В проектируемых приводах конструируются открытые ременные и цепные передачи, определяющие консольную нагрузку на выходные концы валов.
Цепные передачи.
Нагрузка на вал от натяжения цепной передачи несколько больше окружной силы из-за дополнительного натяжения от собственного веса:
где kB – коэффициент нагружения вала (для горизонтальной передачи и при угле наклона передачи менее 40 0 коэффициент kB=1,15; при угле наклона передачи более 40 0 и для вертикальной передачи kB=1,05),
Ft – сила, передаваемая цепью, кН:
Т1 – момент на ведущей звездочке, Нм;
– диаметр делительной окружности ведущей звездочки, мм.
Приближенно можно считать, что сила FB направлена по линии центров звездочек.
Ременные передачи.
Изгибающая вал сила от натяжения ременной передачи:
где F0 – сила первоначального натяжения, кН;
– угол обхвата малого шкива.
Для плоских ремней,
где – напряжение в ремне от первоначального натяжения: =1,8 МПа, при наличии автоматических натяжных устройств =2 МПа;
А – площадь поперечного сечения ремня, мм 2 .
Для клиновых и поликлиновых ремней силу FB определяют по формуле
где F0 – сила первоначального натяжения, кН.
Для зубчатых ремней силу FК определяют по формуле
Fр – сила, передаваемая зубчатым ремнем, кН:
Т1 – момент на ведущем шкиве, Нм;
– диаметр делительной окружности ведущего шкива, мм.
Ср – коэффициент динамичности режима работы (Ср = 1,3…2,4)
Можно считать, что сила FB направлена по линии центров шкивов.
Консольные силы на валах от муфт.
На выходные концы валов со стороны соединительной муфты в общем случае могут действовать радиальные и осевые силы, а также изгибающий момент. Обычно наибольшее влияние на реакции опор и нагруженность вала оказывает радиальная сила FK от муфт, направление которой можно принять совпадающим с направлением действия окружной силы на ведомом валу.
Приближенно радиальную консольную силу FK на валу от жестких компенсирующих муфтможно принимать в долях от Ft — окружной силы на рабочих элементах муфты:
Радиальную силу FK на валу от упругой муфтывычисляют по формуле
F К= Ср,
где Ср — радиальная жесткость упругой муфты при радиальном смещении валов, Н/мм (ориентировочные значения С можно определить по формулам табл. 2 [3]);
– радиальное смещение валов, мм: при нормальной точности монтажа ∆ до 0,3. 0,7 мм (меньшие значения при расстоянии h между осью вала и опорной плоскостью до 250 мм, большие – при h = 250. 630 мм); при повышенной и высокой точности монтажа соответственно до 0,15. 0,05 мм.
Формулы для расчета радиальной жесткости СР упругих муфт
Тип муфты
Формула для расчета Ср, Н/мм
Муфта с торообразной оболочкой вогнутого профиля (ГОСТ Р 50892-96)
6
Муфта с торообразной оболочкой выпуклого профиля (ГОСТ Р 50892-96)
13
Муфта с цилиндрическими пружинами сжатия
90
Муфта с конусной резиновой шайбой
130
Муфта с пакетами плоских пружин в осевом направлении
140
Муфта со стальными стержнями в осевом направлении
180
Муфта с резиновой звездочкой (ГОСТ 14084-93)
220
Муфта втулочно-пальцевая (ГОСТ 21424-93)
610
Примечание: Тн — номинальный вращающий момент муфты по каталогу, Нм
Дата добавления: 2019-09-13 ; просмотров: 420 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Источник
Радиальная жесткость муфты это
Изучение работы упругих муфт
— Установление зависимости изгибающего момента и радиальной силы, действующих на вал, от величины радиального смещения.
— Установление зависимости изгибающего момента вала от величины углового смещения.
— Определить крутильную жесткость исследуемой муфты, установить вид её характеристики.
2. Теоретические положения
Применение упругих муфт позволяет снизить динамические нагрузки, предотвратить опасные резонансные колебания, а также компенсировать взаимную неточность расположения валов.
Упругие муфты состоят из двух полумуфт, с размещенным между ними упругим элементом, обычно неметаллическим – эластомером (резина, полиуретан), а иногда выполненным в виде стальной пружины.
Упругие муфты обладают податливостью, (величина обратная жесткости) и демпфирующей способностью.
Крутильная жесткость муфт определяется по зависимости вращающего момента от угла закручивания.
Бывают муфты с линейной характеристикой жесткости (прямая А , рис.1)
C = T φ = const (1)
И нелинейной (кривая В , рис.1), с переменной жесткостью
C = dT dφ = C ( φ ) (2)
На рис.2 показана область, представляющая собой энергию, рассеиваемую за счет внешнего трения. Способность муфты поглощать (рассеивать) механическую энергию, превращая ее в тепло, характеризует демпфирующую способность муфты. Демпфирующую способность оценивают коэффициентом относительного демпфирования ψ, представляющим собой отношение энергии, поглощенной за цикл нагружения A D , к работе упругой деформ ации A y за четверть периода.
ψ = A D A y (3)
Муфта с торообразной оболочкой (рис. 3) состоит из одинаковых полумуфт 1 и 6, соединенных резиновым или упругим резинокордным элементом 3, выполненным в виде торообразной оболочки и имеющим радиальный разрез для облегчения сборки. Борта оболочки прижимают к фланцам полумуфт нажимными кольцами 2 и 4 с помощью винтов 5. При больших частотах вращения муфты упругий элемент выполняют без разреза, что усложняет конструкцию муфты. В не зажатой (свободной) части оболочки под действием вращающего момента возникают напряжения сдвига, а в бортах оболочки – напряжения сжатия от сил затяжки винтов.
Муфта допускает значительные осевые, радиальные и угловые смещения валов.
Муфта с коническим резиновым диском (рис. 4) состоит из одинаковых полумуфт 1 и 6 и упругого элемента, состоящего, в свою очередь, из резинового диска 4, привулканизированного коническими торцами к металлическим кольцам 3 и 5. Упругий элемент крепят к полумуфтам винтами 2. Коническая форма резинового диска обуславливает равномерное распределение напряжений в резине при действии вращающего момента. Муфта допускает незначительные угловые и радиальные смещения валов.
Муфта с резиновой звездочкой (рис. 5) состоит из полумуфт 1 и 3, торцевые кулачки которых входят между лучами резиновой звездочки 2. При передаче вращающего момента в каждую сторону работает половина лучей звездочки, испытывая напряжение сжатия. Муфта допускает незначительные радиальные и угловые смещения валов.
Муфта упругая втулочно-пальцевая (МУВП) (рис. 6). На полумуфте 1 своими коническими хвостиками закреплены пальцы 2. На пальцах 2 установлены резиновые втулки 3. В полумуфте 4 выполнены отверстия, в которые входят пальца с втулками. Втулки имеют канавки для уменьшения жесткости муфты. Под действием вращающего момента во втулках возникают напряжения сжатия.
Муфта допускает незначительные радиальные и угловые смещения валов в пределах осевого зазора между полумуфтами.
Муфта со стержнями (рис. 7.1) состоит из одинаковых полумуфт 1 и 6, соединенных стальными цилиндрическими стержнями 4, расположенными по окружности в отверстиях переменного сечения. Стержни могут быть установлены в отверстиях, расположенных по окружностям двух разных диаметров (в два раза). Шайбы 2 и 5 предохраняют стержни от выпадения и совместно с кожухом 3 удерживают смазочный материал. При нагружении муфты могут иметь постоянную (вариант а) на рис 7.2) или переменную (вариант б) на рис. 7.2) жесткости.
Муфта допускает незначительные осевые, радиальные и угловые смещения валов.
На рис. 8 показан общий вид установки.
Установка состоит из основания 1, станины 4, редуктора 12, тензометрического вала 10, исследуемой муфты 11 и панели управления 5. Тензометрический вал 10 закреплен в опоре 9 с возможностью поворота от маховика 6, а датчик 7 позволяет определить угол поворота рычага и снять показания по шкале 8.
Редуктор 12 установлен на шариковых направляющих и может перемещаться от моховика 17, величину перемещения определяют по шкале 16 либо по датчику установленному внутри станины под крышкой 18.
Нагружение муфты крутящим моментом осуществляется посредством моховика 13 после поворота рычага 15, включающего зубчатую муфту редуктора.
В дополнение приведем основные приспособления для управления и регулирования.
3 – рукоятка пуска и фиксации маятника, расположенного за прозрачным щитом 2,
В работе исследуется муфта упругая с торообразной оболочкой, имеющая характеристики:
1. Номинальный момент — 70 H м
2. Наружный диаметр — 160 мм
3. Толщина оболочки — 10 мм
4. Материал оболочки — резина
5. Модуль упругости — 7 МПа
6. Сопротивление разрыву — 10 МПа.
Для отклонения осей валов от соосности в горизонтальной плоскости (радиальное смещение) редуктор 12 перемещают маховиком 17, отсчитывая величину смещения по шкале 16. Для углового смещения валов в горизонтальной плоскости необходимо повернуть маховик 6, отсчитывая угол по шкале 8. Нагружение муфты крутящим моментом может быть от редуктора или поворотом тяги маятника, показанным на рис.9, до срабатывания защелки и установки тяги маятника 2 на стопор рукояткой 4.
4. Методика проведения испытаний и обработка результатов
4.1. Установление зависимости изгибающего момента и радиальной силы, действующих на вал от величины радиального смещения.
Очевидно, что радиальное смещение ∆ осей валов вызовет радиальное смещение осей полумуфт, как видно из рис.10. В сечениях 1 и 2 возникнут изгибающие моменты, величина которых определяется выражениями (4) и (5):
M 1 = F l 1 + M (4)
M 2 = F l 1 + l 2 + M (5)
Решаем данную систему (4) , (5) относительно F и M , приняв l 1 =≈0,5 l 2
F = M 1 — M 2 l 2 (6)
M =0,5 3 M 1 — M 2 (7)
1. Выставить муфту в исходное положение, когда значение угловых и радиальных смещений равны «0».
2. Нагрузить муфту крутящим моментом Т =(0,5…1,0) Тном , для чего вращают маховик 13 после поворота вверх рычага 15.
3. Произвести радиальное смещение валов при помощи маховика 17 снимая значения изгибающих моментов M 1 и M 2 через 1 мм смещения трижды.
– диаметр делительной окружности ведущей звездочки, мм.
– угол обхвата малого шкива.
,
– напряжение в ремне от первоначального натяжения: 
=1,8 МПа, при наличии автоматических натяжных устройств 
,
, к работе упругой деформ ации A y 
за четверть периода.
