Тематика самостоятельных опытно-конструкторских

И научно-исследовательских разработок

1. Создание методики и построения трехмерных твердотельных моделей разнообразных муфт и их деталей с учетом технологии их производства и сборки в единый узел.

2. Создание библиотеки твердотельных моделей типовых деталей муфт.

3. Разработка элементов программного обеспечения параметрического описания деталей полумуфт.

Раздел 4. Силовой и прочностной анализ муфт.

Проверочные и проектные расчеты элементов муфт

Практическое занятие. Курсовое проектирование

Цель занятия – освоение методики силового анализа элементов муфт, установление их работоспособности и методов расчетов.

Задачи работы:

1. Изучение силового анализа элементов типовых конструкций муфт.

2. Проведение анализа элементов муфт с позиций критериев их работоспособности.

3. Освоение принципов разработки методов расчета основных элементов муфт по выделенным критериям работоспособности и вычленение слабых звеньев изучаемых устройств.

Общие положения силового анализа и расчета муфт

В случае подбора серийных муфт заранее известны их слабые звенья, критерии работоспособности и значение допускаемого номинального крутящего момента [ ], приводимого в каталогах изучаемых устройств, при котором обеспечивается работоспособность наиболее слабых звеньев в течение планируемого срока службы. Расчет муфт в подобных ситуациях заключается в проверке условия (см. раздел 2).

Проектирование типовых конструкций с размерами, выходящими за рамки типоразмерного ряда серийных муфт, а также новых их конструкций требует проведения силового анализа и расчетов силовых элементов по соответствующим критериям работоспособности. Широкий набор муфт, разнообразных по принципу действия, обусловливает различные подходы к их силовому анализу и методам расчета. Ниже рассмотрены примеры отмеченных операций для нескольких типовых конструкций, которые позволят обучающимся самостоятельное решение подобных вопросов применительно к заданным в курсовых проектах муфтам. Указанные операции решаются в следующей последовательности:

1) устанавливают силовую цепь муфты, то есть последовательность деталей и их элементов, по которым передается крутящий момент;

2) выясняют нагрузку (крутящий, изгибающий моменты; тангенциальные, радиальные и тому подобные силы) на каждом из силовых элементов и производят ее вычисление;

3) устанавливают наиболее вероятные отказы и соответствующие им критерии работоспособности и записывают математические модели, обеспечивающие работоспособность деталей и их элементов;

4) проводят проектные и проверочные расчеты силовых элементов муфт и устанавливают слабые звенья.

Из общих положений силового анализа также следует выделить следующее. Его исходными данными являются расчетный момент и геометрические параметры муфты. Из этого следует, что уточненный силовой анализ может быть выполнен лишь на стадии проверочных расчетов, когда геометрия обсуждаемого объекта определена. В качестве расчетного момента обычно принимают , где за принимают номинальный (максимальный длительно действующий) момент, а коэффициент режима работы механизма, машины устанавливают по рекомендациям [1, табл. 1.2].

Применительно ко всем типам муфт общими силовыми звеньями являются полумуфты с соответствующими соединениями «вал – ступица» и звенья, передающие крутящий момент с ведущей полумуфты на ведомую. Силовой анализ этих общих элементов муфт более подробно рассмотрим на примере фланцевой муфты (рис. 4.1). Параллельно с силовым анализом установим для элементов выделенной муфты критерии работоспособности и математические модели их расчетов, которые по аналогии могут быть использованы в разнообразных рассматриваемых сборочных единицах.

Рис. 4.1. Силовой и прочностной анализ муфты фланцевой:

а – конструкция муфты с болтами (вариант 1 – болты поставлены без зазора,

вариант 2 – болты поставлены с зазором); б – расчетная схема шпонки;

в – расчетная схема болтов, поставленных без зазора;

г– расчетная схема болтов, поставленных с зазором