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
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 + |
{Ми— Му) -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