Одним из широко распространенных типов муфт являются - зубчатые муфты. Они представляют собой зубчатые механизмы с передаточным отношением равным единице.

Зубчатые муфты обладают рядом преймуществ по сравнению с другими типами муфт: - обладают высокой нагрузочной способностью; - имеют малые габариты; - просты в изготовлении и эксплуатации; - простота конструкции; - элементы зубчатых муфт не подвержены старению; -мало чувствительны к высоким температурам и к перепаду температур.

К недостаткам зубчатых муфт относится следующее: - их применение требует подвода жидкой смазки; - для изготовления зубьев с криволинейной образующей необходимы специальные приспособле- ния; - ограничение по температуре окружающей среды при использовании жидких смазок; - трудность балансировки плавающего промежуточного элемента (для двойных зубчатых муфт).

Зубчатые муфты делятся на два вида - одинарные и двойные, которые могут быть, как с прямолинейной, так и с криволинейной (бочкообразной) формой образующей. Одинарная муфта пре- дставляет собой зубчатое соединение двух полумуфт - втулки ( внутриней детали с наружными зу- бьями ) и обоймы (охватывающей втулку детали с внутриними зубьями ), которые жестко соединены со своими валами. Двойная муфта представляет собой две одинарные муфты с промежуточным плава- ющим элементом.

Зубчатые муфты работают при нарушении идеальных условий конткактирования зубьев, что обусловлено погрешностями взаимного расположения осей соединяемых валов (смещение и перекос). Это приводит к перегрузке контактирующих поверхностей и их интенсивному износу.

Исследование работы зубчатых муфт показывают, что основным видом их эксплуатационных отказов является износ контактирующих поверхностей зубьев (до 80-85%); примерно 10-15% при- ходится на схватывание контактирующих поверхностей зубьев, обусловленое дополнительным дейст- вием температурного фактора ; около 5-10% приходится на усталостный излом зубьев и др. элеме- нтов муфт.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что основная причина выхода из строя зубчатых муфт - контактные явления, происходящие в кинематических парах узлов (в зубьях) и приводящие к необходимости, в связи с повышенным износом трущихся поверхностей зубьев, своевременно за- менять всю муфту. Следовательно, в зубчатых муфтах при их стандартном исполнении нерациональ- но используется материал т. к. наиболее слабый элемент соединительной муфты (зубья) выходят из строя раньше, чем другие её элементы (валы, втулки, обоймы), и поэтому он лимитирует срок службы всего узла в целом.

Магистранская работа посвящена вопросам поиска конструктивных итехнологических меропри- ятий по повышению несущей и компенсирующей способности зубчатых муфт

В работе приведен анализ существующих мероприятий по повышению несущей и компенсирующей способности и анализ факторов влияющих на работоспособность зубчатых муфт

К известным методам повышения несущей и компенсирующей способности зубчатых муфт отно- сятся: компенсация первичных погрешностей зубчатых муфт;продольная модификация зубьев;про- фильная модификация зубьев.

Способ компенсации первичных погрешностей зубчатых муфт заключается в решении двух за- дач: - взаимная компенсация геометрического (er) и кинематического (ek) экс-центриситетов каж- дого из зубчатых венцов полумуфт; - взаимная компенсация первых гармоник кинематических погрешностей зубчатых венцов полу- муфт при сборке их в соединение.

Первая из названых задач решается в процессе нарезания зубчатых венцов полумуфт, для чего геометрический эксцентриситет ориентируется в противофазе к кинематическому эксцентриси- тету кинематической цепи зубообрабатывающего станка, и в таком положении нарезается зубчатый венец каждой из полумуфт.

Вторая из названых задач решается в процессе сборки муфты, для чего со-вмещаются между собой зубья полумуфт с максимальным из двух значений er и ek.

Таким образом , в процессе изготовления и монтажа муфты уменьшается или взаимно компен- сируются погрешности изготовления зубчатых венцов полумуфт.

Профильная модификациязубьев применяется для компенсации радиальных погрешностей монта- жа муфт. К радиальным погрешностям относятся смещения валов полумуфт, которые приводят к не- равномерному распределению зазоров по высоте зубьев.

Введение профильной модификации зубьев муфты устраняет концентрацию контактных напряже- ний по высоте зубьев и таким образом повышает их стойкость против появления контактной корро- зии.

Для выполнения профильной модификации зубьев применяют специальный инструмент ,у кото рого участок профиля, формирующего головки втулки и обоймы, имеет криволинейную форму.

Такая профильная модификация приводит к тому, что: - контакт зубьев является линейчатым, что позволяет использовать результаты решения кон- тактной задачи теории упругости при определении параметров контакта зубьев муфты; - муфта становится менее чувствительной к смещению валов полумуфт, что благоприятно сказы- вается на снижении уровня контактных давлений на поверхностях зубьев; - исключаются из работы участки головок зубьев втулки и обоймы в которых имеются благо- приятные условиядля появления схватывания , обусловленого деформационным скольжением контак- тирующих поверхностей зубьев.

Продольная модификация зубьев применяется для компенсации осевых погрешностей монтажа муфт. К осевым погрешностям осевые смещения и перекос валов полумуфт, которые приводят к не- равномерному распределению из зазоров по длине зубьев.

Продольная модификация зубьев уменьшает концентрацию контактных давлений по линии зуба и обеспечивает большую равномерность распределения нагрузки между зубьями.

В применяемых в настоящее время зубчатых муфтах образующая боковой поверхности зубьев втулки может быть прямолинейной, ломаной , двусторонне скошенной ,эллиптической, круговой, что определяется предъявляемыми к муфте требованиями: обеспечение компенсации максимального угла перекоса при минимальном гарантированном боковом зазоре; получение нужного характера контакта поверхностей зубьев; уменьшение контактных напряжений и др.

Каждый из перечисленных способов апроксимации линии смецения исходного контура имеет свои достоинства и недостатки. При этом отклонение кривых друг от друга в пределах ширины втулки незначительно. Поэтому наиболее технологичной в изготовлении является апроксимация ли- нии смещения исходного контура по окружности. При этом компенсируется угол более 45ў, но имеются следующие недостатки: контакт зубьев является точечным, а это это отрицательно влия ет на долговечность муфты, пятно контакта смещается на вершину зуба из-за возникновения угла контактирования b между эвольвентными профилями, вследствии тангенциальных смещений рабочих поверхностей зубьев нагрузка по периметру зацепления муфты распределяется неравномерно.

Вместе с тем такие параметры линии смещения исходного контура при обработке зубьев поз- воляет исключить кромочные контакт на торцах зубьев и обеспечивает более равномерное распре- деление нагрузки по периметру зацепления муфты.

В работе предложен способ повышения несущей и компенсирующей способности методом пост- ранственного хонингования - пространственная модификация зубьев.

Пространственное зацепление с линейным касанием рабочих поверхностей зубьев может быть получено при соблюдении двух условий: - нарезание поверхностий зубьев одного из зубьев механизма производится инструментальной поверхностью полностью совпадающей с поверхностью зубьев другого звена передачи; - относительное движение нарезаемого звена и инструмента должно быть таким же, какое имеют нарезаемое и сопряжённое звенья в механизме .

Для выполнения изложенных выше условий необходимо осуществлять обработку с помощью спе- щиального инструмента - дискового хона с внутриними зубьями , боковая поверхность которых по лностью совпадает с боковой поверхностью зубьев обоймы. И выполняются относительные движения инструмента полностью совпадающие с относительным движением втулки и обоймы при эксплуатации.

Для данного способа обработки получены следующие результаты: -геометрия зубчатой втулки; -геометрия инструмента; -контактные линии на зубе втулки и обоймы для различныхуглов перекоса; -профили зуба в зависимости от его длины; -полученны формулы сечения зуба цилиндром любого диаметра.

На основе разработанного способа пространственной модификациизубьев сконструировано приспособление для реализации данного способа.Разработан технологический процесс получения зубчатых втулокс рациональной бочкообразностью в условиях массового производства.