Во многих технических устройствах для передачи крутящего момента от одного вращающегося узла другому используются специальные муфты. Их основная функция – служить передаточным звеном в современных приводных механизмах.
К представителем этой группы относится и рассматриваемые в этой статье изделия.
Что это такое?
Зубчатыми называются специальные компенсирующие муфты, состоящие из двух частей, используемых для передачи крутящего момента от одного технического узла другому.
Фото - типовая зубчатая муфта
Достигается это за счет зацепления внешних зубьев коронки и внутренних венцов полумуфт.
В состав типовой зубчатой муфты входят:
- Две полумуфты с внешними зубьями.
- Две обоймы с внутренними зубчатыми венцами.
- Резиновые уплотнители (сальники).
- Крепежные болты и отверстие под смазку.
Дополнительная информация: С их помощью удается передавать крутящий момент величиной до 60000 Нм.
Они устанавливаются между валами, диаметр которых составляет от 4-х до 20-ти см, а круговая скорость не превышает 30-ти метров в секунду. Рассматриваемые изделия надежно компенсируют как осевые, так и радиальные /угловые смещения валов (благодаря наличию в них торцевого зазора). Чтобы избежать случайных зацеплений кромок зубьев соседних полумуфт – они имеют бочкообразную форму.
При монтаже зубчатых соединений допускается рассогласование валов в следующих пределах:
- Радиальное смещение – от 0,2 до 0,6 мм.
- Осевой зазор – от 1,0 до 8,0 мм.
- Угловая разница – до 1,5 градуса.
С целью компенсации отклонений при несовпадении осей в конструкции предусмотрено кратковременное скольжение зубьев.
Области применения
Сфера применения этих изделий определяется особенностями конструкции и спецификой их функционирования.
Фото - зубчатая муфта в разрезе
Компенсационные муфты работают в следующих условиях:
- при несоосности валов, определяемой значением 0,5 градуса;
- с крутящим моментом, достигающим значительных величин (60000 Нм);
- с компенсацией отклонений, возможных из-за ошибок монтажа и вследствие износа.
Благодаря перечисленным возможностям и небольшим размерам, эти изделия широко применяются в различных видах транспортных средств, а также в передаточных узлах других механизмов.
Материал изготовления и разновидности
Для изготовления зубчатых муфт используются высокоуглеродистые стали марки 40, 40Х, 45Л или 50, а также пластические материалы повышенной износостойкости (полиамид, в частности).
В процессе производства применяются хорошо известные технологии (ковка или литье). Второй способ выбирается при изготовлении изделий диаметром 15 см и более.
В качестве примера рассмотрим муфту зубчатую марки "SITEX", в состав которой входят две полумуфты, изготовленные в виде металлических ступиц с венцами, и соединительное кольцо-демпфер.
Последнее сделано на основе полиамида и представляет собой втулку особой конструкции с внутренними шлицами. Посредством этого элемента кольцо сцепляется со ступицами муфты.
Основной параметр, определяющий качество рассматриваемого изделия – стойкость зубьев муфт и полумуфт к износу. Для повышения этого показателя зубчатые элементы в процессе изготовления повергаются термической обработке. После завершения этой процедуры они приобретают твердость, оцениваемую по шкале Роквелла значениями 45 и выше. Для корпуса (обоймы) самого изделия этот показатель составляет 40 единиц и более. У муфт с низкой скоростью вращения твердость зубьев не превышает 35.
Муфтовые соединения зубчатого типа классифицируются по размеру диаметра вала, а также по передаваемому ими крутящему моменту. Указанные параметры регламентируются действующими на территории России стандартами. Рассматриваемые механизмы также различаются по конструкции (с разъемной/неразъемной обоймой или с промежуточным валом) и по своему исполнению. Согласно последнему признаку они делятся на изделия с цилиндрическими и с коническими отверстиями.
Принцип работы
Для понимания принципа передачи крутящего момента от одного узла другому потребуется рассмотреть функционирование отдельных элементов конструкции.
Фото - муфта установлена на рабочем валу (в разрезе)
Оно может быть представлено последовательностью следующих действий:
- Сначала выходной вал рабочего агрегата приводит во вращение зубчатый венец первой полумуфты.
- Затем вращающий момент передается на внутренние зубья одной из половин разъемной обоймы.
- Через жесткое соединения он передается далее на внутренние зубья второй половины конструкции.
В результате этого крутящий момент приводит во вращение венец с зубцами второй полумуфты и вал приемного агрегата.
Возможные неисправности и их причины
К числу характерных неисправностей зубчатых муфт компенсирующего типа относят:
- Проворачивание приводного узла во время пуска.
- Появление визуально различимых трещин на корпусе изделия.
- Поломка соединительных (крепежных) болтов.
- Вытекание из муфты смазки.
- Ее перегрев.
Обратите внимание: Температура корпуса муфт в нормальном состоянии не должна превышать 40 градусов.
Поломки и полный выход из строя муфтового соединения возможны по целому ряду причин. Основные из них приведены в перечне, представленном ниже. Это:
- нарушение правил и рекомендаций по монтажу передаточного узла;
- несоблюдение инструкции по их эксплуатации;
- частичный или полный износ зубьев.
При наличии хотя бы одной из перечисленных ранее неисправностей рекомендуется полностью заменить муфту новой деталью.