Карданные муфты

Применяются при очень больших или переменных углах перекоса α до 18-20°. Некакие другие муфты такой возможностью не обладают.

Вилки 1 и 2, закрепленные на валах, соединяются между собой крестовиной 3.

ГЛАВА 14 Упругие элементы (УЭ)

14.1 Назначение. Классификация

УЭ классифицируют по нескольким признакам:

1) По назначению:

- силовые УЭ (аккумуляторы энергии); энергия, запасаемая в них, используется для приведения в движение исполнительного органа или возвращения его в исходное положение (например, пружинный двигатель, фотозатвор);

- измерительные УЭ используются в измерительных приборах (об их деформации судят по величине сил или моментов);

- УЭ в виде упругих связей – вибро- и удароизоляторы (амортизаторы), элементы упругих муфт и т.д.

2) По роду деформации материала УЭ, работающее на растяжение, сжатие, изгиб, кручение, сдвиг.

3) По геометрическим признакам:

- стержневые;

- пластинчатые;

- оболочечные.

14.2 Характеристика и чувствительность УЭ

Упругой характеристикой УЭ называют зависимость между линейным или угловым перемещением и силой или моментом, вызывающим это перемещение, т.е.
. (14.1)

Характеристика может быть линейной и нелинейной, жесткой и мягкой. Покажем это на чертеже:

Жесткостью УЭ называется величина, определяемая формулой:
, (14.2)
, если УЭ угловой. (14.3)

Для линейной характеристики:
. (14.4)

Чувствительностью УЭ называется величина обратная жесткости:
. (14.5)

Несовершенство свойств материала УЭ вызывает:

- гистерезис;

- упругое последствие;

- релаксацию напряжений – источники погрешностей в измерительных приборах.

Гистерезисом называют несовпадение характеристик УЭ при нагружении и снятии нагрузки (кривые ОА и ВС):

Упругое последствие проявляется в том, что после прекращения нагрузки F* УЭ продолжает некоторое время самопроизвольно деформироваться (участок АВ при F*=const).

Релаксацией напряжений называется процесс постепенного ослабления напряжений при длительной постоянной нагрузке в результате перехода упругой деформации в необратимую пластическую. Для предотвращения релаксации УЭ подвергают стабилизации: многократным нагружением – разгружением, заневолеванием, дробеструйной обработке и т.д.

14.3 Винтовые пружины

14.3.1 Цилиндрические винтовые пружины

По роду деформации их различают на пружины:

- растяжения;

- сжатия;

- кручения.

В нормативно-технической документации пружины изображаются горизонтально и с правой навивкой, на чертеже указывается характеристика:

14.3.2 Расчет винтовых пружин на прочность и жесткость. Формула Рело

Важно отметить, что материал пружин растяжения (сжатия) работает на кручение. Докажем это. Для этого вырежем из пружины один полу-виток и рассмотрим равновесие выделенной части.

Приложим к точке О две равные и противоположено направленные силы F₁ и F₂ (статический ноль). Тогда пара сил FF₁ вызывает кручение с моментом
, (14.6)
а оставшаяся сила F₂ вызывает сдвиг (срез) материала. Рассмотрим эпюры напряжения: