Файл: Есипенко, Я. И. Муфты повышенной точности ограничения нагрузки.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.10.2024

Просмотров: 125

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

На рис. 60 показаны зависимости М от угла ф закручи­ вания для муфты со стабильными характеристиками (ло­ маная линия 1) и для муфты с двумя рядами шариков (ло­ маная линия 2). Зависимости Мд = Ф (ср) построены в со­ ответствии с параметрами, приведенными выше, при Д =0,1. Принято, что в упругом режиме муфты работают в диапа­

зоне значений

ш = 0

---- — •

 

 

т

a-^in at

при значении

Обе упругие характеристики сливаются

2$

В рассматриваемом примере

при ф > 0,12я

Ф > -rf"sjn

происходит буксование муфт с постоянным крутящим мо­ ментом Мп.

ц и л и н д р и ч е с к а я м у ф т а с г и б к о й л е н т о й

И НЕЛИНЕЙНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ

Конструктивная схема упруго-предохранительной муф­ ты (конструкции М. К. Афанасьева) представлена на рис. 61.

В рассматриваемой муфте на ступице барабана 1, который

закреплен на валу 13,

установлены диск 14 с упорами 3

и диск 15 с упорами 10,

на широкоходовой посадке. Между

упорами 3 и 10 расположены предварительно сжатые пру­ жины 11. На двух пальцах 21, жестко соединенных с диском 15, установлены рычаги 5, а на диске 14 закреплены цилин­ дрические упоры 4, ограничивающие вращение рычагов 5. На валу 19 жестко посажен поводок 18 с двумя пальцами 20 и четырьмя шаровыми опорами 2 пружин 12. Вторыми опо­

рами пружин 12 служат пальцы

16,

прикрепленные к дис­

ку

15. Диски 14 и 15 имеют упоры

соответственно 8 и 9,

к

которым прикреплена гибкая

стальная лента 6 с фрик­

ционной обкладкой 7. К барабану 1 муфты прикреплен Щиток 17, предохраняющий механизмы муфты от за­ грязнения (на сечении Б —Б он не показан).

Муфта работает следующим образом. Под действием пружин 11 диски 14 и 15 стремятся повернуться в проти-

11

478

153


Рис. 61. Конструктивная схема упруго-предохранительной муф­ ты с нелинейной характеристикой.

154

воположные стороны относительно точки о и, разжимая лен­ ту 6, прижимают обкладку 7 к внутренней поверхности бара­ бана 1. Возникающие между поверхностями барабана /

ифрикционной обкладкой 7 силы трения препятствуют их относительному движе­ нию, которое стремится со­ общить им поводок 18 че­ рез пружины 12. Усилие пружин 11 должно быть по­ добрано таким образом, что­ бы момент трения между фрикционной обкладкой 7

ивнутренней поверхностью барабана 1 был равен рас­ четному моменту М п, пере­ даваемому муфтой при ми­ нимальных значениях ко­ эффициента трения/р. Под действием крутящего мо­

мента М ,

приложенного

 

к поводку и направленного

 

против часовой стрелки (см.

 

рис. 61), поводок 18 повора­

Рис. 62. Схема определения за­

чивается относительно дис­

висимости Тп = ф (<р).

ков 14 и 15.

При этом де­

 

формируются пружины 12 и уменьшается зазор s между

пальцами 20 и рычагами 5.

При s — 0 палец 20 нажи­

мает на рычаг 5, который,

взаимодействуя при помощи

упора 4 и пальца 21 с дисками 14 и 15, ослабляет действие пружин 11 на ленту 6 до такой степени, что муфта начинает буксовать. Таким образом, муфта работает в упругом режи­ ме, если s Ф 0, при s — 0 муфта автоматически переклю­ чается на предохранительную. Под действием крутящего момента М, направленного по часовой стрелке, пальцы 20

упираются в диск 15 (см. сечение Д—Д, рис.

61), стремясь

и*

155


передать ему движение в том же направлении. В этом слу­ чае происходит ослабление действия пружин 11 на ленту 6, и муфта работает как предохранительная муфта повышенной точности ограничения нагрузки, но с другими характеристи­ ками и не обладает упругими свойствами. Величину предель­ ного момента, передаваемого муфтой против часовой стрел­ ки, можно регулировать, ввинчивая или вывинчивая опо­ ры 2. Необходимую величину зазоров s можно установить, перемещая пальцы 21 рычагов 5 в пазах диска 15.

Выясним зависимость упругого момента от угла закру­ чивания муфты (угла поворота поводка 18 относительно ди­ ска 15). Упругий момент, без учета сил трения в опорах пру­ жин 12 при повороте поводка на угол ф (рис. 62)

М у =

noTnz,

(249)

где по — плечо силы ТП;

ТП— усилие пружины

12; г

число пружин 12.

62

(номера позиций на нем соот­

В соответствии с рис.

ветствуют номерам позиций на рис. 61), из треугольника onk находим плечо

 

 

 

 

no =

ko sin у,

 

 

(250)

а усилие

пружины

12 при

условии,

что <р =

0,

ТП= 0,

определяем по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тп=

М .

 

 

(251)

где

— жесткость

пружины

12; х — деформация пру­

жины 12,

соответствующая

повороту

водила

на

угол ф.

В соответствии с рис.

62

 

 

 

 

 

 

 

 

x = Nk — N'k.

 

 

(252)

Из

треугольника N'ko

определяем

 

 

 

 

 

N ,k

= /V7osin(yl ^ 9 )

 

 

 

 

 

 

 

 

sin у

 

 

 

где

N'o =

No.

 

 

 

 

 

 

 

156


Учитывая, что

 

 

 

N'k =

У ok2+ Ш 1- ■2No • ok • cos (фх — ф),

(253)

получаем

 

iVo sin(фх—<р)

 

sin у

(254)

 

|Лзй2 + N o2 —2No ■ ok • cos (фх—ф)

Обозначая ok — Rt] No = N'o = r; Nk = L0 и решая' со­ вместно равенства (254), (250) и (249), а также (253), (252), (251) и (249), после преобразований получаем зависимость упругого момента М у от угла закручивания ф:

Му =

RJ^zr sin (фх ■ ■ф)

— 1

 

 

 

V

+ гг —2R tr cos(фх —Ф)

 

 

 

 

(255)

Для

муфты, действующая

 

модель которой исследовалась

^ .

на стенде, с параметрами Rt =

= 85 мм; г =

50 мм;

г — 3;

 

L0= 55 мм]

= 4,63

и

 

v

 

 

ММ

 

ф4 = 38° 30' зависимость упру­

 

гого момента

М у от величи­

 

ны угла закручивания ф при­

 

ведена на рис. 63. Рядом с

 

теоретической

кривой показа­

 

ны точки, полученные экспе­

15 20 25 <р,град

риментально.

 

 

Рис. 63. Зависимость упругого

Для

выяснения характе­

момента М у от угла поворота ф.

ристики

фрикционной

части

 

муфты рассмотрим равновесие отдельных еедеталей под дей­ ствием крутящего момента, приложенного к поводку и на­ правленного против часовой стрелки, при s = 0.

Из условия равновесия сил, возникающих при взаимо­ действии ленты 6 с фрикционной обкладкой 7 (рис. 64, а,

157


номера позиций на рис. 64 соответствуют номерам позиций, которые были приняты на рис. 61) получаем

м п = « г -< 2 |)я ,

где R — радиус поверхности трения обкладки 7.

Рис. 64. Схемы сил, действующих на элементы упруго-предохранитель­ ной муфты с нелинейной характеристикой:

а — на гибкую ленту; б — на диск; в — на рычаг; г — на поводок-

Учитывая,

что Q = Q ^ x , находим

 

 

Мп = Q1 (e*fx — 1) R.

(256)

Составляя

сумму моментов всех сил,

действующих на

диск 14, относительно точки о (рис. 64, б), получаем

 

Q x R - T ^ h + S ^ ^ O ,

(257)

158

где 7 П1 — суммарное усилие пружин 11; S0 — усилие, воз­ никающее под действием рычага 5.

Из уравнения моментов всех сил, действующих на на­

ходящийся в равновесии рычаг 5,

относительно точки т

(рис. 64, в) получаем

 

So = S i - г*

(258)

где S j — усилие, возникающее в результате взаимодействия пальца 4 с рычагом 5 при s = 0.

Из уравнения равновесия поводка 18 (рис. 64, г) получаем

Sx = Мп~ му .

(259)

А2

 

Определяя Qt из выражения (256) и подставляя его в уравне­ ние (257), находим

аЛ

, - T

n]h + 5 0Я, = 0.

 

(260)

е

х — 1

 

 

 

Подставляя значение

из равенства (259) в равенство (258)

и полученное в результате этого значение S0 в уравнение

(260), получаем

 

 

 

 

 

Ми

Tn\h +

{МиМу) -щ - =

0.

(261)

 

еafх— 1

 

 

 

 

Обозначаем

 

 

 

 

 

В — и-

A — aRl •

— 1

 

 

/пр

 

 

 

Л ~

Ж '

1 + A (ea fx -

1)

 

 

 

 

 

С учетом принятых обозначений после преобразования вы­ ражения (261) получим зависимость передаваемого муфтой момента от величины fx:

Mn = (MyA + T niB)[np.

(262)

При s 4= 0 выражение (257) запишется следующим образом:

QiR — T„ih = 0,

(263)

159