11.5. Розрахунок елементів з’єднувальних муфт і карданних механізмів

Напруження кручення валів в Н/см² дорівнює

(11.46)

де М_кр – розрахунковий крутний момент валу, Н·см;

W_кр – момент опору крученню, см³.

Для тракторних з’єднувальних муфт і карданних валів можемо застосовувати рівняння

(11.47)

або

, (11.48)

де М_{д max} – максимальний крутний момент двигуна, Н·см²;

d i d_в – зовнішній і внутрішній діаметри валів, см.

Для автомобільних карданних валів числове значення напруження кручення можна розраховувати за рівняннями

(11.49)

або

, (11.50)

де і_кI – передаточне число коробки на I-й передачі.

Напруга згину автомобільних карданних валів в Н/см² визначається за залежностями

(11.51)

(11.52)

де γ – кут нахилу карданного валу.

Приведена дотична напруга в Н/см² становить

(11.53)

Напруга від нерівномірності обертання карданного валу в Н/см² дорівнює

(11.54)

де (α – β) – різниця кутів повороту ведучого і веденого валів карданного механізму;

G = 8 · 10⁶ Н/см² – модуль пружності;

L – довжина карданного валу, см.

Повна дотична напруга кручення і згину карданного валу обчислюється так

τ = τ׳₁ + τ₂ ≤ 27,5 кН/см². (11.55)

Критичне число обертів відкритого карданного валу в хв^-1 визначається за залежністю

(11.56)

або

(11.57)

і повинна бути в 1,5…2,0 рази більшою максимально припустимого значення.

Припустима неврівноваженість становить 50…100 г.см.

Припустима напруга у вилках карданів і з’єднувальних муфт на згин становить [σ] = 3…12 кН/см², на кручення [τ] = 6…12 кН/см².

Розрахункове зусилля, яке діє на шину з’єднувальної муфти або палець хрестовини кардана в Н становить

(11.58)

де М_роз – розрахунковий момент, який передається шинам, Н·см;

l – відстань від вісі валу до середини шини, см;

γ – кут перекошування валів.

Напруга згину шини дорівнює

(11.59)

де а – відстань від основи до середини шини, см;

d – діаметр шини, см.

Напруга перерізу біля основи шини визначається так

(11.60)

Напруга зминання шини становить

(11.61)

де h – висота шини, см.

Напруга зминання гумових втулок розраховується за залежністю

(11.62)

де М_кр – розрахунковий крутний момент, Н·см;

R – радіус розміщення втулок у муфті, см;

Z – число втулок, які працюють одночасно;

d – діаметр пальців, см;

l – довжина втулки, см.

Механічні властивості гумових втулок такі: модуль зсуву гуми Е = 85 Н/см²; міцність на розрив σ_р = 1500 Н/см²; відносне подовження Δl/l ≥ 350 %; залишкове подовження не менше 25%; міцність по шару 65…75; морозостійкість до – 40⁰С; теплостійкість до 170⁰С; довговічність 5000…6000 годин.