книги из ГПНТБ / Есипенко, Я. И. Муфты повышенной точности ограничения нагрузки

Величины р2 и fi в незначительной степени влияют на результаты расчетов, поэтому предварительное определение размеров деталей муфты и исследование ее характеристики можно производить, принимая р2 и / 4 равными нулю.

С учетом изложенного формулы (186), (184) и (188) запи­ шутся в следующем виде:

Лtg а2

Расчет пружины 11 следует производить по усилию

Ha рис. 48 сплошной линией 1 показана характеристика предохранительной муфты в зависимости от изменения fx

120

и f it которые изменяются соответственно от 2 до 3° и от 0,1

■и несимметричными относительно оси А — А (рис. 49). Если профили симметричны, муфта имеет одинаковые характе­ ристики при вращении вала в обоих направлениях, а если они несимметричны, муфта имеет разные характеристики.

121

Для случая, когда профиль кулачка ограничен винтовой

линией с разными углами подъема: а 2 = 45° и с4 = 30° (последний на рис. 49 показан штриховой линией), зависи­ мость величины момента Л4Пот fx показана на рис. 48 штри­ ховой линией 2. Анализируя график, приведенный на рис. 50, и принципиальную схему муфты, изображенную на рис. 46, замечаем, что в случае, когда fx < / р, муфта срабатывает, если момент М меньше заданного М п и характеристика пре­ дохранительной муфты не отличается от характеристики обычной многодисковой муфты. В процессе настройки муфты этот недостаток легко устраняется дополнительным сжати­ ем пружин 8 с помощью гаек 16.

В случае, когда fx > / р, муфта срабатывает при s = 0 и моменте, равном или большем заданного Мп. Зависимость М п — Ф (fx) нелинейная (рис. 48) и соответствует муфтам повышенной точности. В пределах размера s, соответствую­ щего перемещению толкателя, муфта работает как упругая с характеристикой, зависящей от конструкции и податли­ вости пружины 11, а также от формы профиля рабочей поверхности кулачка.

Рассмотрим динамическую характеристику муфты при

а2 = а2 — 45° для двух случаев: когда пружина 11 цилинд­ рическая винтовая и когда пружина коническая с постоян­ ным шагом. Как в первом, так и во втором случаях конфи­ гурация профиля рабочей поверхности кулачка соответству­ ет винтовой линии. Основным параметром, определяющим характеристику упругой муфты, является жесткость пру­ жины 11. Цилиндрическая винтовая пружина имеет линейную характеристику, поэтому жесткость Сi муфты постоянная и определяется отношением

122

где Хх — деф ормация пруж ины 11 при действии на нее силы

частном примере, заменяя динамическую многомассовую систему машины двухмассовой (рис. 37) с одной степенью свободы, совершающей колебания при периодически изме­ няющемся моменте. Исходные данные в соответствии с обо­

=10 000 см3; момент, при котором срабатывает муфта Л4П=

=800 кГ ■см; первоначальная затяжка пружины обес­

печивает передачу момента М 0 = 200 кГ ■см. Предполагаем, что при рассматриваемом режиме наимень­

шая нагрузка, передаваемая муфтой, всегда остается больше Мд, а максимальная — меньше Л4П. Таким образом, систе­ ма работает как линейная.

123

Рис. 50. Зависимость <р = Ф (t) упруго-предохранительной муфты с линейной характеристикой.

Коэффициенты динамичности определяем по формуле (169): Pi — 1,63; р2 = 3,12. Максимальный коэффициент динамич­ ности при колебаниях, близких к резонансу, Рр = 10. Ам­ плитуды вынужденных колебаний, в соответствии с форму­ лой (169): фА1 = 0,028; фд2 = 0,0536. Сдвиги фаз: ех = 0,1;

нужденных колебаний (кривые 2) приведены на рис. 50.

124

крутящий момент, передаваемый муфтой, М п ж 800 кГ • см (точка F). При этом упругая муфта автоматически переклю­ чается на предохранительную фрикционную, которая как демпфер, пробуксовывая, разъединяет валы. В рассматри­ ваемое мгновение кинематическая цепь системы (рис. 37), для которой были выведены уравнения (162) и (163), нару­ шается и движение происходит по другому закону. Для описания этого закона требуются экспериментальные ис­ следования. Такое же явление происходит при неизменном

= 800 кГ ■см, поэтому запуск происходит без пробуксовок фрикционной муфты.

Объемная энергоемкость Тэ муфты определяется по фор­ муле (161). Для рассматриваемого примера в соответствии

угол поворота полумуфт при моменте М 0, соответствующем первоначальной затяжке пружины.

Подставляя значения Сь фуп и фуо, получаем

Выше мы рассматривали муфту с цилиндрической пру­ жиной. Рассмотрим характеристику муфты с конической пружиной.

125

меньшего основания пружины. Остальные обозначения рас­ шифрованы выше.

Сила, при которой начинается посадка витков пружины,

где Н0 и Нк — соответственно длина пружины в ненагруженном и в предельно сжатом состоянии.

В соответствии с равенствами (195) и (196)

2М

Q — dKtg а2

2Х dKtg а2

Подставляя значение Q в формулу (199) и затем в формулу для определения <р, получаем

М64/0 (г\ + г\) (л2 + лх)

126

(200), в формулу для определения ср:

127

та работает как жесткая, без относительного смещения полумуфт. Когда М = 200 ~ 532 кГ ■см, муфта работает как упругая с линейной характеристикой, при М = 532-i- -j-800 кГ■см — как упругая с нелинейной характеристикой и при М > 800 кГ ■см — как фрикционная предохрани­

128