Зубчатые торцовые муфты

Зубчатые торцовые муфты широко применяют в делительных устройствах станков с ЧПУ, например в поворотных столах расточных станков или револьверных головках токарных станков. Муфта состоит из двух плоских полумуфт с зубчатыми венцами, одна из которых прикреплена к неподвижной части, а другая — к поворотной.

При сочленении зубья одного венца входят во впадины другого, обеспечивая надежное центрирование, а также прочное, жесткое соединение элементов конструкции и высокую нагрузочную способность. После снятия осевой нагрузки одну полумуфту можно отвести вдоль оси от другой на высоту зуба, при этом происходит расцепление муфты, затем можно сцепить муфту в том же или в другом положении после взаимного поворота полумуфты. Точность фиксации зависит от накопленной погрешности шага зубчатых венцов. Стабильность фиксации при многократном сцеплении зависит от погрешностей профиля и направления зубьев, пятна контакта по высоте и длине зубьев, радиального и торцового биения венков относительно базирующих поверхностей, силы осевого сжатия и других параметров точности и конструктивных элементов.

Зубчатые венцы представляют собой плоские конические колеса с прямыми или круговыми зубьями, закаленными до высокой твердости. Сила стягивания обеих полумуфт в револьверных головках и поворотных столах достигает нескольких десятков килоньютонов, увеличение силы обычно повышает стабильность фиксации в результате увеличения жесткости соединения.

Рис. 1. Зубчатая торцовая муфта с прямыми зубьями

Зубчатые венцы обеих полумуфт с прямыми зубьями совершенно одинаковы (рис. 1, а). Их обрабатывают на зубофрезерных, зубострогальных и после термообработки на зубошлифовальных или специально приспособленных плоскошлифовальных станках. Зубья имеют переменную по длине зуба высоту, в радиальном направлении прямолинейны, в поперечном сечении имеют форму рейки с углом профиля α = 20° (рис. 1, б).

Рис. 2. Зубчатая торцовая муфта с круговыми зубьями (а) и профиль зубьев (б)

Зубчатые венцы полумуфт с круговыми зубьями (рис. 2) обрабатывают на зубофрезерных и зубошлифовальных станках для конических колес с круговыми зубьями. Боковые стороны зубьев при постоянной высоте по всей длине представляют собой цилиндрические поверхности, описываемые при обработке резцами вращающейся зубонарезной головки или абразивным кругом. Для того чтобы зубья полумуфт могли контактировать по всей длине, одну из полумуфт обрабатывают наружной, а другую внутренней стороной инструмента (с одним и тем же радиусом), в результате чего зубья одной полу муфты имеют выпуклую форму, а другой — вогнутую. Наладку процесса обработки проводят таким образом, чтобы кривизна выпуклых и вогнутых зубьев была одинаковой, что обеспечивает контакт по всей длине зуба. Угол профиля обычно равен 20-45°.

Муфты с прямыми и круговыми зубьями имеют примерно одинаковое распространение в конструкциях станков с ЧПУ. Прямозубые муфты более технологичны (обе полумуфты одинаковы), их можно изготавливать с большим числом зубьев и практически с любой шириной венца, легче контролировать некоторые параметры венца (например, направление зуба). Муфты с круговым зубом при тех же габаритных размерах имеют более высокую жесткость при сдвигающих усилиях и крутящих моментах.