Лабораторная работа № 13

Тема: «Изучение упругих муфт»

Цель работы: ознакомление с примерами конструкций и свойствами муфт.

Ход работы:

1. Изучить конструкции муфт по образцам, проводя их неполную разборку и сборку.

2. Изучить методику проведения эксперимента.

3. Произвести все необходимые расчеты и измерения. Результаты эксперимента занести в таблицу и оформить отчет по работе.

4. Ответить на контрольные вопросы.

Порядок выполнения работы

Приводные муфты предназначены для передачи вращающего мо­мента между валами, являющимися продолжением один другого, или между валом и установленной на нем деталью (или деталями),

Упругая муфта состоит из двух полумуфт, соединенных одним или несколькими металлическими или неметаллическими упругими элементами, за счет деформирования которых происходит взаимное смещение полумуфт. Возможность взаимного смещения обуславлива­ет крутильную податливость при нагружении муфты вращающим мо­ментом и компенсацию взаимных смещений соединяемых валов.

Компенсирующая способность муфты - это способность соеди­нять несоосные валы. Числовые значения смещений валов ограни­чены долговечностью упругих элементов и дополнительными наг­рузками на валы со стороны муфты. С ростом смещений валов уве­личиваются деформации упругих элементов, возрастают напряжения в них и, следовательно, долговечность упругих элементов снижа­ется. Деформируясь, упругие элементы оказывают силовое воздей­ствие на валы, которое возрастает с ростом смещений.

Крутильную жесткость оценивают отношением вращающего мо­мента Т - к углу jотносительного поворота полумуфт при действии момента Т. Муфты бывают с постоянной и с перемен­ной жесткостями. Муфты с постоянной жесткостью имеют линейную характеристику 1 (рис. 10), а с переменной - нелинейную мягкую 2 или нелинейную жесткую 3. Крутильная жесткость линейных муфт С = Т / j, а нелинейных - производная С = dТ/dj. Величину, обратную крутильной жесткости, называют крутильной податливостью.

Крутильная жесткость упругой муфты определяет собственную частоту колебаний системы, поэтому правильный выбор жесткости муфты может предотвратить возникновение в машине резонансных крутильных колебаний и, тем самым, значительно снизить динамические нагрузки на детали машин.

Демпфирующая способность - способность упругой муфты необ­ратимо поглощать (рассеивать) механическую энергию, превращая ее в тепло. Демпфирование способствует снижению динамических нагрузок и затуханию колебаний системы с упругой муфтой, возни­кающих при действии возмущающих сил.

Экспериментальное исследование крутильной жесткости упругой муфты.

рис.10

Стенд (рис. 10) статических испытаний упругих муфт на кручение имеет соосные валы 2 и 3, расположенные в неподвижных корпусах соединенные испытываемой муфтой 1. Вал 2 соединен с корпусом направляющей шпонкой, удерживающей вал, но допускаю­щей перемещение вала вдоль оси.

Муфту нагружают вращающим моментом, создаваемым грузами 4, подвешенными на тросике, навитом на барабан: T=mgR=m*9, 8*0, 25=2, 45m, где Т – вращающий момент, Н*м; m – масса грузов, кг; g= 9, 81 м/с – ускорение свободного падения; R=0, 25 м –радиус барабана.

рис.11

Угол j относительного поворота полумуфт измеряют уст­ройством 5 (см. рис. 7), состоящим из двух стоек, закрепленных на разных полумуфтах и индикатора часового типа, которым опре­деляют перемещение h (в мм) стойки на радиусе R₁=80 мм (см. рис.11). Угол поворота j (при j< 6°) можно определять по приближенной зависимости j=0, 715h.

Объектом испытаний в данной работе является муфта с рези­новым демпфирующим элементом. Резине свойственны явления ползу­чести и релаксации напряжений, поэтому величина перемещения при заданной нагрузке зависит от продолжительности воздействия.

Равновесие между нагрузкой и перемещением (равновесное состоя­ние) для резины практически недостижимо. В связи с этим ограни­чиваются отрезком времени, по истечении которого увеличение перемещения мало отражается на результатах эксперимента. В проводимой лабораторной работе перемещение h рекомендуется замерять через 30 секунд после изменения величины момента Т.

Проводится пять нагружений после чего результаты заносятся в таблицу 16

На основании полученных результатов строится график зависимости Т от j характеризующий крутильную жесткость муфты (см. рис. 12).

Таблица 16

рис.12

Ответить на контрольные вопросы. Сделать вывод.

Форма отчета:

1. Наименование работы.

2. Цель работы.

3. Задание на работу.

4. Результаты работы.

5. Вывод.

Контрольные вопросы:

1. Проведите исследование, для чего нужна муфте демпфирующая способность. Ход исследования запишите.

2. В процессе эксплуатации тороидальной муфты выявлен недостаток – неудобно заменять упругий элемент. Проанализируйте причину проблемы и предложите решение. Ход анализа и решения запишите в виде алгоритма.

3. В исследуемой упругой втулочно – пальцевой муфте предлагается заменить резиновые кольца кожаными. Определите необходимые для решения этой проблемы данные. Обоснуйте необходимость такой замены.

Литература:

1. Детали машин. Атлас конструкций / Под ред. Д. Л. Решетова. М.: Машиностроение 1992. Ч. 2.

2. Перель Д.Л., Филатов А.А. Подшипники качения. Расчет, проектирование и обслуживание опор. Я.: Машиностроение, 1992.

3. Подшипники качения: Справочник-каталог /Под ред. Д.Н. Нарышкина и Р.В. Коросташевского. М.: Машиностроение. 1984.