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单向离合器接触摩介绍及分析

  • 阅读次数:190次
  • 发布日期:2019-07-10
单向离合器具备以下功能:
多体接触型单向离合器与常见的滚柱式定向离合器不同, 是通过多个接触体与外圈和内圈的接触摩擦, 实现两轴间定向转动和动力传递的机械装置, 具有承载性能好、精度高、寿命长等特点, 特别适用于防止逆转的机械传动中, 已在汽车、航天等机器传动中得到应用。随着汽车等运载机械的快速发展和使用条件的提高, 对这种离合器的设计和使用提出了更高的要求。本文作者依据弹性理论和有限元方法对该离合器摩擦锁紧特性和摩擦锁紧中接触体和内外轮的接触特性及承载性能进行研究分析, 探讨多体接触型单向离合器的摩擦[及承载特性, 为设计和工程应用提供可靠依据。
如图3所示的单向离合器是由内部的多个接触体与内外圈轨道面相接触形成摩擦锁紧而进行工作的, 因离合器
多体接触型单向离合器
是靠摩擦体和内外圈的摩擦啮合来传递运动和动力的, 所以接触面的几何形状和接触状态对传动特性有很大的影响。从离合器整体来看, 有n个接触体, 每个接触体在传动过程中都要同时与内外圈接触, 一般情况下各个接触体与内外圈的接触状态和传递的载荷是相同的, 因此可以取任意一接触副对该离合器的摩擦学和承载接触特性进行分析。
摩擦锁紧分析:
图4表示离合器的内外圈和接触体的几何和力学关系。若设内外圈和接触体接触的法线的夹角为α, 内外圈的轨道半径为R0 和R, 接触体接触点的曲率半径为Rw和R n ,接触体的接触点的曲率中心Ow 和On之间的距离为e, 接触体与外圈和内圈的两接触点Cw和Co 的距离为L , 上下接触处的楔角为θ, β, 根据所传递力矩的平衡条件To =Tw (阻
图4 接触体和内 外圈的关系
图4 接触体和内 外圈的关系
力矩) 和几何关系有:
nFw=To /R =nfwNw (1)
nFo =To/Ro =nfoNo (2)
若给定传递力矩To, 既可由方程(1), (2) 解出两接触点的摩擦力Fw 和Fo, 若给出材料的摩擦因数fw , fo也可求得接触点的法向压力Nw和No , 由此不难得知接触体与内圈的压力大于外圈。另外, 由图2并根据几何关系有 [2]  :
cosα=(R2 +R2o -L2 ) /(2RRo ) (3)
sinθ=Ro sinα/L (4)
β =α+θ (5)
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