що викликає цю деформацію, скористаємося виразом, визначальним питому енергію при зсуві
Потенційна енергія гумового елемента втулки
замінюючи dv, де r - змінний радіус і
,
Знайдемо
Прирівнюємо потенційну енергію деформації роботі зовнішньої сили
Знайдемо
Осьова жорсткість резино-металевої втулки
(3.6)
Жорсткість втулки прямо пропорційна довжині втулки. При збільшенні товщини гумової втулки жорсткість істотно знижується.
2.4.3 Скручування крутним моментом М=P3L
Момент М, прикладений до внутрішнього циліндру, врівноважується дотичними окружними напруженнями? r ?.
Максимальні напруги будуть на поверхні внутрішнього циліндра. Величину їх знайдемо з рівності
звідси
Залежність кута? від моменту М визначимо, якщо прирівняти потенційну енергію деформації роботі моменту.
Замінюючи dv=2 де r- змінний радіус
,
знайдемо
Звідси
Кутова жорсткість шарніра
Кутова жорсткість прямо пропорційна довжині шарніра. Вплив толщени гуми теж істотно.
. 4.4 Перекіс резино-металевої втулки
Перекіс резино-металевої втулки показаний на малюнку 3.6
На малюнку показані дві втулки. Внутрішня втулка перемістилася на
величину під дією сили Р1, прикладеної посередині.
На малюнку показаний поворот внутрішньої втулки щодо зовнішньої на кут?, причому tg? =
Малюнок 3.6 - Перекіс резино-металевої втулки
За рахунок деформації гуми виникає реактивний момент М, величина якого може бути наближено визначена з таких міркувань.
Можна припустити, що сила Р1, врівноважується елементарними силами Р1, пропорційними переміщенню ширині елементарного паска l. Це припущення обгрунтовується формулами (3.4) і (3.5). Тут елементарні сили рівні за величиною. За малюнком сила Р2 є рівнодіючої елементарних сил? Р, величина яких змінюється від 0 до? Р1, за законом трикутника. Очевидно, що Р2, а точка прикладання цієї сили відстоїть від центру повороту на величину, рівну.
Продовження малюнка 3.6 - Перекіс резино-металевої втулки
Отже, сумарний момент пари сил Р2 буде дорівнює
Якщо визначити момент через радіальну жорсткість резино-металевої втулки ЖР=і кут повороту? =, Отримаємо
Так як модуль пружності змінюється від способу закріплення і форми втулки, розрахунок простіше вести за максимальними допускаються деформацій, а не напруженням. Найбільша відносна деформація не повинна бути більше 20% і зсуву 50%
Як приклад можна навести розрахунок пружних характеристик і найбільші деформації гумових втулок еластичної муфти тепловоза ТЕП70 для гуми з модулем зсуву G=10 кг/см 2.
Радіальна деформація при найбільшій силі тяги.
При коефіцієнті зчеплення? к=0,33 сила тяги, реалізована однією колісною парою
(3.7)
Підставляємо чисельні значення у формулу (3.7)
Окружне зусилля на провідний палець колеса показано на малюнку 3.7.
Окружне зусилля на провідний палець колеса знаходиться за формулою
(3.8)
Підставляємо чисельні значення у формулу (3.8)
Малюнок 3.7 - До визначення радіального зусилля на втулку від сили тяги.
Зусилля по осі повідця при? =21 0 51
(3.9)
Підставляємо чисельні значення у формулу (3.9)
Радіальна жорсткість втулки при G=10 кг/см2 дорівнює ЖР=3600 кг/мм.
Радіальна деформація під дією сили тяги
(3.10)
Підставляємо чисельні значення у формулу (3.10)
Відносна деформація
(3.11)
Підставляючи чисельні зна...
