники кочення (в містах Харкові,Вінниці, Луцьку, Гніванні Вінницької області, Шахтарську Донецької області).

Переваги:1. Порівняно мала вартість унаслідок масового виробництва підшипників.2. Малі втрати на тертя і незначне нагрівання (втрати на тертя при пуску і сталому режимі роботи практично однакові).3. Високий ступінь взаємозамінності, що полегшує монтаж і ремонт машин.4. Мала витрата мастильного матеріалу.5. Не вимагають особливої уваги і відходу.6. Малі осьові розміри.Недоліки:1. Висока чутливість до ударних і вібраційних навантажень унаслідок великої твердості конструкції підшипника.2. Малонадійні у високошвидкісних приводах через надмірне нагрівання і небезпеку руйнування сепаратора від дії

відцентрових сил.3. Порівняно великі радіальні розміри.4. Шум при великих швидкостях.

Мал.2. Тіла кочення підшипників.

Підшипники кочення класифікують по наступних основних ознаках:Ø за формою тіл кочення (мал.2) – кулькові (а) і роликові, причому останні можуть бути

з циліндричними (б), конічними (в), бочкоподібними (г), голчастими (д) і крученими(е) роликами;

Ø по напрямку сприйманого навантаження – радіальні, упорні, радіально-упорні,упорно-радіальні;

Ø по числу рядів тіл кочення – однорядні і багаторядні;Ø по здатності самовстановлюватися – несамовстановлювані і самовстановлювальні

(сферичні);

Мал.1. Шариковий радіальнийпідшипник

7

Ø по габаритних розмірах – на серії. Для кожного типу підшипника при тому самомувнутрішньому діаметрі маються різні серії, що відрізняються розмірами кілець і тілкочення.

Кулькові підшипники ліпше працюють при підвищених швидкостях обертання і меншчутливі до перекосів. Роликові підшипники мають більш високу вантажність (приблизно на70–100%) порівняно з кульковими.

У залежності від розміру зовнішнього діаметра підшипника серії бувають: надлегкі,особливо легкі, легкі, середні і важкі.

У залежності від ширини підшипника серії підрозділяються на особливо вузькі, вузькі,нормальні, широкі й особливо широкі.

Основні типи підшипників кочення:а - шарикопідшипник радіальний однорядний; б - шарикопідшипник радіальний дворядний сферичний (самовстановлюється);

в - роликопідшипник з короткими циліндровими роликами радіальний однорядний без бортів на зовнішньому кільці;г - роликопідшипник з витими роликами радіальний однорядний; д - роликопідшипник з голчаними роликами радіальний з

бортами на зовнішньому кільці; е - роликопідшипник сферичний з асиметричними роликами радіальний дворядний;ж - шарикопідшипник радіально-упорний однорядний; з - роликопідшипник з конічними роликами радіально-упорний однорядний;

и - шарикопідшипник упорний одинарний.

Усі підшипники кочення мають умовні позначення (або маркування) яке складається зряду цифр і букв, що умовно позначають внутрішній діаметр, серію, тип, конструктивнірізновиди, клас точності й ін. і наноситься на торець кілець.

Дві перші цифри, рахуючи справа, означають внутрішній діаметр підшипників, до того ждля всіх підшипників із внутрішнім діаметром 20 мм і більше ці дві цифри означають частку відділення діаметра (в міліметрах) на 5. Для підшипників із внутрішнім діаметром до 9 мм першацифра праворуч показує фактичний розмір внутрішнього діаметра, мм. Внутрішні діаметри 10;12; 15 і 17 мм позначають двома цифрами 00; 01; 02 і 03 відповідно.

8

Третя цифра праворуч разом із сьомою свідчать про серію підшипників всіх діаметрів (d ≥10мм): основна з особливо легких серій позначається цифрою 1, легка–2, середня–3, важка–4,легка широка–5, середня широка–6 і т. д.

Четверта цифра праворуч показує на тип підшипника: 0 – радіальний кульковийоднорядний; 1 – радіальний кульковий дворядний сферичний; 2 – радіальний із короткимициліндричними роликами; З – радіальний роликовий дворядний сферичний; 4 – роликовий іздовгими циліндричними роликами або голчастий; 5 – роликовий із витими роликами; 6 –радіально–упорний кульковий; 7 – роликовий конічний; 8 – упорний кульковий; 9 – упорнийроликовий.

П'ята та шоста цифри праворуч, що вводяться не для всіх підшипників, характеризуютьїхні конструктивні особливості.

Цифри 6, 5, 4 і 2, що стоять через знак «тире» перед умовним позначенням підшипника,означають його клас точності (2 – найвищий клас точності). Нормальний клас точностіпозначається цифрою 0, яка не показується.

Приклади позначення підшипників: 318 – внутрішній діаметр d = 18 · 5 = 90 мм;3 – середня серія; 0 – радіальний кульковий однорядний підшипник (нулі перед

значущими цифрами спереду позначення не записуються); 7216 – внутрішній діаметр 80 мм,легка серія, підшипник роликовий конічний.

Основні параметри стандартних підшипників – розміри, маса, вантажність (статична ідинамічна), гранична швидкість обертання – наводяться у спеціальних каталогах підшипниківкочення.

Монтаж і демонтаж підшипників. Передмонтажем підшипникового вузла підшипник промиваютьу гарячій мінеральній олії або бензині. Посадковіповерхні вала і корпуса чисто протирають і злегказмазують. Для полегшення посадки підшипника на вал знатягом підшипник попередньо нагрівають до 80...90 °Св гарячій мінеральній олії або за допомогоюэлектроіндукційної установки. Силу напресовуванняприкладають до того кільця, що монтується з натягом(мал.3). Передача монтажних сил через тіла коченнянеприпустима.

Демонтують підшипники за допомогою знімачів(мал.4) і інших пристосувань, що виключають удари.

Щоб уникнути появи вм'ятин на доріжках коченняпри демонтажі підшипник захоплюють за внутрішнєкільце при видаленні з вала і за зовнішнє при видаленні зкорпуса.

Матеріали деталей підшипниківКільця і тіла кочення виготовляють в основному із

високовуглецевих хромистих сталей ШХ4, ШХ9, ШХ15,ШХ15-Ш, ШХ15СГ, ШХ15СГ-В, ШХ15СГ-Ш, ШХ20СГ, 15Г1, 18ХГТ, 20Х2М4А, 20НМ,95Х18-Ш та ін. При робочій температурі до 1000С ролики та кільця повинні мати твердість60÷65 HRC, а кульки – 62÷66 HRC.

Сепаратори піддаються інтенсивному спрацюванню через тертя ковзання з тілами коченняі кільцями. Тому їх виготовляють із антифрикційних матеріалів, а для масових підшипників їхштампують з м’якої вуглецевої сталі (наприклад, зі сталі Ст0 після відпалу), яка має добріантифрикційні властивості. Сепаратори швидкісних підшипників виготовляють масивними ізтекстоліту, фторопласту, бронзи (матеріали тут перераховані за порядком збільшенняшвидкохідності підшипника).

Домашнє завдання:11. Муфти: призначення, класифікація, будова і робота нерозчіпних, керованих і самодіючих муфт.

Мал.3. Пристрій для монтажу підшипників:1-захисне кільце

Мал.4. Знімач для підшипників

9

11. Муфти: призначення, класифікація, будова і робота нерозчіпних, керованихі самодіючих муфт.

У сучасному машинобудуванні більшість машин складайся зі складальних одиниць(вузлів) і механізмів. Для забезпечення кінематичного і силового зв'язку вали вузлів з'єднуютьмуфтам (мал.1).

Муфтами називають пристрої, що з'єднують вали і передають обертовий момент. Інколимуфтами з'єднують вал із розміщеними на ньому деталями – зубчастими колесами, шківами,зірочками тощо.

Мал. 1. Постійні сполучні муфти:а - жорстка некомпенсуюча втулкова; б - жорстка компенсуюча зубчаста; в - поєднання двох одинарних шарнірних асинхронних

муфт з проміжним валом; г - плаваюча кулачково-дискова; д - втулково-пальцьова; е - з тороподібною оболонкою;1 - вали, що сполучаються; 2 - втулка муфти; 3 - втулки із зовнішніми зубами; 4 - обойма з внутрішніми зубами; 5 - напівмуфти;

6 - проміжний вал; 7 - проміжний диск; 8 - тороподібна еластична оболонка; D - поперечні зсуви валів; d - кутовий зсув;d1 і d2 - кути перекосу шарнірних муфт.

Застосування муфт пов'язане з тим, що більшість машин, у тому числі і їхній привод,компонують із окремих складальних одиниць, що мають вхідні та вихідні вали. Такимискладальними одиницями є, наприклад, двигун, редуктор і робочий орган машини.Безпосередній кінематичний і силовий зв'язок між двигуном і редуктором, редуктором іробочим органом здійснюється за допомогою муфт. Потреба у муфтах виникає і в тих випадках,коли довгі вали за умовами технології виготовлення і складання або транспортування слід виго-товляти з кількох складових частин.

З'єднання валів і передавання обертового моменту є спільним, але не єдиним призна-

10

ченням муфт. Муфти можуть виконувати і інші функції, такі як компенсування похибоквзаємного розміщення валів, захист елементів машини від перевантажень, зменшеннядинамічних навантажень, з'єднання і роз'єднання робочого органу машини з двигуном без йоговимикання.

Характерні похибки взаємного розміщення валів, які потрібно з'єднувати муфтами – цеосьове, радіальне і кутове зміщення валів. На практиці переважно зустрічається комбінаціявказаних похибок, яка називається неспіввісністю валів.

У машинобудуванні використовують муфти дуже різноманітних конструкцій. Найбільшчасто вживані муфти стандартизовані.

Основною характеристикою муфти є обертовий момент, на передавання якого вонарозрахована. Важливими показниками конструкцій муфт є частота обертання, габаритнірозміри, маса і момент інерції.

Стандартні муфти не розраховують, а підбирають за обертовим моментом у відповіднихдовідниках. Лише у деяких випадках в разі потреби виконують перевірні розрахунки.

Усі муфти приводів машин за принципом роботи поділяють на три типи: механічні,електричні та гідравлічні.

Класифікація механічних муфт наведена на мал.2 у вигляді структурної схеми. Усімуфти поділяють на чотири класи: некеровані, керовані, самокеровані та комбіновані. Кожнийклас муфт складається з груп, а кожна група має відповідні підгрупи, види.

Мал. 2. Класифікація механічних муфт

Некеровані муфти. До класу некерованих муфт належать усі нерозчіпні (постійнодіючі) муфти, тобто такі, в яких частини муфти (ведуча і ведена півмуфти) з'єднані між собоюпостійно. Цей клас муфт є найпоширенішим.

Глухі муфти призначені для жорсткогоз'єднання співвісних валів. Вони буваютьвтулкові і фланцеві.

Втулкова муфта – найпростіша з глухихмуфт, суцільна і насаджується на кінці валів(мал.3), які підлягають з'єднанню. З'єднаннясуцільної втулки з валами може здійснюватись задопомогою штифтів, шпонок або за допомогоюшліців. При монтажі або демонтажі муфтивиникає потреба у відносному осьовому зміщеннівалів. Тому для втулкових муфт невикористовують посадки з гарантованим натягом.

Втулкові муфти застосовують для діаметрів валів d ≤ (60...70) мм. Матеріал втулок – сталь40, 45, а при великих розмірах – чавун СЧ 18, СЧ 20. Штифти виготовляють із сталей 45, 50.

Міцність муфти визначається міцністю її з'єднання з валами, а також міцністю самої

Мал.3. Втулкова муфта

11

втулки.Фланцева муфта (мал.4) складається з двох вико-

наних у вигляді фланців півмуфт, які насаджені на кінцівалів і з'єднані між собою болтами. Болти муфти ставлятьіз зазором, або без зазору.

У першому випадку обертовий момент передається зарахунок моменту сил тертя, що виникає у площині стикупівмуфт від затяжки болтів, а у другому випадку –безпосередньо болтами, які знаходяться під дієюдеформацій зрізу.

Фланцеві муфти стандартизовані (ГОСТ 20761–80)для валів діаметром 12–220 мм і обертових моментів8 – 45 000 Η·м.

Півмуфти виготовляють із сталі 35, сталевого литва 35Л або з чавунного литва. Болти, щоставляться з зазором, переважно зі сталі СтЗ, а болти без зазору – зі сталей 40, 45.

Міцність муфти визначається міцністю болтового з'єднання фланців.Якщо болти у муфті поставлені з зазором, то за розрахунками маса муфти набагато

більша, ніж для варіанта болтів без зазору для одного і того ж обертового моменту. Однакболти, що ставляться без зазору, вимагають підвищеної точності виготовлення для них отворіву півмуфтах і самі болти повинні бути також точно виготовленими.

Розглянуті глухі муфти прості за конструкцією, мають малі габаритні розміри, але некомпенсують похибок у взаємному розміщенні валів, що вимагає досить високої точності їхцентрування.

Пружні муфти використовують переважно для зменшення динамічних навантажень уприводі і можуть у деякій мірі компенсувати неспіввісність валів. 3а конструкцією пружнімуфти дуже різноманітні. За матеріалом пружних елементів їх поділяють на дві групи: муфти знеметалевими пружними елементами; муфти з металевими пружними елементами.

Основним матеріалом неметалевих пружних елементів є гума, оскільки вона має високіеластичність, демпфувальну здатність і діелектричні властивості. Металеві пружні елементимуфт виготовляють у вигляді гвинтових пружин, плоских пружин, сталевих пружиннихстержнів, пакетів пластин.

Широко застосовують такі муфти: пружні втулково–пальцеві; із пружним елементом увигляді зірочки; із тороподібною пружною оболонкою та ін.

Муфта пружна втулково–пальцева(МПВП) складається з двох півмуфт (мал.5),нерухомо закріплених в одній півмуфті пальців,на яких розміщені гумові гофровані втулки, щовзаємодіють із другою півмуфтою.

Пружність муфти забезпечується за раху-нок гофрованих втулок, здатних деформуватисьпри передаванні муфтою обертового моменту.МПВП допускає зміщення валів. Однакзміщення збільшують спрацювання пружнихелементів і нерівномірність розподілунавантаження між пальцями муфти. Крім цього,такі зміщення додатково навантажують вали урадіальному напрямі.

Перевагами МПВП є простота конструкції та заміни пружних елементів, малі габаритнірозміри та маса.

МПВП стандартизовані (ГОСТ 21424–75) для валів діаметром (10. ..160) мм і обертовихмоментів 6,3–16 000 Η·м.

Півмуфти виготовляють із сірого чавуну СЧ 20, сталі 30 або 35Л. Матеріал пальців – сталь

Мал.4. Фланцева муфта

Мал.5. Пружна втулково–пальцева муфта

12

45, а втулок – гума з границею міцності при розтягу не менш ніж 8 МПа.Роботоздатність МПВП визначається міцністю пальців та гумових втулок. Перевірний

розрахунок гумових втулок виконують за умовою обмеження тиску на поверхні їхньогоконтакту із пальцями, а самих пальців – за умовою міцності на згин.

Муфта з пружним елементом увигляді зірочки (мал.6) складається з двохпівмуфт, які мають торцеві кулачки.Кулачки входять у відповідні впадинирозміщеного між півмуфтами пружногоелемента – зірочки, виготовленої з гуми.Кожна півмуфта може мати два або, якпоказано на малюнку, три торцевікулачки. Взаємодія кулачків двохпівмуфт при передаванні обертовогомоменту здійснюється через пружнийелемент.

Дана муфта досить компактна і надійна в експлуатації, має малу податливість, їїроботоздатність різко спадає зі збільшенням неспіввісності валів. Цей тип муфт такожстандартизований (ГОСТ 14084-76) для діаметрів валів 6-48 мм і обертових моментів 2,5-400Η·м. Півмуфти переважно виготовляють із СтЗ.

Муфта з пружною оболонкою (мал. 7) склада-ється з двох півмуфт і тороподібної пружної оболонки,яка закріплюється до півмуфт гвинтами ідодатковими кільцями. Оболонку виготовляють ізгуми, армованої спеціальним кордом.

Муфта має високі амортизувальні і демпфувальнівластивості і може компенсувати значну неспіввісністьвалів. Діаметральні габаритні розміри таких муфтбільші, ніж пружних муфт інших типів. Муфти зпружною оболонкою стандартизовані (ГОСТ 20884–82)для валів із діаметром 14–200 мм і обертових моментів20–25000Η·м, ККД муфти η ≈ 0,98.

Жорсткі компенсуючі муфти використовують для з'єднання валів із незначноюнеспіввісністю, спричиненою неточністю виготовлення та монтажу, а також пружнимидеформаціями валів. Вони підвищують надійність роботи приводів, бо призводять до незначнихдодаткових радіальних навантажень на вали. Для жорстких компенсуючих муфт належатькулачково–дискові, зубчасті, ланцюгові, шарнірні та ін.

Кулачково–дискова муфта (мал.8) складаєтьсяз двох півмуфт, що взаємодіють між собою черезпроміжний диск. На внутрішніх торцях півмуфт єдіаметрально розміщені пази, а проміжний диск маєна обох торцях взаємно перпендикулярні виступи,які входять у пази двох півмуфт. Осьовий зазор міжпроміжним диском і півмуфтами дозволяєкомпенсувати поздовжні зміщення валів, а взаємноперпендикулярний напрям виступів на торцяхпроміжного диску забезпечує можливістькомпенсації похибок Δr і Δα.

Розміри муфти вибирають згідно з ГОСТ 20720–81 для діаметрів валів 16–150 мм іобертових моментів 16–16000Η·м.

Неспіввісність валів спричинює ковзання виступів проміжного диску у пазах півмуфт іїхнє спрацювання. Інтенсивність спрацювання зростає зі збільшенням неспіввісності та кутової

Мал. 6. Пружна муфта з гумовою зірочкою

Мал. 7. Муфта з пружною оболонкою

Мал. 8. Кулачково–дискова муфта

13

швидкості валів.Деталі кулачково–дискових муфт виготовляють із сталей Ст5 або 45Л. Для важко

навантажених муфт застосовують леговані сталі типу 15Х, 20Х із цементацією робочихповерхонь.

Роботоздатність кулачково–дискової муфти визначається стійкістю робочих поверхоньпроміжного диска і півмуфт проти спрацювання. Тому на вказаних поверхнях обмежуютьнапруження зминання при передаванні муфтою обертового моменту.

Спрацювання деталей муфти можна зменшити змащуванням поверхонь тертя твердимимастильними матеріалами на основі графіту або дисульфіду молібдену (рідкі і пластичнімастила не утримуються на деталях муфти під час її обертання).

Зубчаста муфта (мал. 9) складається з півмуфт 1 і2, що мають зубчасті вінці, і роз'ємної обойми 3 з двомавнутрішніми зубчастими вінцями.

Дві половинки обойми з'єднуються між собою задопомогою болтів або гвинтів. Зубці півмуфт і обоймимають евольвентний профіль, аналогічний профілюзубців зубчастих коліс, що дає змогу нарізати їхнормальним зуборізним інструментом.

Зубчаста муфта компенсує осьове, радіальне ікутове зміщення валів, бо її зубчасте зачепленнявиготовляють із гарантованим боковим зазором і зможливістю вільного осьового зміщення спряженихзубців, а самі зубці мають бочкоподібну форму зісферичною зовнішньою поверхнею.

Широке використання зубчастих муфт пояснюється їхніми перевагами: невеликою масоюі габаритними розмірами; високою несучою здатністю, що визначається великою кількістюзубців у зачепленні; допускає високі колові швидкості.

Зубчасті муфти стандартизовані для діаметрів валів 40–200 мм і обертових моментів1000–63 000 Η·м.

Деталі зубчастих муфт виготовляють із вуглецевих сталей марок 45, 50 або 40Х. Дляпідвищення стійкості проти спрацювання зубці півмуфт піддають термообробці до твердості неменше, ніж 45 HRC, а зубці обойми – не менше, ніж 40 HRC. Тихохідні муфти виготовляють зтвердістю зубців Η ≤ 350 НВ.

Компенсація неспіввісності валів під час роботи муфти супроводжується неперервнимковзанням у контакті зубців і відповідним їхнім спрацюванням. Практикою експлуатаціїзубчастих муфт виявлено, що спрацювання зубців є основною причиною виходу їх із ладу. Длязменшення спрацювання в обойму муфти заливають рідке мастило високої в'язкості.

Ланцюгова муфта (мал.10) складається з двохпівмуфт що виконані у формі двох зірочок із однаковимчислом зубців, охоплених одно– або дворяднимланцюгом.

За допомогою ланцюгових муфт можнакомпенсувати кутові Δα = (0,5...1,0)° і радіальні Δr =(0,5...1) мм зміщення валів. Зазори у зачепленні ланцюгаз півмуфтами забезпечують значний вільний хід, тому неможна рекомендувати використовувати ланцюгові муфтиу приводах із частими реверсами.

Для ланцюгових муфт характерні простотаконструкції, відносно невеликі габаритні розміри,зручність монтажу і демонтажу без осьових зміщень валів. Габаритні розміри ланцюгових муфтприблизно у 1,5 разів менші, ніж пружних втулково–пальцевих муфт.

Ланцюгові муфти стандартизовані (ГОСТ 20742–81) для валів діаметром 20–130 мм і

Мал. 9. Зубчаста муфта

Мал. 10. Ланцюгова муфта

14

обертових моментів 63–8000 Η·м.Шарнірні муфти застосовують при значних зміщеннях з'єднуваних валів. За конструкцією

та розмірами вони бувають дуже різноманітні.Найпростішою шарнірною муфтою є одинарна муфта, яка складається з двох півмуфт у

вигляді вилок, розміщених під прямим кутом, і шарнірно з'єднаної з вилками хрестовини.Недоліком такої муфти є те, що при рівномірному обертанні ведучого вала ведений валобертається нерівномірно.

Щоб забезпечити обертання веденого вала з постійно кутовою швидкістю або щоб буламожливість передавати обертовий рух між паралельними валами, а також збільшити кут γ міжвалами вище від граничного для одинарної муфти, слід застосовувати здвоєні шарнірні муфти.Потрібними умовами сталості кутової швидкості веденого вала є вимога, щоб обидва валиведучий і ведений були паралельні і нахилені відносно проміжного вала здвоєної шарнірноїмуфти під однаковим кутом, а дві вилки проміжного вала лежали в одній площині.

Шарнірні муфти допускають перекоси осей валів до 40–45°. За габаритними розмірамишарнірні муфти поділяють на малогабаритні, що передають невеликі навантаження, івеликогабаритні, які призначені для передавання середніх і великих навантажень.

Малогабаритні одинарні і здвоєні шарнірні муфти стандартизовані (ГОСТ 5147–80) длявалів діаметром 8–40 мм і обертових моментів 11,2–1120 Η·м.

Керовані муфти. До класу керованих належать муфти, за допомогою яких з'єднують іроз'єднують вали під час зупинки і роботи привода. Ці муфти поділяють на кулачкові іфрикційні.

Кулачкові муфти. Унайпростішому вигляді кулачковамуфта (мал.11, а) складається з двохпівмуфт, на торцях яких розміщенікулачки. Одна півмуфтазакріпляється на валу нерухомо, аінша, що знаходиться на другомувалу, може переміщатись уздовжцього вала. Рухому півмуфтупереміщають за допомогоюспеціального пристрою – механізмукерування муфтою. Вилку механізму керування розміщують у кільцевому пазу рухомоїпівмуфти. Із введенням у зачеплення кулачків двох півмуфт здійснюється передавання оберто-вого моменту від одного вала до другого (на мал.11(а) муфта показана у розімкненому стані).

Кулачкова муфта вимагає достатньо високої точності центрування валів, оскількиперекоси різко зменшують надійність її роботи. Дуже часто кулачкові муфти застосовують дляз'єднання або роз'єднання із валом розміщених на ньому зубчастих коліс (наприклад, укоробках швидкостей).У цьому випадку муфта і зубчасті колеса розміщуються на одному ітому ж валу.

Вмикання кулачкових муфт під час обертання валів завжди супроводжується ударами, якіможуть спричинити руйнування кулачків. Тому такі муфти не рекомендують використовуватидля вмикання приводів під навантаженням і при великих швидкостях відносного обертаннявалів (відносна колова швидкість кулачків ν > 1 м/с).

Розповсюджені форми кулачків показані на мал.11, (б, в). Прямокутний профіль вимагаєточного взаємного розміщення півмуфт у момент вмикання. Крім цього, у муфтах ізпрямокутним профілем кулачків завжди наявні технологічні зазори і пов'язані з цим удари призміні напряму обертання. Трапецієвидний профіль не вимагає точного взаємного розміщенняпівмуфт у момент вмикання, а бокові зазори тут компенсуються зміною глибини заходукулачків. Муфти з трапецієвидним профілем кулачків застосовують переважно у приводах ізреверсуванням навантаження.

Півмуфти кулачкових муфт виготовляють із сталей, що підлягають цементації, 15, 20,

Мал. 11. Кулачкова муфта

15

15Х, 20Х, а при великих розмірах – із сталей 45, 40Х, 40ХН. Твердість кулачків повинна бути Н³ 50...55 HRC.

Роботоздатність кулачкових муфт оцінюється в основному стійкістю кулачків протиспрацювання, яка залежить від напружень зминання на робочих поверхнях.

Фрикційні муфти передають обертовий момент за рахунок моменту сил тертя на робочихповерхнях їхніх деталей.

Під час вмикання фрикційних муфт обертовий момент на веденому валу зростаєпоступово і пропорційно збільшенню сили притискання поверхонь тертя. Це дозволяєз'єднувати вали під навантаженням і зі значною початковою різницею їх кутових швидкостей. Упроцесі вмикання муфта пробуксовує, а розгін веденого вала відбувається плавно без ударів.Фрикційна муфта може виконувати також функції запобіжного пристрою через можливепроковзування при перевантаженнях привода.

Фрикційні муфти за формою робочих поверхонь бувають таких видів: дискові, робочимиповерхнями яких є плоскі торцеві поверхні дисків; конусні, робочі поверхні яких мають конічнуформу; циліндричні, які мають циліндричну робочу поверхню.

Дискові фрикційні муфти бувають ізоднією парою поверхонь тертя і збагатьма парами поверхонь тертя. Намал.12(а) показано приклад найпростішоїдводискової муфти, а на мал.12(б) –багатодискової муфти.

У першому випадку муфтаскладається з двох півмуфт, притиснутиходна до другої своїми торцевимиплощинами (одна пара поверхонь тертя).Вимикання муфти здійснюється осьовим зміщенням на валу однієї півмуфти за допомогоюмеханізму керування.

У багатодисковій муфті є дві групи дисків – зовнішні і внутрішні, які з'єднані задопомогою шліців із відповідними півмуфтами, що розміщуються на двох валах. Вмикання абовимикання муфти здійснюється осьовим переміщенням натискного диска механізмом керуван-ня. Використання багатодискової конструкції дозволяє зменшити осьову силу стискання дисків,яка потрібна для передавання певного обертового моменту.

Таким чином, із застосуванням багатодискових муфт можна збільшити передавальнийобертовий момент у порівняно з дводисковою муфтою, якщо зберігається та сама силастискання дисків і їхні діаметри.

Найвідповідальнішими деталями фрикційних муфт є диски. Матеріали дисків повиннізадовольняти ті самі вимоги, що ставляться до матеріалів деталей фрикційних передач. Напрактиці широко розповсюджені такі комбінації матеріалів: загартована сталь по загартованійсталі або сталь по чавуні при достатньому змащуванні; азбестові або обкладки зі спеченогоматеріалу по сталі або чавуні без змащування.

Основним критерієм роботоздатності фрикційних муфт є стійкість проти спрацюванняповерхонь тертя.

Конусна фрикційна муфта має дві півмуфти, які стикаються між собою по конічнихповерхнях. Вмикання або вимикання муфти здійснюється осьовим переміщенням на валу однієїз півмуфт.

Конусні муфти порівняно з дисковими фрикційними мають більші габаритні розміри.Вони вимагають підвищеної точності центрування валів. Півмуфти в конусних фрикційнихмуфтах виготовляють із сталі або чавуну. Інколи застосовують облицювання однієї з поверхоньтертя матеріалами, що мають підвищені фрикційні властивості.

Із зменшенням кута конуса зменшується також потрібна сила притискання півмуфт.Однак використовувати дуже малі кути не рекомендується, оскільки може відбутисьсамозаклинювання півмуфт, що створить труднощі під час роз'єднання їх.

Мал. 12. Фрикційна дискова муфта

16

Самокеровані та комбіновані муфтиСамокеровані муфти автоматично з'єднують або роз'єднують вали, якщо параметри

роботи машини недопустимі за тими чи іншими показниками. В разі потреби з'єднання валівзалежно від швидкості обертання одного з них застосовують відцентрові муфти; із обмеженнямнапряму обертання і передавання навантаження використовують обгінні муфти, а ізобмеженням робочого навантаження – запобіжні муфти.

Відцентрові муфти автоматично з'єднують (роз'єднують) вали з досягненням певноїкутової швидкості. Такі муфти керуються відцентровою силою.

Відцентрові муфти для з'єднання валів при певній кутовій швидкості використовують:для автоматичного вмикання або вимикання робочого органу машини за допомогоюрегулювання кутової швидкості двигуна; для розгону машин із великими обертовими масамипри малому пусковому моменті двигуна; для підвищення плавності пуску машини в дію тощо.Муфти для роз'єднання валів при заданій кутовій швидкості переважно використовують дляобмеження високих швидкостей робочих органів машини, наприклад з метою запобіганняїхньому руйнуванню.

За конструкцією відцентрові муфти дужерізноманітні. На мал.13 зображена принциповасхема відцентрової муфти, що застосовуєтьсядля з'єднання валів при досягненні певноїкутової швидкості. Муфта складається зіз'єднаної з ведучим валом півмуфти 1, у пазахякої розміщені колодки 2, що утримуютьсяпружинами 3, і півмуфти 4 у вигляді барабана,закріпленої на веденому валу.

Під час обертання ведучого вала колодкизнаходяться під дією відцентрової сили Fv тасили пружини Рn. Якщо швидкість вала мала, тоFn > Fv і колодки не притиснуті до барабана,тобто муфта не передає обертового моменту(ведений вал не обертається). Із збільшеннямкутової швидкості ω1 зростає і відцентрова сила Fv, а при Fv > Fn колодки стикаються збарабаном і за рахунок сил тертя між колодками і барабаном передається обертовий момент доведеного вала (вал почне обертатись). Відповідно зі зменшенням кутової швидкості ведучоговала муфта розмикається.

Обгінні муфти передають обертовий момент тільки водному напрямі. Якщо кутова швидкість веденого вала більша,ніж ведучого, то відбувається автоматичне розмиканнякінематичного ланцюга привода. Такі муфти широкозастосовують у різних верстатах, автомобілях, мотоциклах,велосипедах та інших машинах.

Обгінні муфти за способом з'єднання півмуфт поділяютьна храпові і фрикційні. Переважне використання маютьфрикційні обгінні муфти з роликами, оскільки у них майжеповністю відсутній вільний хід і вони працюють безшумно.

Роликова обгінна муфта (мал.14) складається з зірочки 1,зовнішньої обойми 2, роликів 3 і притискних пристроїв 4, якізабезпечують мінімальний вільний хід і сприяють рівномірномурозподілу навантажень на ролики. Зірочки переважнорозміщують на валу, а обойма може бути з'єднана із зубчастим колесом, шківом або іншоюдеталлю. В деяких випадках обойма розміщується на іншому валу привода. В муфті зірочкаможе бути ведучою ланкою під час її обертання за годинниковою стрілкою, а обойма – під часобертання проти годинникової стрілки. Під час роботи муфти ролики силами тертя затягуються

Мал. 13. Принципова будова відцентрової муфти

Мал. 14. Обгінна роликова муфта

17

в бік звуження зазору між обоймою та зірочкою і заклинюються. Притискні пристрої у муфтіутримують ролики у постійному стиканні з обоймою та зірочкою.

В обгінних муфтах переважно використовують стандартні ролики із роликопідшипників, аобойму і зірочку виготовляють із сталей ШХ15, 20Х (твердість Η ≈ 60 HRC після цементації тагартування робочих поверхонь).

Запобіжні муфти використовують для захисту окремихорганів машини від перевантажень. Вони бувають ізнеруйнованими елементами та з руйнованими елементами.

Запобіжні муфти із неруйнованими елементами поділяють накулачкові, кулькові та фрикційні. Такі муфти спрацьовують, колиобертовий момент перевищує деяке наперед задане значення.

Кулачкові запобіжні муфти (мал.15) подібні до керованихкулачкових муфт, але вони не мають механізму примусовогокерування.

Тут півмуфти замикаються зусиллям стиснутих пружин. Кутпрофілю кулачків α у цих муфтах вибирають великим (α ≥ 40°).При перевантаженнях зачеплення кулачків порушується черезосьове зміщення рухомої півмуфти. Кулачкові запобіжні муфтистандартизовані для діаметрів валів 8–48 мм і обертових моментів4–400 Η·м.

Кулькові запобіжні муфти) за принципом дії схожі до кулачкових. При перевантаженняхпід дією осьових зусиль, обумовлених формою впадин в одній із півмуфт, кульки зміщаються восьовому напрямі і відбувається розмикання муфт. За ГОСТ 15621–77 для діаметрів валів 8–48мм такі муфти допускають обертові моменти 4–400 Η·м.

Фрикційні запобіжні муфти відрізняються від фрикційних керованих муфт відсутністюмеханізму керування. Ці муфти замикаються постійним зусиллям стиснутих пружин. Згідно зГОСТ 15622–77 передбачають фрикційні запобіжні муфти для діаметрів валів 9–48 мм іобертових моментів 6,3–400 Η·м.

У всіх розглянутих запобіжних муфтах регулювання обертового моменту, при якомувідбувається розмикання муфти, здійснюється відповідним стисканням пружин за допомогоюгайок.

Запобіжні муфти із руйнованим елементом застосовують при відносно рідкихперевантаженнях привода машини. Недоліком цих муфт є потреба заміни зруйнованихелементів.

В муфтах із запобіжним штифтом обертовий момент від однієї півмуфти до іншоїпередається через штифт, який зрізається при перевантаженні. Для відновлення роботи муфтиштифт заміняють.

Загартовані втулки, в яких знаходиться штифт, запобігають зминанню більш м'якогоматеріалу півмуфт штифтом і тим самим наближають дійсні умови зрізу штифта дорозрахункових.

Комбіновані муфти застосовують у тихвипадках, коли жодна з розглянутих вище муфт неможе повністю задовольнити усі вимоги, щоставляться до з'єднання валів приводногомеханізму.

На практиці використовують комбінаціїпружних муфт із запобіжними або керованимимуфтами. На мал.16 зображена пружна запобіжнамуфта – комбінація пружної втулково–пальцевої муфти та запобіжної муфти зі зрізнимштифтом. Така муфта об'єднує переваги МПВП (зменшення динамічних навантажень, деякакомпенсація неспіввісності валів) і одночасно захищає привод від перевантажень.

Мал. 15. Запобіжна муфта

Мал. 16. Комбінована муфта