Оценка напряженно-деформированного состояния упругой муфты раздаточного редуктора трактора

Abstract

В работе представлены результаты расчета напряженно-деформированного состояния упругой муфты, соединяющей двигатель и насос гидростатической трансмиссии колесного трактора. В настоящее время с целью повышения тяговых и экономических показателей и производительности сельскохозяйственных и лесохозяйственных машин в их конструкциях применяют гидростатические передачи, которые позволяют в широком диапазоне бесступенчато изменять передаточное число трансмиссии трактора, что позволяет обеспечить эффективную загрузку двигателя. Для снижения динамических нагрузок в трансмиссии трактора для соединения двигателя и насоса гидростатической трансмиссии применяют упругие муфты, которые представляют собой металлические элементы, соединенные между собой с помощью резинового массива. Долговечность такой конструкции лимитируется долговечностью резинового массива, который в процессе работы подвергается воздействию циклических нагрузок, переменных по знаку и времени. В результате такого воздействия резина разрушается по усталостному типу. Для определения долговечности резиновых элементов упругой муфты необходимо знать их напряженно-деформированное состояние. Поскольку материалом упругой муфты является резина, то в основе ее расчета лежат соотношения для нелинейного вязкоупругого материала, механическое поведение которого описывается потенциалом Муни-Ривлина. Расчет выполняется для передачи максимального крутящего момента от двигателя. Численное решение задачи выполняется с помощью метода конечных элементов. В результате расчета получены перемещения узлов конечно-элементной модели, компоненты тензора деформации, компоненты тензора напряжения, а также их инварианты и удельная энергия деформации. Определены области концентрации указанных параметров и сделана оценка о работоспособности рассматриваемой конструкции.