ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Процессы заклинивания ролика из "Механизмы свободного хода " Выше уже отмечалось, что ведущее и ведомое звенья роликового механизма свободного хода движутся циклически. Полный цикл движения механизма свободного хода можно разбить на четыре основных периода процесс заклинивания, заклиненное состояние, процесс расклинивания и свободный ход. Процесс заклинивания начинается при условии, когда угловая скорость звездочки становится больше угловой скорости обоймы ((О1 ] ( 2) и сопровождается закатыванием ролика в более узкую часть пространства между обоймой и звездочкой. Этот период характеризуется появлением сил нормального давления и сил трения сцепления между обоймой и звездочкой, потерей энергии на трение качения ролика по рабочим поверхностям и накоплением потенциальной энергии деформации. При перекатывании между рабочими поверхностями в направлении заклинивания ролики деформируются и при движении нормальные давления смещаются на величину и к (рис. 37). Сам процесс заклинивания следует подразделить на две фазы начальную, когда ролики закатываются и находятся в относительном движении, и конечную, когда ролики останавливаются относительно рабочих поверхностей и находятся в заклиненном состоянии между ними. В начальной фазе при а ролики под действием ведущего звена затягиваются и движутся неравномерно. В этот период силы инерции действуют на ролики, поэтому они находятся в состоянии динамического заклинивания. В конечной фазе, когда (о становится равной 2, ролики останавливаются относительно рабочих поверхностей и находятся в заклиненном состоянии. В этом случае ролики не испытывают дополнительного действия относительных сил инерции и находятся под действием только сил инерции переносного движения. При равномерном вращении механизма ролики находятся в состоянии статического заклинивания. [c.27] При исследовании процессов заклинивания будем предполагать, что ролики под действием поджимных пружин всегда находятся в соприкосновении с обоймой и звездочкой, а поджимные пружины подбираются таким образом, чтобы обеспечивались эти условия. Погрешности изготовления, износ и упругие деформации механизма не влияют на процессы заклинивания. Их действие на величину угла е учитывается при определении размерных соотношений элементов механизма (см. и. 5). [c.27] Следовательно, статический угол заклинивания е зависит не только от угла трения скольжения р, но и от угла трения качения I, который вносит существенное изменение в работу механизмов, особенно механизмов с малым диаметром ролика, пониженной твердостью сопряженных поверхностей или с пустотелыми роликами при значительных нагрузках. Экспериментальные исследования [35], которые нашли отражения в кривых рис. 38, подтвердили правильность этих выводов и показали, что чем ниже твердость. ролика НВС и выше нагрузка В, тем больше угол и меньше угол е (рис. 38, а). То же самое наблюдается и при изменении радиуса ролика чем больше радиус ролика г, тем меньше угол Е и больше угол е (рис. 38,6). Особенно это заметно при больших нагрузках. [c.30] Рассмотрим случай, когда звездочка вращается со скоростью а обойма — со скоростью 2 и с (л . Тогда в относительном движении ведущей является звездочка и ролик, вращаясь под действием сил трения сцепления вокруг мгновенного центра вращения О , находится в неравномерном плоскопараллельном движении. [c.32] Верхние знаки соответствуют механизму с внутренней звездочкой, а нижние знаки — е наружной звездочкой. [c.33] Рцб = динамические условия заклинивания улучшаются. [c.34] Таким образом, угол динамического заклинивания зависит от расположения мгновенного центра вращения а (рис. 39), угла трения качения и радиусов ролика г и г . Расположение мгновенного центра вращения существенно влияет на процессы динамического заклинивания и при а = О угол е 0. Это значит, что если мгновенный центр вращения ролика находится в центре тяжести ролика, то при ускоренном движении ролик не будет заклиниваться даже при любом малом угле е и механизм будет работать неудовлетворительно [35]. [c.36] Из последних выражений видно, что динамический угол заклинивания механизма с ведущей обоймой также зависит от расположения мгновенного центра вращения и при а = О е 0. [c.40] Следовательно, динамический угол заклинивания механизма с ведущей обоймой больше статического угла е, обусловленного неравенством (5). Однако, если учесть, что после динамического заклинивания следует заклиненное состояние, которое соответствует статическим условиям работы механизма, то действительный угол заклинивания в данном случае выразится меньшим углом. Проведенные экспериментальные исследования подтвердили правильность этих выводов и показали, что при динамическом приложении нагрузки механизм сначала заклинивается, а затем через 2—3 сек ведущая обойма начинает медленно перемещаться, требуя уменьшения угла е в соответствии с условием статического заклинивания. В ряде случаев при динамическом приложении нагрузки действительный угол заклинивания остается повышенным против статического и повышение его возрастает с увеличением нагрузки (кривая 2, рис. 43, а). [c.40] Действительные углы заклинивания при ведущей обойме выше, чем при ведущей звездочке. [c.40] В этих условиях роликовые механизмы даже при любом малом угле 8 будут работать неудовлетворительно. [c.44] Для того чтобы выяснить влияние собственных колебаний механизма на процессы заклинивания ролика, разобьем время заклинивания на два промежутка — промежуток времени от момента первого соприкосновения до наибольшего сближения звездочки и обоймы, в течение которого поверхности соприкасающихся тел деформируются и максимально сжимаются и промежуток от момента максимального сближения до того момента, при котором расстояние между обоймой и звездочкой станет максимальным в этом промежутке происходит восстановление недеформированного состояния тел и меняются величина и направление относительных скоростей. Дальнейшая работа роликового механизма сопровождается собственными колебательными движениями элементов. [c.44] Остается выразить х и х через обобщенные координаты. Для этого / АКА (рис. 48, а) и 1 ВКВ (рис. 48, б) приближенно будем считать прямоугольными. [c.45] Из последнего видно, что расположение центра вращения при собственных колебаниях системы зависит от соотношения приведенных моментов инерции Jl и При = J2 величина а = 0. В этом случае угол заклинивания е 0 и механизм не будет заклиниваться даже при любом малом угле е или будет происходить саморасклинивание ролика. Если приведенный момент инерции обоймы значительно больше приведенного момента инерции звездочки и можно считать = оо, то а = г. В этом случае условие заклинивания (23) совпадает с условием заклинивания при ведущей звездочке [формула (23 ) ]. Наоборот, при = оо значение а = — г. В последнем случае выражение (23) соответствует условию заклинивания при ведущей обойме [формула (35 )]. [c.50] Наивыгоднейшее соотношение моментов инерции, при котором угол 8 достигает наибольшей величины, зависит от отношения т. [c.51] Решение задачи малых вынужденных колебаний системы с двумя степенями подвижности значительно упрощается при переходе к главным координатам ух и уз т. е. таким координатам, при которых коэффициенты 6 и а в уравнении (72) были бы равны нулю. В этом случае изменение каждой из главных координат происходит по гармоническому закону независимо одно от другого. [c.52] При А = 1, 2, 3 и т. д. имеем соответственно гармоники первого, второго, третьего и т. д. порядков. [c.54] Первых два слагаемых представляют собой свободные колебания, обусловленные наличием начальных отклонений и скоростей. Третье слагаемое — свободные колебания, происходящие вследствие наличия возмущающих сил. Последние члены изображают вынужденные колебания частот, кратных со. [c.55] В общем случае периодической силы колебания системы представляет результат наложения колебаний, соответствующих каждой гармонической составляющей возмущающей силы в отдельности. Наиболее действенное влияние вынужденных колебательных движений на работу роликовых механизмов свободного хода проявляется в условиях резонанса. Резонанс имеет место при р = ка к = I, 2,. . . ), т. е. при равенстве частоты свободных колебаний целому кратному числу частоты возмущающей силы. Конечно, если в разложении периодической силы в ряд Фурье отсутствует гармоника одного из порядков, то резонанса при совпадении частоты этой гармоники с частотой возмущающей силы не будет. Пусть, например, М (1) разлагается в ряд, в котором отсутствуют все четные гармоники резонанс будет иметь место при р = (о Зсо 5ш и т. д., но не при р = 2со, 4(о,. . . [c.56] В предыдущем исследовании свободных и вынужденных колебаний предполагалось, что на движение звездочки и обоймы не действуют никакие силы сопротивления. Вследствие этого предположения в случае свободных колебаний было найдено, что амплитуда колебаний остается постоянной, хотя эксперименты показывают, что со временем амплитуды уменьшаются и колебания постепенно затухают. В случае вынужденных колебаний при резонансе было найдено, что амплитуда колебаний может неограниченно увеличиваться, хотя, как мы знаем, вследствие демпфирования амплитуды всегда остаются ниже определенного верхнего предела. Чтобы приблизить аналитическое решение вопроса о колебаниях к действительным условиям, необходимо принять во внимание силы неупругого сопротивления (демпфирования). Эти силы могут возникать от различных причин (трение между соприкасающимися поверхностями, сопротивление воздуха или жидкости, электрическое сопротивление, внутреннее трение вследствие несовершенной упругости и т. д.). [c.57] Вернуться к основной статье