Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Рабочая программа'
Физика как наука о наиболее общих законах природы, выступая в качестве учебного предмета в школе, вносит существенный вклад в систему знаний об окруж...полностью>>
'Закон'
Державне управління охорони навколишнього природного середовища в Донецькій області повідомляє, що управлінням проводиться певна робота щодо виконанн...полностью>>
'Конкурс'
Цель конкурса: повышение исполнительского мастерства юных исполнителей на духовых и ударных инструментах – учащихся ДМШ и ДШИ г. Рязани и Рязанской о...полностью>>
'Документ'
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носо...полностью>>

Главная > Документ

Сохрани ссылку в одной из сетей:

НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ В ЗОНЕ КОНТАКТА

ЭЛЕМЕНТОВ ШАРНИРА ГУКА

Поляков А.А., Гончаров И.К.

Екатеринбург, Россия

Шарнир Гука и его модификация предназначен для передачи мощности от одного вала к другому, при этом продольные оси валов могут располагаться под произвольным углом по отношению друг к другу [1-3].

В работе рассматривались вопросы, связанные с постановкой задачи о контактном взаимодействии элементов конструкции шарнира Гука, определении размеров зоны контакта и распределения напряжений на поверхности контакта. Конструция шарнира и схема нагружения приведены на рис.1. Внешняя нагрузка величиной P = 30 кН прикладывалась к рычагу на удалении 210 мм от оси вала, а в торцевом сечении вала, расположенном на расстоянии 240 мм от оси рычага, накладывались ограничения на его перемещения. При действии внешней силы P на рычаг, происходит его контактное взимодействие с проушинами вилки, в результате чего на вал передается сила P и крутящий момент. Решение поставленной задачи проводилось с использованием численного метода конечных элементов на основе пакета прикладных программ.

Рис.1 Конструция шарнира и схема нагружения

Для моделирования деталей конструкции шарнира применялись два типа элементов:

  1. Восьмиузловой объемный конечный элемента для моделирования вала, вилки, проушин и рычага;

  2. Специальный контактный конечный элемента, предназначенный для моделирования областей возможного контакта между проушинами и рычагом.

На рис.2 изображена конечноэлементная расчетная модель шарнира, которая включает в свой состав 9648 узловых точек и 16220 объемных конечных элементов. В зонах возможного контакта между проушинами и рычагом расположено 812 контактных элементов. Выбранная для расчета модель позволяет с достаточно высокой степенью точности проводить вычисления на основе нелинейных дифференциальных уравнений теории упругости. Решение задачи выполнялось методом последовательных итераций Ньютона , при этом точность итерационного процесса составляла 10-4.

Рис.2 Конечноэлементная расчетная модель шарнира

На левом фрагменте рис.3 изображена деформированная форма вилки и картина экви-валентных напряжений в проушине вилки. Анализ приведенной информации позволяет сделать заключение о том, что зона максимальных эквивалентных напряжений, обозначенная красным цветом, располагается под углом β = 52o по отношению к вертикальной оси. На правом фрагменте рис.3 изображена круговая диаграмма, характеризующая распределение эквивалентных напряжений по периметру проушины в ее торцевом сечении. Текущий угол φ, обозначающий положение точки на окружности, отсчитывается против часовой стрелки от горизонтальной оси, а концентрические окружности характеризуют величину напряжений. Максимальная величина эквивалентных напряжений равна 514 МПа. Длина зоны контакта по периметру окружности соответствует значениям угла φ, изменяющегося в интервале от 312o до 328o. В этом интервале значений угла φ величина эквивалентных напряжений изменяется от

473 МПа до 514 МПа. При удалении от области контакта величина эквивалентных напряжений резко уменьшается.

Рис.3 Деформированная форма вилки и круговая диаграмма напряжений

На рис.4 изображена поверхность, характеризующая распределение эквивалентных напряжений в области контакта рычага с проушиной. Первая координата характеризует изменение угла β в интервале от 10o до 90o, вторая координата характеризует положение точки по толщине проушины, на вертикльной оси приведен интервал изменения напря-жений. Каждому цветовому оттенку соответствует строго определенный интервал напряжений, приведенный на соответствующей шкале. Видно, что величина напряжений на правой торцевой поверхности проушины (x = 0 ) значительно превышает аналогичную величину на противоположной торцевой поверхности проушины (x = 20 мм). В окружном направлении отличие между максимальными напряжениями и напряжениями на границах анализирумомого интервала угла β является менее выраженным и не превышает двух раз.

Рис.4 Поверхность эквивалентных напряжений в области контакта

Литература

  1. Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике, т.2 Кулисно-рычажные и кривошипно-ползунные механизмы. -М.: "Наука",1979.

2. Поляков А.А. Пространственная карданная передача. Авторское свидетельство, № 300676.

3. Малаховский Я. Э., Лапин А. А., Веденеев Н. К., Карданные передачи, М., 1962.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Аннотация дисциплины (12)

    Документ
    Задачей изучения дисциплины является: Овладение идеями и методами полевого подхода к описанию физических явлений на примере электромагнитного взаимодействия.
  2. Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности 1-31 03 02 Механика (по направлениям) (1)

    Программа
    Громыко Олег Владимирович, доцент кафедры теоретической и прикладной механики Белорусского государственного университета, кандидат технических наук, доцент.
  3. Наш опыт лечения ложных суставов плечевой кости с применением химотрипсина узбекский нии травматологии и ортопедии

    Документ
    В клинической практике в целях воздействия на течение воспалительного процесса и ускорения регенерации применяются энзимотерапия (К.Р. Саркисов и А.И.
  4. Паскаля закон

    Закон
    ПАДЕНИЕ ТЕЛА, движение тела в поле тяготения Земли с нач. скоро­стью, равной нулю. П. т. происходит под действием силы тяготения, за­висящей от расстояния r до центра Земли, и силы сопротивления среды {воздуха или воды), к-рая зависит
  5. П падение тела

    Документ
    ПАДЕНИЕ ТЕЛА, движение тела в поле тяготения Земли с нач. скоро­стью, равной нулю. П. т. происходит под действием силы тяготения, за­висящей от расстояния r до центра Земли, и силы сопротивления среды {воздуха или воды), к-рая зависит

Другие похожие документы..