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單向離合器接觸摩介紹及分析

  • 閱讀次數:201次
  • 發布日期:2019-07-10
單向離合器具備以下功能:
多體接觸型單向離合器與常見的滾柱式定向離合器不同, 是通過多個接觸體與外圈和內圈的接觸摩擦, 實現兩軸間定向轉動和動力傳遞的機械裝置, 具有承載性能好、精度高、壽命長等特點, 特別適用于防止逆轉的機械傳動中, 已在汽車、航天等機器傳動中得到應用。隨著汽車等運載機械的快速發展和使用條件的提高, 對這種離合器的設計和使用提出了更高的要求。本文作者依據彈性理論和有限元方法對該離合器摩擦鎖緊特性和摩擦鎖緊中接觸體和內外輪的接觸特性及承載性能進行研究分析, 探討多體接觸型單向離合器的摩擦[及承載特性, 為設計和工程應用提供可靠依據。
如圖3所示的單向離合器是由內部的多個接觸體與內外圈軌道面相接觸形成摩擦鎖緊而進行工作的, 因離合器
多體接觸型單向離合器
是靠摩擦體和內外圈的摩擦嚙合來傳遞運動和動力的, 所以接觸面的幾何形狀和接觸狀態對傳動特性有很大的影響。從離合器整體來看, 有n個接觸體, 每個接觸體在傳動過程中都要同時與內外圈接觸, 一般情況下各個接觸體與內外圈的接觸狀態和傳遞的載荷是相同的, 因此可以取任意一接觸副對該離合器的摩擦學和承載接觸特性進行分析。
摩擦鎖緊分析:
圖4表示離合器的內外圈和接觸體的幾何和力學關系。若設內外圈和接觸體接觸的法線的夾角為α, 內外圈的軌道半徑為R0 和R, 接觸體接觸點的曲率半徑為Rw和R n ,接觸體的接觸點的曲率中心Ow 和On之間的距離為e, 接觸體與外圈和內圈的兩接觸點Cw和Co 的距離為L , 上下接觸處的楔角為θ, β, 根據所傳遞力矩的平衡條件To =Tw (阻
圖4 接觸體和內 外圈的關系
圖4 接觸體和內 外圈的關系
力矩) 和幾何關系有:
nFw=To /R =nfwNw (1)
nFo =To/Ro =nfoNo (2)
若給定傳遞力矩To, 既可由方程(1), (2) 解出兩接觸點的摩擦力Fw 和Fo, 若給出材料的摩擦因數fw , fo也可求得接觸點的法向壓力Nw和No , 由此不難得知接觸體與內圈的壓力大于外圈。另外, 由圖2并根據幾何關系有 [2]  :
cosα=(R2 +R2o -L2 ) /(2RRo ) (3)
sinθ=Ro sinα/L (4)
β =α+θ (5)
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