Как соединить два вала разного диаметра

Муфта для соединения валов

Для соединения отдельных элементов устройства применяются специальные механизмы. В последнее время распространены именно соединительные муфты. Они могут обладать самыми различными свойствами, классификация проводится по области применения и другим критериям. Неправильный выбор муфты приводит к повышенному износу конструкции.

Как соединить валы механизмов?

Для передачи осевого вращения применяются валы, на котором могут крепится различные шестерни и звездочки. Соединение проводится при применении различных методов, к примеру, используются муфты для соединения валов. К их особенностям относятся нижеприведенные моменты:

Есть возможность выполнять демонтаж.
Существенно упрощается сбор и производство конечного изделия.
Многие типы изделий позволяют компенсировать различного рода смещения, которые могут возникать при работе устройства.
Устройство может выдерживать существенную нагрузку.

Сегодня детали соединяются между собой при применении технологи сварки крайне редко. Это связано с тем, что вибрация и другое воздействие может стать причиной появления трещин и других дефектов.

Неправильная фиксация может привести к поломке устройства. Изделие выбирается в зависимости от эксплуатационных условий. К примеру, валы могут смещаться в самых различных направлениях.

Самодельная соединительная муфта

Для существенного снижения затрат рассматривается возможность использования самодельной конструкции. Среди особенностей выделим следующие моменты:

Для создания самодельной конструкции требуется звездочка, которая может быть снята с коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания.
Передача вращения осуществляется при помощи цепи. За счет применения стали при изготовлении этого изделия существенно повышается прочность.
Подключение осуществляется за счет двух полумуфт. При этом звездочка должна распиливаться пополам. На каждую полумуфту будет навариваться обрезанная часть звездочки.
Крепление полумуфты осуществляется при помощи болтов. Однако, подобный способ соединения не рекомендуется в случае, если оказываемая нагрузка существенная. Фиксация разъемных элементов обеспечвается за счет шпонки при передаче большого усилия.

Приведенная выше информация указывает на то, что подобное изделие может быть изготовлена при применении подручных материалов. При этом полученное устройство устанавливается для передачи высокого крутящего момента.

Классификация муфт

Выделяют много различных подобных изделий, при помощи которых проводится передача вращения. Классификация по предназначению выглядит следующим образом:

Постоянные или соединительные.
Сцепные и управляемые.

Приводные модели устанавливаются в самых различных конструкциях. Ни требуются для непосредственной передачи усилия.

Изделия соединительные для валов применяются для постоянной передачи вращения. Делятся они на несколько основных групп:

Жесткие.
Глухие.
Соединительные.
Подвижные или гибкие.

Самым простым вариантом исполнения можно назвать глухие муфты. При изготовлении втулок и других элементов могут применяться самые различные материалы, большая часть которых характеризуется высокой степенью защиты от воздействия окружающей среды.

Довольно большое распространение получили конусные переходные муфты, так как они просты в изготовлении и могут прослужить в течение длительного периода. Могут устанавливаться и шлицевые варианты исполнения, которые могут передавать большое усилие в случае эксплуатации.

Классификация гибких вариантов исполнения также проводится по большому количеству различных признаков. Большое распространение получили следующие:

Расширительные. Они характеризуются тем, что могут компенсировать осевое смещение деталей относительно друг друга.
Крестовые. Подобные механизмы устанавливаются в случае, когда есть вероятность радиального смещения.
Мембранные и поводковые, которые рассчитаны на радиальное и осевое смещение. Поводковые имеют специальный элемент, который обеспечивает фиксацию положения обоих элементов.

Выбор наиболее подходящего соединительного элемента проводится по диаметральным размерам. Полумуфты компенсируют смещение оси, однако для повышения показателя КПД проводится добавление масла. В большинстве случаев при изготовлении применяется сталь, которая характеризуется повышенной устойчивостью к износу. При необходимости защиты механизма от воздействия электричества применяются специальные материалы, обладающие определенными свойствами.

Не стоит забывать о том, что крестовые изделия характеризуются существенным недостатком – увеличение мертвого хода из-за сильного износа выступов.

В некоторых случаях применяется поводковый вариант исполнения, который также характеризуется определенными достоинствами и недостатками.

Жесткое соединение валов

Применяется довольно большое количество различных способов соединения валов, все они характеризуются определенными качествами. Жесткий метод подключения используется тогда, когда соединение проводится с учетом отсутствия вероятности смещения узлов относительно друг друга на момент эксплуатации. Классический способ соединения характеризуется следующими особенностями:

В большинстве случаев соединение проводится при помощи фланцев, которые являются частью различных механизмов. Также проводится монтаж жестких муфт, их насаживание проводится методом прессования.
Довольно большое распространение получил одноопорный вариант исполнения вала. В этом случае в качестве второй опоры применяется само соединение.
Также для фиксации могут применяться болты. При этом они должны плотно входить в отверстие, так как в противном случае могут возникнуть серьезные проблемы.
В рассматриваемом случае часто применяется зубчатая или поперечно-свернутая муфта.

Поперечно-свернутый вариант исполнения применяется для соединения различных деталей, которые устанавливаются в электрических машинах и других различных агрегатах. Подобная конструкция состоит з следующих элементов:

Две полумуфты. Они насаживаются на концы валов, которые соединяются в одну систему.
Обе части рассматриваемой конструкции имеют центрирующие выступы и специальную выточку, соединение обеспечивается за счет прочных болтов.
Предохранительные муфты не могут проворачиваться за счет специального шпоночного отверстия.
Осевое смещение исключается за счет стопорных винтов, которые вворачиваются на торцах.

Более сложным вариантом исполнения можно назвать зубчатую муфту, которая также состоит из двух отдельных частей. Внешняя поверхность представлена зубьями, которые входят в зацепление для обеспечения надежного соединения. Осевое смещение исключается за счет применения болтов.

Полужесткое соединение валов

Определенными особенностями характеризуется полужесткий тип соединения. Примером можно назвать случай соединения вала турбогенератора с паровой турбиной. В большинстве случаев на вал электродвигателя надевается полужесткая зубчато-пружинная муфта.

Рассматриваемый вариант исполнения соединительного элемента характеризуется следующими особенностями:

Конструкция состоит из двух полумуфт, которые фиксируются на обоих деталях. Подобным образом проводится монтаж устройства.
Фиксация одного элемента относительно другого проводится за счет упругой волнообразной ленточной пружины, который зачастую называется компенсатором.

Для обеспечения требуемого уровня защиты используется кожух, который изготавливается из самых различных материалов, устойчивых к воздействию окружающей среды. Несущественное изменение положения двух соединяемых элементов компенсируется за счет специального элемента.

Эластичное соединение валов

На момент эксплуатации устройства есть вероятность смещения двух элементов относительно друг друга. Решить подобную проблему можно за счет применения специальных элементов. Эластичные устройства могут устанавливаться в самых различных случаях, они характеризуются следующими особенностями:

Установка возможна в случае бокового или углового смещения валов в месте сопряжения.
Довольно большое распространение получили втулочно-пальцевые детали.

Классическое устройство представлено двумя полумуфтами, которые соединяются за счет специальных пальцев-болтов.

На поверхность надеваются специальные кожаные шайбы и манжеты, фиксация которых проводится за счет резиновых манжет.

Монтаж фрикционной муфты на быстроходный вал

При необходимости провести монтаж фрикционной муфты можно самостоятельно при наличии небольшого комплекта инструмента. Для получения качественного результата нужно соблюдать распространенные рекомендации:

Перед началом проведения работы следует удостовериться, что конструкция не имеет существенных дефектов. Даже незначительные дефекты становятся причиной снижения прочности соединения.
Довольно большое распространение получили упругие муфты. Их особенность заключается в наличии специального элемента, за счет которого происходит компенсация смещений. На момент монтажа нужно быть осторожным, так как слишком большое усилие может стать причиной повреждения активного элемента. Это же следует учитывать, когда устанавливаются предохранительные муфты.
В большинстве случаев фиксация проводится за счет запресовывания механизма. Исключить вероятность прокручивания устройства можно за счет применения шпонки.

На момент установки не рекомендуется применять кустарный метод фиксации, так как это может стать причиной повреждения конструкции. Примером можно назвать изменение формы и появление вмятин, трещин, снижение прочности и многие другие моменты.

Монтаж фрикционных и шариковых предохранительных муфт на тихоходный вал

Предохранительные устройства позволяют исключить вероятность повреждения основных элементов в случае перегрузки. В этом случае процесс монтажа практически ничем не отличается:

Фиксация проводится за счет шпонки. Подобный способ характеризуется весьма высокой надежностью.
Насадка полумуфт выполняется в натяг. Это исключает вероятность появления люфта и других проблем.
При насадке нельзя прикладывать большое усилие, так как может возникнуть серьезный дефект.

В продаже встречаются специальные инструменты, которые существенно упрощают работу по монтажу.

Монтаж фрикцонных муфт на тихоходный вал выходного редуктора

Часто установка изделия проводится на редуктор для его соединения с электрическим двигателем. Это можно связать с тем, что редуктор может заклинивать, это приводит к перегреву двигателя. Фрикционная муфта исключает вероятность возникновения подобной проблемы. Среди особенностей монтажа отметим:

Нельзя прикладывать ударную нагрузку, так как она может повредить само изделие.
Для упрощения захода обоймы может применяться смазка.
Нарушение правил монтажа может стать причиной повреждения основной части.

Самостоятельный монтаж должен проводиться исключительно с учетом рекомендаций, так как даже несущественный дефект становится причиной уменьшения эксплуатационного срока.

В продаже встречается просто огромное количество различных деталей, за счет чего не возникает существенных проблем при выборе. Основными критериями можно назвать тип применяемого материала при изготовлении, а также диаметральный размер. При выборе уделяется внимание тому, каким образом может проходить смещение соединяемых элементов.

Устройство для упругого соединения двух валов разного диаметра

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована при создании различных машин и механизмов. Устройство для упругого соединения двух валов разного диаметра содержащее два соосных вала разного диаметра соединенные промежуточной муфтой из эластичного материала, при этом муфта своей центральной частью соединена с хвостовиком вала меньшего диаметра, а с помощью стяжного хомута связана с валом большего диаметра.

Полезная модель устройства для упругого соединения двух валов разного диаметра относится к области машиностроения и может быть использована при создании различных машин и механизмов.

Цель полезной модели: получить минимальную по габаритам конструкцию устройства для упругого соединения двух валов разного диаметра.

Указанная цель достигается путем использования тонкостенного металлического хомута и муфты из эластичного материала в качестве промежуточного переходника от вала большего диаметра к валу меньшего диаметра.

Известна упругая соединительная муфта содержащая два вала одинакового диаметра, соединяемых с помощью отрезка резинового шланга и зажимаемого двумя хомутами. (Кн. «Запорожец». 230 практических советов по самостоятельному ремонту и профилактике. Составитель — Плиско Н.Л. Чебоксары: Чув. кн. изд-во, 1993, 200 с.)

Однако вышеупомянутое устройство непригодно для соединения валов разного диаметра.

Известно упругое соединение двух валов заканчивающихся дисками с двумя пальцами. При этом в качестве упругого промежуточного переходника используется резиновая муфта с четырьмя отверстиями под пальцы дисков. (Кн. Мотоциклы Урал, Днепр. Эксплуатация, ремонт. К.П.Быков П.В.Грищенко 2006, 207 с.)

В этом соединительном устройстве размер диаметров дисков и резиновой муфты намного больше диаметров валов, что влечет к увеличению габаритов всей такой конструкции.

В качестве прототипа принята конструкция по патенту RU (11) 98727 (13) U1. В этом устройстве, используемом в рулевой колонке транспортного средства, две соосные части полых валов соединены муфтой из эластичного материала, причем внутри первой части жестко закреплен стержень, проходящий через эластичные элементы муфты и входящий в полость второй части с зазором d,причем 0

Предлагаемая полезная модель устройства для упругого соединения валов разного диаметра состоит из вала большего диаметра — D и вала меньшего диаметра — d, при этом вал меньшего диаметра заканчивается хвостовиком с сечениями нескольких вариантов (например, с одной или несколькими пластинами, по форме квадрата или шестигранника). В качестве промежуточного переходника на хвостовик плотно одета муфта из эластичного материала (например, резины) и имеющая отверстие соответствующее профилю хвостовика. На ободе муфта имеет по меньшей мере одну кольцевую канавку или один кольцевой буртик. Для соединения валов используется один тонкостенный разрезной хомут со стяжным винтом. Хомут одной стороной охватывает вал большего диаметра, а другой стороной охватывает по ободу эластичную муфту. На внутренней поверхности хомут может иметь (как вариант) по меньшей мере один кольцевой выступ. С противоположной стороны от стяжного винта хомут снабжен балансировочным грузиком. При сборке стяжным винтом хомут затягивается с усилием достаточным для создания необходимых сил трения на ободе вала большего диаметра и ободе эластичной муфты для передачи крутящего момента исполнительному механизму.

Применение тонкостенного разрезного хомута и упругой муфты, наружного диаметра близкого по размеру диаметру наибольшего вала, позволяет иметь минимальные размеры соединительного устройства. Канавки или буртики на ободе муфты или на внутренней стороне хомута предотвращают относительное смещение муфты и хомута по горизонтали.

Сущность полезной модели поясняется следующими чертежами.

На фиг.1 показан общий вид полезной модели устройства для упругого соединения двух валов разного диаметра в сборе (вариант с хвостовиком в виде вала круглого сечения и двух жестко соединенных с валом пластин), где: 1 — вал большего диаметра, 2 — хомут, 3 — стяжной винт, 4 — пластина, 5 — вал меньшего диаметра, 6 — муфта из эластичного материала, 7 — балансировочный грузик, 8 — кольцевая канавка.

На фиг.2 показан вариант упругой муфты с квадратным отверстием под хвостовик вала и кольцевым буртиком на ободе муфты, где: 1 — упругая муфта, 2 — кольцевой буртик, 3 — квадратное отверстие.

Использование вышеприведенных особенностей предлагаемой полезной модели позволяет достичь поставленной цели — получить конструкцию устройства упругого соединения двух валов разного диаметра минимальных габаритов относительно размера диаметра наибольшего вала.

1. Устройство для упругого соединения двух валов разного диаметра, содержащее два соосных вала разного диаметра, соединенные промежуточной муфтой из эластичного материала, отличающееся тем, что промежуточная муфта из эластичного материала своей центральной частью соединена с хвостовиком вала меньшего диаметра, а обод муфты охватывается одной стороной стяжного хомута, причем своей другой стороной хомут охватывает вал большего диаметра.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на ободе муфты устраивается по меньшей мере одна кольцевая канавка.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на ободе муфты устраивается по меньшей мере один кольцевой буртик.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что хвостовик вала меньшего диаметра имеет круглое сечение и снабжен по меньшей мере одной пластиной.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что хвостовик вала меньшего диаметра выполнен в виде многогранника.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что стяжной хомут снабжен по меньшей мере одним балансировочным грузиком.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на внутренней поверхности стяжного хомута устраивается по меньшей мере один кольцевой выступ.

Поломка рулевого управления. соединение двух валов без шпонок и шлицов. допустимо ли?

Товарищи и господа инженеры.
вот объясните как так можно яхты строить?
до разборки думали, что как то умудрились сломать шпонку в верхнем валу, т.к. верхний вал свободно вращался от нижнего, а муфты соединены болтами.
после разборки оказалось, что муфты просто приварены к валам. Без шпонок, шлицов и т.п., что может адекватно воспринимать крутящие нагрузки.
придут механики — приварят. но на сколько это надежно и как долго проработает никто не знает.
есть идеи как исправить можно на месте? без съема верхнего вала? думаю может в муфте просверлить отверстие и немного на валу и какой то болт загнать. не ухудшит ли это ситуацию?
изображения большие вставились.
можно в контакте глянуть если кому удобнее
https://vk.com/feed?w=wall174606692_857
спасибо, если кто ответит.

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

На кручение ломается тут сварной шов, судя по вашему посту.
Сварной шов это кольцо или труба.
Расчёт труб на кручение есть в приложении к SCAD Кристалл.

Расчёт сварных швов ведётся по границе сплавления с металлом основы (у вас по 2 границам) и по шву. Формулы есть в пособии к старому стальному снипу. Но тут, боюсь, формально то надо искать морские нормы на швы. И вообще ситуация не сниповская. Не знаю.

В статике при кручении:
Касательные напряжения = Мк / Wр < сопротивления срезу или сдвигу * гаммас.
для кольца Wр=3,14*D^3/16*(1-(d/D)^4) момент сопротивления сечения при кручении — формулу проверьте, мог неправильно переписать с инета
Крутящий момент. Ну есть двигатель, к нему должен быть паспорт. Там указан крутящий момент номинальный при установившемся режиме работы и при пуске. Вот пусковой момент как раз большой, раза в 1,5-2 больше номинального. Больше двигатель всё равно не выдаст, что там как ни считай. На муфту должно приходиться меньше момента, вроде бы как, но не уверен.
http://www.soprotmat.ru/kruch.htm

Из стального снипа СП 16.13330 можно (а может и не можно) изъять сдвиг для стали. Или по сайту или по справочникам или по теориям с того сайта. При этом не путать сдвиг и срез.
гамма с — коэффициент условий работы из стального снипа, здесь я его просто так шутки ради привёл. Его не надо у вас.

Для динамики добавляется некий коэффициент.
По сути расчёт на усталость, это и есть тот же самый расчёт , но с учётом некоего коэффициента недогрузки сечения.
Тут надо долго разбираться, но всё должно быть в книгах по деталям машин и т.п.
Коэффициент учитывающий усталость должен получаться порядка 0,2-0,3 от прочности в статике. В зависимости от числа циклов и т.п.

И всё замыкается на стали. Вы же не будете её рвать, чтобы узнать что за сталь.
По хим. составу нужна лаборатория.
Самую плохую сталь тут, имхо, нет смысла считать, так как расчёт покажет что сталь не несёт.
Подозреваю, что-нибудь порядка сталей 10 — 20 . Хз. Надо к изначальным гаражным мореходам обращаться.

Добрый день.
Привод механический. цилиндры это авторулевые. Отец поставил 2 шт., т.к. один одно время постоянно барахлил (как потом выяснилось, около компаса положили металлические вещи (комп, еще что то) и он не включался и писал ошибку. Ну и вообще, автопилот на дальних переходах при небольшой команде — это спасение.
балер приварен. как нам показалось.
нам не очень подшипник нравится как стоит. кривовато, но когда разобрали, то вроде это какой то специальный такой. он немного вращается относительно плоскости посадки. И вообще там получается нижняя часть вала, где подшипиник, подбивается клином, чтобы муфты состыковались(там у одной из них есть шип, у другой типа паза по окружности). но это было сделано изначально на верфи.
сейчас приварили. сверху как мог мастер точечно еще прихватил. там уже не подлезть.
смазку надо набить. вроде шприцовка есть для масла. попробуем.
разместить можно. ссылочку только если что на сайт дайте http://mishavnedoma.h1n.ru/index.html тут стараюсь писать, когда время есть. с апреля уже в неоплачиваемом отпуске
может интересно будет и Вам что то почитать.

если что на канале видео есть. а так вот может будет интересно про шлюзование https://youtu.be/I41Rxp2xtmo

оффттоп
Offtop: мы в основном и рулим автопилотом. Эта поломка случилась прямо перед портом. вообще странно получилось. так то автопилот бы работал, но после того как палку вытащил. нырял в этой чаче и пытался выковырять. хорошо друг пилу подарил в виде нитки. она и помогла.
Мы идем по реке святого Лаврентия и тут все подтопило и много мусора на реке. а так как приливы и отливы, то в гавань для стоянки набивается много деревяшек. а нам надо было ждать открытия шлюза в марину, чтобы попасть. а причалы для ожидания все вот в деревяшка и мусоре. знали бы, то конечно покрутились бы на реке под двигателем, но пришвартовались. а когда задним ходом отходить стали, то маааленькая щепка попала между корпусом и пером руля и при повороте заклинило. отец немного посильнее надавил на штурвал и оп.ля. мы без управления. хорошо недалеко отошли и обратно пришвартовались. руль правда был повернут и яхта шла не прямо. хорошо есть подрулька и он не засосала в себя этот мусор и хорошо отработала.
потом уже заходили на аварийном румпеле. он непосредствееннго на перо руля крепится. у нас кстати два пера руля.
яхта Alubat. алюминевая с подъемным швертом. сейчас планируем идти в Гренландию и дальше северо-западным морским путем до Аляски.