Эти муфты служат для ограничения передаваемого момента и предохранения частей механизмов от поломок при перегрузках, превышающих расчетные.

Втулочные муфты со срезным штифтом

Размеры муфты (рис. 7) принимают

L = (3 - 5)d_в,              D= (1,5 - 1,8)d_в, или берут из табл. 1.

Исходными данными являются:
1. Наибольший номинальный вращающий момент Т_ном, передаваемый муфтой, Н-мм.
2. Расчетный вращающий момент Т срабатывания муфты Н-мм, во избежание случайных включений муфты берут Т = 1,25 Т_ном
3. Радиус расположения поверхности среза r, мм.
4. Материал предохранительного штифта: среднеуглеродистые стали.
5. Временное сопротивление разрыву (в зависимости от марки стали штифта) s_в, МПа.
Для расчета из табл. 22 берут коэффициент пропорциональности К между пределами прочности на срез и на разрыв.
При проектированном расчете для выбора К предварительно задается d.
Расчетный предел прочности на срез штифта, МПа

t_{ср =} Ks_в

Диаметр предохранительного штифта (проектировочный расчет), мм 

Предельный вращающий момент, Н-мм, при котором происходит срез штифта (проверочный расчет),

Рис. 7. Предохранительная втулочная муфта со срезным штифтом

22. Коэффициент пропорциональности К

Значения K приведены для муфт с осевым расположением штифтов. 
В муфтах с радиальным расположением штифта коэффициент K следует увеличивать на 5—10% . 

 23. Кулачковые, шариковые и фрикционные предохранительные муфты

Муфты общего назначения климатических исполнений У и Т категорий 1—3, климатических исполнений УХЛ и О категорий 4, по ГОСТ 15150—69 предназначены для предохранения привода при передаче вращающего момента от 4 до 400 Н-м в любом пространственном положении.
Допускаемое отношение моментов срабатывания T_макс/ Т_ном= 1,2.
Полумуфты изготавливают трех исполнений:
1- с цилиндрическим посадочным отверстием и шпоночным пазом по ГОСТ 23360-78;
2 - со шлицевым посадочным отверстием, соответствующим соединению средней серии по ГОСТ 1139—80;
3 — с эвольвентным шлицевым отверстием по ГОСТ 6033—80.

Размеры, мм

Предохранительная кулачковая  муфта по ГОСТ 15620-93	Предохранительная шариковая  муфта по ГОСТ 15621-77	Предохранительная фрикционная                 муфта по ГОСТ 15622-77

*ГОСТы предусматривают 2-й ряд для исполнения 1 как менее предпочтительный.
ГОСТ 15622—77 предусматривает муфты с моментом Т до 16 000 Н-м. Для размера b предельные отклонения по ГОСТ23360-78.
n - допускаемая частота вращения.
По ГОСТ 15622-77 материал фрикционной пары при относительной скорости скольжения: до 3 м/с - сталь по стали; свыше 3 м/с - бронза по стали.
Допускаемое давление на фрикционных поверхностях - не более 0,6 МПа. Пружины - по ГОСТ 13766-86.
Пример условного обозначения предохранительной кулачковой муфты с номинальным вращающим моментом 63 Н-м, диаметром посадочного отверстия 25 мм, исполнения 1, климатического исполнения У и категории 3:

Муфта 63—25-УЗ ГОСТ 15620—93 

То же, исполнения 2 с наружным диаметром шлицев d = 25 мм:

Муфта 63—6x21x25x5—УЗ ГОСТ 15620-93

То же, исполнения 3 с номинальным диаметром зубьев шлицев, d = 25 мм, модулем m = 1,5 мм:

Муфта 63—25x1,5—УЗ ГОСТ 15620-93

23.a Обозначение посадочных отверстий муфт с прямобочными шлицами по ГОСТ 1139-80

Размеры, мм

24. Элементы кулачковых предохранительных муфт

Основные размеры кулачковых предохранительных муфт те же, что и основные размеры кулачковых муфт (см. табл. 14).
Грань кулачка, расположенная под углом 30°, является рабочей.
Направление вращения валов — в одну сторону, согласно расположению граней.
Сила на кулачках:

Размеры, мм

	D	h	C	C1	K	f
	40	4	10,35	6,55	14,73	0,5
	45	4	11,22	7,44	16,03	0,5
	50	4	12,09	8,33	17,33	0,5
	55	4	13,39	9,66	18,63	0,5
	60	6	14,66	8,93	22,09	0,8
	70	6	16,83	11,17	24,70	0,8
	80	6	19,00	13,38	27,30	0,8
	90	6	21,17	15,59	29,90	0,8
	100	8	22,44	14,89	34,67	1,2
	110	8	24,61	17,11	37,36	1,2
	125	8	28,92	21,52	41,16	1,2
	140	10	32,38	23,05	47,23	1,5
	160	10	36,73	27,46	52,43	1,5

25. Дисковые муфты со срезным штифтом

Размеры, мм

Штифты цилиндрические по ГОСТ 3128—70; 1,5x18; 2x18; 3x18; 4x30; 5x30; 6x45; 8x45; 10x45. 
Материал: втулок—сталь 40Х, твердость 49,5 HRС_э; пробок—сталь 30, твердость 36,5 HRС_э.

Пружинно-кулачковые муфты

Предохранительные пружинно-кулачковые муфты (рис. 8) рассчитывают на контактную прочность и изгиб так же, как и сцепные кулачковые муфты.
Допускаемый вращающий момент по контактным напряжениям, Н-мм,

T = 0,5Dzbhp,

где D - средний диаметр кулачков, мм; обычно D выбирается в пределах 1,25-2,5 диаметра вала;
z - число кулачков; b - ширина кулачков, мм; h - высота кулачков, мм;
р - допускаемое номинальное давление, принимают равным 30 МПа.
Допускаемый вращающий момент по изгибу (определяют для кулачков с плоскими гранями при z >11)

T=(D z¹ b [s_и] l²)/6h

где z¹ - расчетное число кулачков, равное 1/2—1/3 общего числа кулачков;
[s_и] - допускаемое напряжение на изгиб, МПа, выбирают по пределу текучести с запасом не ниже 1,5;
l - толщина кулачков у основания, см; при беззазорном сцеплении:

где a - угол наклона рабочих граней, практически принимают не более 65°.
Потребную силу сжатия пружины Р_{пр, Н, для передачи вращающего момента определяют из следующих уравнений:}

	(1)
	(2)

где Тр - расчетный вращающий момент, мм; Н-мм; T_р = 1,3 Тном (Тном — наибольший номинальный вращающий момент);
D - средний диаметр кулачков, мм;
a - угол наклона рабочих граней, градусы;
р₁ - угол трения между кулачками (для стали 5—6°);
f₂ - коэффициент трения в шлицевом (шпоночном) соединении (для стали 0,15— 0,16); 
d - диаметр вала, мм.
Формула (1) не учитывает сил трения в кулачках и в шлицевом соединении, что соответствует работе муфты при длительной перегрузке. При мгновенных перегрузках предполагается действие сил трения и расчет ведут по формуле (2).
Для, надежности работы муфты кромки кулачков следует закруглять.

Рис. 8. Предохранительная пружинно-кулачковая муфта

26. Камни для перевода муфт 
Размеры, мм

Материал: для типа А - чугун СЧ 20, текстолит, бронза; для типа Б - сталь 40Х, твердость 49,5 HRC_э