ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Напряженно-деформированное состояние торообразной оболочки из "Муфты с неметаллическими упругими элементами " Аналогичные расчеты, выполненные для торообразной оболочки вогнутого профиля (см. рис. 1.1,6), имеющей те же габаритные размеры и толщину резиновой оболочки, привели к значениям коэффициентов kJ = 20,3 и кс = 0,076. Распределение касательного напряжения т в торообразной оболочке вогнутого профиля при закручивании ее на угол Ф = 0,1 рад показано на рис. 5.10, в. Наибольшие касательные напряжения здесь имеют место в экваториальном сечении на наружной поверхности оболочки. [c.113] Сопоставление результатов расчетов для торообразных оболочек выпуклого и вогнутого профилей показывает, что при одинаковых габаритных размерах упругих элементов оболочка выпуклого профиля при передаче вращающего момента имеет выше уровень максимальных напряжений и несколько меньшую величину крутильной жесткости. [c.113] Как уже отмечалось, наиболее значительные силовые факторы (зажим бурта, передача вращаюшего момента, центробежные силы) вызывают наибольшие напряжения в одном и том же месте на внутренней поверхности оболочки вблизи выхода ее из узла зажима бурта. Это должно учитываться при суперпозиции напряженных состояний и при оценке прочности упругого элемента. [c.115] Осевые нагрузки, обусловленные действием центробежных сил, могут достигать значительных величин, что отрицательно сказывается на работоспособности подшипников, входящих в состав опор соединяемых муфтой валов. Для снижения осевых нагрузок вводят ограничение на максимально допустимую частоту вращения муфты или устанавливают муфту с предварительным осевым смещением полумуфт (сближение полумуфт для муфты с торообразной оболочкой выпуклого профиля и раздвижение для муфты с оболочкой вогнутого профиля). Муфта диафрагменного типа (см. рис. 1.2) в значительной степени свободна от указанного недостатка. [c.115] Компенсация смещений соединяемых валов (осевого, радиального и углового) увеличивает нагруженность упругого элемента, причем при компенсации радиального и углового смещений напряжения изменяются циклически, с частотой вращения муфты. [c.115] Напряженно-деформированное состояние, обусловленное компенсацией осевого смещения, является осесимметричным. Как и для случая нагружения центробежными силами, матрицы жесткости здесь определяются по зависимости (1.23). При учете граничных условий узлам в экваториальном сечении оболочки задается относительно неподвижных точек, находящихся в сечении д = 0, осевое перемещение, равное Дг/2, где Д — осевое смещение, компенсируемое муфтой. [c.116] Более сложными в расчетном отнощении являются случаи нагружения упругого элемента при компенсации радиальной несоосности и углового перекоса. Ввиду отсутствия осевой симметрии рещение упругой задачи здесь может быть получено в рамках использования полуаналитического метода, основные соотношения которого применительно к этим случаям нагружения рассмотрены в п. 1.3. На основании очевидных геометрических представлений о характере деформирования торообразной оболочки (антисимметричное напряженно-деформированное состояние при компенсации радиального смещения и симметричное относительно плоскости экваториального сечения при угловом перекосе) значения компонент деформации удается выразить с помощью соотношений (1.29) и (1.30) через радиальные и осевые перемещения узлов и таким образом свести задачу к двумерной. Матрицы жесткости конечных элементов для этих случаев принимались в виде (1.23). Обоснования принятым при этом допущениям даны в п. 1.3. [c.116] При решении указанных задач граничные условия задавались в перемещениях. При решении задачи о компенсации радиальной несоосности ввиду отсутствия симметрии рассматривалось полное сечение оболочки (0 л) при характере разбивки на элементы, показанном на рис. 5.9. Число узловых точек при этом А р = 333, а число элементов Ме = 288. Узловым точкам, находящимся в сечении 1Э = л относительно неподвижных точек в сечении = 0, сообщались радиальные перемещения, равные где Дл — радиальная несоосность. Осевые перемещения узловых точек в сечении = л задавались нулевыми. [c.116] Осевые перемещения узловых точек в экваториальной плоскости задавались нулевыми. [c.116] Расчетные формулы для напряжений, обусловленных компенсацией различных смещений, сведены в табл. 5.1. Приведенные здесь значения безразмерных коэффициентов позволяют вычислить координатные напряжения в точке, где напряжения от передачи момента, зажима бурта и действия центробежных сил имеют наибольшие значения. Расчетные формулы, приведенные в табл. 5.1, в определенной степени могут служить основой для решения вопроса о прочности или ресурсе резинового упругого элемента и позволяют получить представление о влиянии на его напряженно-деформированное состояние рассмотренных факторов. [c.116] При компенсации осевого Л,, радиального и углового у смещений на соединяемые валы со стороны муфты действуют реактивные усилия (силы и моменты). Их величина может быть получена интегрированием соответствующих напряжений по сечениям оболочки. Так, осевое усилие Рг, возникающее при компенсации осевого смещения, можно определить, как и в случае центробежной задачи, интегрированием касательных напряжений т,. в сечении оболочки 0 = 0 или нормальных напряжений Ог в экваториальном сечении. Радиальное усилие Рг, обусловленное несоосностью Лг, находится интегрированием напряжения Ог по сечению 0 = 0. Возникающий при этом реактивный момент Мг связан с радиальным усилием зависимостью Mr = PrD а — )/2. Реактивный момент М.), действующий на валы при компенсации углового перекоса, получается интегрированием произведения ТггГ вдоль сечения 0 = 0. При интегрировании в двух последних случаях должен учитываться гармонический характер распределения напряжений по координате 0. [c.118] Расчетные формулы для определения реактивных усилий представлены в табл. 5.2. Расчеты, выполненные для торообразной оболочки с наружным диаметром D = 250 мм и модулем упругости Е = Ъ МПа при смещениях Лг = Дг = 2,5 мм и у = 0,07 рад, привели к следующим результатам Рг = 301,2 Н, Рг = 199 И и Ai = 42,65-10 Н мм/рад. Это дало возможность определить указанные в табл. 5.2 значения безразмерных коэффициентов. [c.118] Расчетные зависимости для реактивных усилий позволяют также определить и численные значения осевой радиальной и угловой жесткости, которые являются важными показателями компенсационный способности. муфты. [c.118] Вернуться к основной статье