§ 17.3.1. Для уменьшения износа поверхности

Скольжение выступов в пазах сопровождается их износом. Интенсивность износа возрастает с увеличением несоосности и частоты вращения. Для уменьшения износа поверхности трения муфты периодически смазывают (отверстие 4 на рис. 17.6, а) и не допускают на них больших напряжений смятия. Последнее является основным условием расчета всех жестких муфт со скользящими деталями.

При расчете кулачково-дисковых муфт полагают, что натяг и зазор посадки выступов в пазы равны нулю . В этом случае деформации и напряжения в различных точках поверхности соприкосновения пропорциональны расстояниям этих точек до оси муфты (рис. 17.6,6); здесь эпюра напряжений смятия условно перенесена с боковых сторон паза на диаметр. Условия равновесия полумуфты можно записать в виде

 

 

где К—коэффициент динамичности режима нагрузки; h — рабочая высота выступов (рис. 17.6, а). На практике принимают D/d* 2,5...3.

Обычно детали кулачково-дисковых муфт изготовляют из сталей Ст5 (поковка) или 25J1 (литье). Для тяжелонагруженных муфт применяют легированные стали типа 15Х, 20Х с цементацией рабочих поверхностей.

При этом допускают
[асм] = 15...20 МПа.
Работа муфты с эксцентриситетом сопровождается потерями на трение и дополнительной нагрузкой валов. Дополнительная нагрузка валов от муфты FM равна силе трения в пазах:

 

 

или после преобразования с учетом формул (17.2) и (17.3)

 

 

В этой формуле отношение (Z)3 — d\)l\b{D2 — d?)] принято за радиус приложения некоторой фиктивной окружной силы муфты Ft = КТ/ Rcp. Приближенно

Таким образом, применение компенсирующих муфт значительно уменьшает, но не устраняет полностью вредных нагрузок на валы и опоры, связанные с несоосностью.

Для определения потерь на трение в муфте воспользуемся рис. 17.6, в. Нетрудно установить, что при повороте полумуфты на каждые 90° кулачки перемещаются в пазах на эксцентриситет ΔΓ. Например, после поворота на первые 90° центры полумуфты и диска совмещаются, так как паз полумуфты 1 займет горизонтальное положение, а полумуфты 2—вертикальное (см. также рис. 17.6, а). Таким образом, в пазах каждой полумуфты силы трения совершают работу на пути, равном 4ΔΓ, а в двух полумуфтах — 8ΔΓ за каждый оборот вала. Работа, потерянная на трение за один оборот, WTp = 8ArFM. Полезная работа в то же время Η/π = 2πΓ, а коэффициент полезного действия муфты г\ц = \ -{WTp/ Wn)•