Аналіз відомих конструктивних схем пружно-компенсуючих муфт, а також теоретичних основ проектування даних пристроїв та виявлення їх недоліків. Вивчення технологічних можливостей компенсуючих муфт за рахунок використання пружних гвинтових елементів.
Аннотация к работе
Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні задачі дослідження: · провести аналіз відомих конструктивних схем пружно-компенсуючих муфт, стендового обладнання для їх дослідження, а також теоретичних основ проектування даних пристроїв та виявити їх недоліки; · провести математичне моделювання динаміки привода з пружно-компенсуючими муфтами та провести теоретичне дослідження процесів їх функціонування; · розробити методику проведення досліджень, спроектувати і виготовити універсальне стендове обладнання та провести дослідження експериментальних взірців муфт в умовах значної неспіввісності валів; Теоретичні дослідження проводились на основі механіко-математичного моделювання процесів функціонування компенсуючих муфт з використанням основних положень деталей машин, теорії машин та механізмів, теоретичної механіки, а також з використанням спеціально складених програм розрахунку на ПЕОМ. Експериментальні дослідження проводились для перевірки результатів теоретичних положень, а також для встановлення функціонально-експлуатаційних характеристик розроблених конструкцій пружно-компенсуючих муфт в умовах значної неспіввісності валів.Оскільки в процесі роботи, у випадку збільшення навантаження, ведуча і ведена півмуфти зміщуючись одна відносно одної в коловому напрямку закручують спіралі на певний кут, то за рахунок взаємно протилежного напрямку навивання, спіралі контактують між собою і комбінований пружно-гвинтовий елемент функціонує як гнучкий вал внаслідок чого муфта отримує додатковий запас міцності. Для пружно-компенсуючої муфти, відповідно до конструктивної особливості комбінованого гвинтового елемента, виведено аналітичну залежність для встановлення зміни поточної величини зазору dпот між спіралями від конструктивно-силових параметрів муфти. , (1) де j - кут закручування муфти; Е - модуль пружності; b - ширина витка спіралі; h - висота витка спіралі; T - обертальний момент; тс1, Lc1 - крок і лінійна довжина робочої частини спіралі діаметр якої збільшується внаслідок пружної деформації; тс2, Lc2 - крок і лінійна довжина спіралі діаметр якої зменшується внаслідок пружної деформації. Оскільки кут закручування муфти j є наслідком дії навантаження та залежить від пружних властивостей комбінованого пружно-гвинтового елемента то зміна величини dпот від кута закручування муфти описується співвідношенням З метою збільшення ресурсу напрацювання тіл кочення, а також для розширення функціональних можливостей такого класу муфт запропоновано встановлювати кульки у відповідні радіальні пази півмуфт з попереднім їх підтиском пружинами, тобто з можливістю спрацювання муфти як запобіжної.Вперше розроблено теоретичні аспекти методології розрахунку комбінованих гвинтових пружних елементів на основі чого встановлено, що діапазон зазору d між спіралями змінюється пропорційно до кута закручування муфти. Вперше теоретично обґрунтовано співвідношення конструктивно-силових параметрів радіально розміщених пар контакту пружина-кулька-паз від обертального моменту і величини неспіввісності на основі чого виявлено, що при куті зміщення a? = 0...8° значення обертального моменту змінюється в межах 0...4,1%; при a? = 0...15° зміна Т досягає 14,4%; при a? = 25° до 42%. Встановлено, що вплив демпфуючого моменту при відсутності тертя між спіралями пружно-компенсуючої муфти незначний, динамічний момент зменшується лише в 1,09...1,23 рази. Спроектовано та виготовлено функціонально здатні моделі пружно-компенсуючих муфт з комбінованим гвинтовим елементом та радіальними парами контакту пружина-кулька-паз. Запропоноване конструктивне виконання пружного елемента підвищує навантажувальну здатність в 4,4...4,7 разів, порівняно з односпіральним пружним елементом, без погіршення компенсаційних властивостей муфти.