Влияние геометрических параметров на жесткость муфты с металлическими упругими элементами круглого сечения

Основной характеристикой любой муфты является жесткость. У муфты с упругими металлическими элементами в виде стержней жесткость в первую очередь зависит от их изгибной жесткости и свободной длины, а также от контактной податливости и зазора между диаметрами стержня и отверстия в полумуфте, в которую вставлен стержень. Исследовано также влияние этих параметров на контактное давление и на концентрацию напряжений, оцениваемую посредством теоретического коэффициента концентрации напряжений. Проведено численное исследование контактного взаимодействия пары стержень — полумуфта с использованием факторного анализа. Установлено, что помимо изгибной жесткости и свободной длины стержней наибольшее влияние на жесткость оказывает зазор между диаметрами отверстия в полумуфте и стержня, вставленного в нее. Расчеты выполнены с применением программного комплекса ANSYS (версия R17, Academic). Полученные результаты приведены в виде графических зависимостей относительного прогиба, относительного контактного давления и теоретического коэффициента концентрации напряжений от относительного зазора.

Литература

[1] Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. Москва, Академия, 2004. 496 с.

[2] Ташкинова Е.В. Механические муфты. Пермь, Изд-во Пермского национального исследовательского политехнического университета, 2012. 27 с.

[3] Зябликов В.М., Ширшов А.А. Расчет жесткости муфт с упругими элементами в виде стальных стержней круглого сечения. Справочник. Инженерный журнал с приложением, 2014, № 8, с. 26–30.

[4] Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. 592 с.

[5] Каплун А.Б., Морозов Е.М., Олферьева М.А. ANSYS в руках инженера. Москва, Едиториал УРСС, 2003. 272 с.

[6] Rao S.S. The Finite Element Method in Engineering. Elsevier, UK, 2011. 726 p.

[7] Fischer-Cripps A.C. Introduction to Contact Mechanics. Springer-Verlag, US, 2007. 248 p.

[8] Wriggers P., Laursen T.A. Computational Contact Mechanics. Springer, 2008. 248 p.

[9] Сидняев Н.И. Теория планирования эксперимента и анализ статистических данных. Москва, Юрайт, 2011. 399 с.

[10] Freeman L.J., Ryan A.G., Kensler J.L., Dickinson R.M., Vining G.G. A Tutorial on the Planning of Experiments. Quality Engineering, 2013, vol. 25, is. 4, pp. 315–332.

[11] Dean A., Voss D., Draguljić D. Design and Analysis of Experiments. New York, Springer, 2017. 847 p.