Кулачковая зубчатая муфта — это разновидность компенсирующей (жёстко-упругой) муфты, предназначенной для соединения двух валов с целью передачи крутящего момента. Её основная конструктивная особенность — наличие зубчатого зацепления, в котором наружные зубья имеют бочкообразную (сферическую) форму, а внутренние зубья — прямые. Эта форма, в отличие от прямых зубьев, позволяет муфте компенсировать несоосность валов: радиальную, осевую и угловую.
Принцип работы основан на взаимодействии пары зубчатых венцов: наружной обоймы (полумуфты) с бочкообразными зубьями и внутренней обоймы с прямыми зубьями. Бочкообразная форма наружных зубьев обеспечивает их контакт с внутренними зубьями не по прямой линии, а по поверхности. Это позволяет зубьям плавно смещаться друг относительно друга при наличии перекоса или смещения осей валов, продолжая передавать усилие, и значительно улучшает распределение нагрузки по поверхности зуба.
По сравнению с муфтами с прямыми зубьями, кулачковая муфта обладает рядом преимуществ:
Высокая нагрузочная способность и компактность: При одинаковых габаритах передаёт на 15–20% больший крутящий момент.
Увеличенная компенсационная способность: Допускает большие угловые смещения (до 1°30′ против 1° у прямозубых).
Улучшенные условия контакта и долговечность: Бочкообразная форма предотвращает концентрацию напряжений на кромках зубьев, уменьшает износ и шум.
Высокий КПД: Достигает 99.7%.
Удобство монтажа: Расширяющаяся к краям форма внешних зубьев облегчает сборку и разборку.
Благодаря своей надёжности и способности работать в тяжёлых условиях, кулачковые муфты широко используются в отраслях с низкоскоростными и высоконагруженными приводами, таких как металлургия, горнодобывающая промышленность, подъёмно-транспортное оборудование (краны), химическая и нефтяная промышленность, а также общее машиностроение. Высокоточные и динамически сбалансированные муфты также могут применяться в высокоскоростных приводах, например, в газовых турбинах.
Важные замечания по эксплуатации:
Смазка и герметичность: Поскольку зубья в процессе работы совершают относительное скольжение, для снижения износа и отвода тепла обязательно требуется качественная смазка (часто принудительная) и надёжное уплотнение.
Не для всех случаев: Эта муфта является жёстко-упругой, но не эластичной. Она не предназначена для гашения вибраций, ударов или для соединения валов с жёсткими требованиями к точности центровки.
