Силы, действующие в муфте

Силы, действующие в муфте.

С – центробежная сила грузу. Направлена от центра муфты через точку Ос центра тяжести груза.

где m – масса груза, кг;

ω – частота вращения муфты, рад/с;

rс – радиус центра тяжести груза, м.

Радиус центра тяжести груза можно вычислить по формуле:

где Xc и Yс – координаты центра тяжести груза относительно центра муфты, м.

Радиус качания центра тяжести Ос груза относительно пальца ведомой полумуфты в процессе работы не изменяется.

Координаты центра тяжести Ос грузов относительно центра качания О2 равны:

где k и a – координаты центра О2 пальца ведомой полумуфты относительно оси муфты.

Таким образом, радиус качания О2Ос будет равен:

Определим силу пружины (F). Сила пружины (F) действует по оси О2О3, проходящей через центры пальцев О2 и О3. Ее величину можно определить по формуле:

где F0 – сила предварительной затяжки пружины, Н;

с – жесткость пружины, н/мм;

Δz – усадка пружины, мм.

Силу предварительной затяжки пружины F0 можно определить по формуле:

где z0 –начальная усадка пружины, соответствующая положению груза при неработающем дизеле. При конструировании муфт с гладкими грузами обычно принимается z0=0,05-0,1 мм.

Окружная сила (Р1), действующая на ведущий палец с центром О3 определяется по формуле:

где Mкр – момент передаваемый муфтой, нм;

R1 – радиус расположения ведущего пальца относительно центра О, м (в процессе работы муфты изменяется).

Окружная сила (Р), действующая на ведомый палец с центром О2 определяется по формуле:

где R – радиус расположения ведомого пальца полумуфты относительно центра О, м (в процессе работы не изменяется).

Результирующую силу (E), действующую на ведомый палец можно определить по формуле:

где Ψ – угол силового параллелограмма, ° или рад.

Величина угла Ψ определяется по формуле:

где β3 – угол между осью Ox и отрезком О1О2 (О1О2 - расстояние от центра ведомого пальца до центра ведущей кривой груза), ° (в процессе работы не изменяется);

β1 – угол между отрезками О1О2 и О2О3 (О2О3 - расстояние от центра ведомого пальца до центра ведущего пальца), ° (в процессе работы изменяется);

αR – угол между радиусом R (расстояние от центра ведомого пальца до оси муфты) и осью Ox, ° (в процессе работы не изменяется).

Угол β3 можно определить по формуле:

где n – расстояние по оси Оy от точки О1 до точки О2, м;

m – расстояние по оси Оx от точки О1 до точки О2, м.

Угол αR определяется по формуле:

где а и к – координаты центра О2 пальца ведомой полумуфты относительно оси муфты.

Угол β1 можно определить из ΔО1О2О3. В результате преобразований получается выражение:

где R2 – радиус ведущей дуги груза, м;

n и m координаты центра радиуса ведущей дуги груза относительно центра О2 ведомого пальца, м;

d2 – диаметр пальца ведущей полумуфты, м.

Силы, действующие на ведущий палец ведущей полумуфты.

Результирующая сила (Е1) определяется по формуле:

где Ψ1 – угол силового параллелограмма ° или рад.

Угол Ψ1 определяется по формуле:

Так как при установившемся движении сумма моментов всех сил, действующих в муфте должна равняться нулю, то составим уравнение моментов относительно центра качания грузов О2:

Из этого уравнения можно представить О2О3 в следующем виде:

Угол αс можно вычислить по формуле:

Угол ΨЕ1 определятеся следующим образом:

Из этого выражения вычисляем cosΨE1:

Учитывая эти преобразования уравнение моментов перепишется в следующем виде:

Уравнение моментов относительно центра О3 пальца ведущей полумуфты: