Упругая муфта

Упругая муфта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для передачи вращения, и может быть использовано в различных установках для соединения несоосно расположенных валов, например между двигателем и насосом для уменьшения колебаний и вибраций.

Известна эластичная соединительная муфта (см. а.с. №119758 по МКИ - F 16 D 3/74, Бюл. №9 за 1959 г.), выполненная из двух зубчатых дисков с внутренним зацеплением и набора упругих элементов, например резины, и прикрепленных поочередно к торцовым поверхностям обоих дисков жестких элементов, положение которых регулируется прокладками.

Недостатками известной упругой муфты является сложность конструкции, невозможность передавать большой крутящий момент и уменьшение срока службы из-за срабатывания упругих элементов.

Наиболее близкой по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату - прототипом является упругая муфта (см. B.C.Поляков и др. Справочник по муфтам. Л., Машиностроение, 1979 г., стр.101-102, рис.III.43), содержащая две ступицы, соединенные через фланец спаренными резинометаллическими упругими элементами, состоящими из внутреннего и внешнего колец, соединенных вулканизацией с резиновым диском переменного сечения, обуславливающего постоянство касательных напряжений в резине при действии крутящего момента.

Недостатками известной упругой муфты являются сложность конструкции из-за использования двух упругих элементов с различной поверхности, отсутствия их симметричности, что ведет в процессе работы к быстрому нагреву резины, а также низкая долговечность и надежность, поскольку к верхнему металлическому кольцу резина привулканизовывается по небольшой площади с одинаковой твердостью по всему объему резины, при определении формы упругого элемента не учитывается действие на него крутящего момента, усилий от радиального, углового и осевого смещений валов по всему объему резины, а также действие центробежных сил отвращения упругой муфты.

Техническим результатом заявляемого изобретения является устранение указанных недостатков, повышение долговечности и надежности упругой муфты с учетом распределения интенсивности напряжений по всему объему резины, обусловленных действием усилий от радиального, углового и осевого смещений валов и центробежных сил.

Указанный технический результат достигается за счет того, что резиновый упругий элемент упругой муфты, привулканизованный к металлическим кольцам, закрепленным болтами на полумуфтах, выполнен в виде кольцевого диска, толщина которого уменьшается от внутреннего металлического кольца к внешнему металлическому кольцу и определяется по формуле:

где h - толщина диска;

М_кр - номинальный крутящий момент;

R - расстояние от оси вращения диска;

К - коэффициент учета действия интенсивности напряжений, обусловленных воздействием крутящего момента, усилий от радиального, осевого и углового смещений валов и центробежных сил.

Для упругого элемента по данной заявке величина коэффициента К определена путем расчета по методу конечных элементов и составляет К=0,45-0,48;

[τ]_ср - допускаемое касательное напряжение для резины;

R_min - минимальный радиус диска упругого элемента.

При этом на расстоянии в пределах 0,2-0,3 h от внутреннего и внешнего металлического кольца твердость резины диска выше твердости основного объема резины на 5-10 ед. по Шору.

Это повышает надежность привулканизации резины к металлу и снижает нагрев резины.

Сущность предлагаемой упругой муфты поясняется чертежом, на котором изображен продольный разрез упругой муфты.

Упругая муфта состоит из резинового упругого элемента в виде диска 1, привулканизованного к внешнему металлическому кольцу 2 и внутреннему металлическому кольцу 3, закрепленным на полумуфтах 4 и 5, болтами 6, 7.

При включении в работу упругой муфты крутящий момент от несоосных валов передается с полумуфты 4 на полумуфту 5 через упругий элемент в виде диска 1, привулканизованный к металлическим кольцам 2 и 3, закрепленным болтами 6, 7 на полумуфтах 4, 5.

Предлагаемая упругая муфта за счет увеличивающейся толщины и повышенной твердости привулканизованного слоя резинового упругого элемента позволяет передавать большие крутящие моменты, погасить значительные радиальные, угловые и осевые смещения соединяемых валов и увеличить долговечность работы упругой муфты за счет более равномерного распределения интенсивности напряжений и деформаций по всему объему резины.

1. Упругая муфта, содержащая две концентрично расположенные полумуфты одна с меньшим, а другая с большим диаметром, резиновый упругий элемент, привулканизованный к двум металлическим кольцам, закрепленным на этих полумуфтах, отличающаяся тем, что упругий элемент выполнен в виде кольцевого диска, толщина которого уменьшается от внутреннего металлического кольца к внешнему металлическому кольцу и определяется по формуле:

где h - толщина диска;

М_кр - номинальный крутящий момент;

R - расстояние от оси вращения диска;

К - коэффициент учета действия интенсивности напряжений, обусловленных воздействием крутящего момента, усилий от радиального, осевого и углового смещений валов и центробежных сил;

[τ]_ср - допускаемое касательное напряжение для резины;

R_min - минимальный радиус диска упругого элемента.

2. Упругая муфта по п.1, отличающаяся тем, что на расстоянии в пределах 0,2-0,3 h от внутреннего и внешнего металлического кольца твердость резины диска выше твердости основного объема резины на 5-10 ед. по Шору.