Экспериментальное исследование радиальной деформации внешней обоймы роликовых механизмов свободного хода

Роликовые механизмы свободного хода получили наибольшее применение в приводах современной техники. При передаче нагрузки на внешнюю обойму такого механизма действуют большие нормальные силы, что вызывает ее значительную радиальную деформацию. Обычно радиальную деформацию внешней обоймы не рассчитывают, а геометрические параметры задают по конструктивным рекомендациям. Теоретические и экспериментальные исследования жесткости внешней обоймы также не проводят. Приведены результаты натурного эксперимента по исследованию влияния передаваемой нагрузки (вращающего момента) и конструктивных параметров роликового механизма свободного хода (угла заклинивания и числа заклинивающихся роликов) на радиальную деформацию внешней обоймы. Экспериментально подтверждена корректность предложенной эмпирической зависимости для расчета радиальной деформации внешней обоймы. Расхождение между экспериментальными и теоретическими значениями радиальной деформации для большей части опытов составило 2,9…17,5 %. Экспериментально установлено: рост радиальной деформации при повышении нагрузки незначительно замедляется и изменяется по степенной зависимости; увеличение угла заклинивания с 5 до 9° приводит к снижению радиальной деформации в 1,28–1,51 раза, а уменьшение числа роликов с 3 до 5 — в 1,5–1,7 раза.

Литература

[1] Standard handbook of machine design. Ed. Shigley J.E., Mischke C.R., Brown T.H. New York, McGraw-Hill, 2004. 1312 p.

[2] Skolaut W. Maschinenbau: Ein Lehrbuch fur das ganze Bachelor-Studium. Berlin, Springer, 2014. 1401 p.

[3] Albers A., Deters L., Feldhusen J., Leidich E., Linke H., Poll G., Sauer B., Wallaschek J. Konstruktionselemente des Maschinenbaus 2: Grundlagen von Maschinenelementen fur Antriebsaufgaben. Berlin, Springer, 2008. 719 p.

[4] Liu Z., Yan H., Cao Y. Design and analysis of logarithmic spiral type sprag one-way clutch. Journal of Central South University, 2015, vol. 22, no. 12, pp. 4597–4607.

[5] Вайсман М.Л., Токаренко В.И. Выбор материала для изготовления деталей муфты свободного хода. Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2007, № 11, с. 27–28.

[6] Ивасышин Г.С. Применение эвольвенты с переменной эволютой для повышения работоспособности сопряжений в муфтах свободного хода, зубчатых передачах и спирально-реечных механизмах. Трение и смазка в машинах и механизмах, 2009, № 6, с. 29–34.

[7] Иванов А.С., Ермолаев М.М., Куралина Н.Н., Седова Л.А. Конструирование муфт свободного хода редукторов. Вестник машиностроения, 2014, № 10, c. 3–8.

[8] Кропп А.Е. Новые обгонные муфты и области их применения. Вестник машиностроения, 2005, № 6, с. 8–12.

[9] Aliukov S., Keller A., Alyukov A. Design and Calculating of Relay-Type Overrunning Clutch. SAE Technical Paper, 2016, 2016-01-1134.

[10] Mammano G.S., Eugenio D. Design and Characterization of a Continuous Rotary Mini-motor Based on Shape-Memory Wires and Overrunning Clutches. Journal of Mechanical Design, Transactions of the ASME, 2017, vol. 139, no. 1, 015001-015001-9.

[11] Bang Y.-B., Yoon M. 3-Speed Transmission Using Dual Motors and One-Way Clutches. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 2016, vol. 21, no. 1, pp. 412–418.

[12] Gill-Jeong C. Experimental study on the reduction of vibration of gear trains due to a one-way clutch. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers, A, 2011, vol. 35, no. 11, pp. 1477–1482.

[13] Orthwein W.C. Clutches and brakes: design and selection. New York, Marcel Dekker, 2004. 330 p.

[14] Xue W., Pyle R. Optimal design of roller one way clutch for starter drives. SAE Technical Paper, 2004, 2004-01-1151.

[15] Серегин А.А. Модернизация роликовых механизмов. Ремонт. Восстановление. Модернизация, 2008, № 12, с. 7–11.

[16] Ряховский О.А., Иванов С.С. Справочник по муфтам. Ленинград, Политехника, 1991. 384 с.

[17] Архангельский Г.В., Архангельский А.Г. Роликовые механизмы свободного хода. Одесса, Наука и техника, 2009. 92 с.

[18] Архангельский Г.В., Ромашкевич С.А. Обобщенный метод определения жесткости и построения упругой характеристики роликовых механизмов свободного хода. Справочник. Инженерный журнал с приложением, 2014, № 8(209), с. 22–25.

[19] Золотов И.А., Шарков О.В. Расчет напряжений и деформаций внешней обоймы роликовых механизмов свободного хода. Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017, № 1, с. 37–49. URL: http://technomag.edu.ru/jour/article/view/925/ (дата обращения 10 сентября 2017).

[20] Решетов Д.Н. Детали машин. Москва, Машиностроение, 1989. 496 с.

[21] Анцыферов С.С., Афанасьев М.С., Русанов К.Е. Обработка результатов измерений. Москва, ИКАР, 2014. 430 с.

[22] Большев Л.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. Москва, Наука, 1983. 416 с.

[23] Мальцев В.Ф. Роликовые механизмы свободного хода. Москва, Машиностроение, 1968. 416 с.