Шлицевые соединения в вертолете

В соединениях валов трансмиссии применяются преимущественно эвольвентные зубчатые (шлицевые) соединения с центрированием по боковым сторонам зубьев или по наружному диаметру вала, а иногда — по вспомогательным цилиндрическим или коническим поверхностям. Шлицевые соединения выходят из строя в основном из-за смятия и износа (контактной коррозии) рабочих поверхностей зубьев.

Разрушение рабочих зубьев (шлицев) всегда усталостное, с развитием трещин усталости либо от профильных кромок на торцах зубьев из-за наличия в этих местах концентрации касательных напряжений кручения, либо от фреттинг- коррозии на боковых поверхностях.

Конкретными причинами концентрации напряжений на краях зубьев являются:

• —   значительные упругие деформации зубчатых элементов при сборке узлов или в процессе эксплуатации;
• —   местные пластические деформации зубьев соединяемых деталей при сборке;
• —   образование неблагоприятного макрорельефа зубьев из-за их эксплуатационного износа и смещения зоны контакта зубьев при ремонте или эксплуатации изделий.

Для уменьшения концентрации нагрузки у торцов соединения шлицевым венцам придается коническая форма. С увеличением углов конусности втулки и вала коэффициент к в уменьшается практически линейно.

Конструктивно-кинематические схемы муфт свободного хода

Муфта свободного хода (МСХ), или обгонная муфта, — это передаточный механизм, ведущее и ведомое звенья которого могут автоматически соединяться и разъединяться в зависимости от направления их относительного движения.

МСХ соединяют входные быстроходные валы с первой ступенью механизма редукции. Основное назначение МСХ на вертолете — автоматическое отсоединение вала отказавшего двигателя от редуктора и обеспечение безопасности полета на авторотации или с одним работающим двигателем. Кроме того, МСХ обеспечивает возможность разно режимной работы двигателей в процессе их поочередного опробования на земле.

В зависимости от принципа действия различают храповые и фрикционные МСХ. Храповые МСХ работают по принципу зацепления, фрикционные действуют вследствие заклинивания между ведущим и ведомым звеньями вспомогательных элементов (шариков, роликов и пр.).

Наибольшее распространение в авиационной технике получили роликовые муфты, основными достоинствами которых являются:

• —   способность передавать большие нагрузки при относительно малых габаритных размерах;
• —   высокие относительные скорости звеньев и небольшие моменты от сил трения в период свободного хода;
• —   заклинивание с минимальным углом относительного поворота звеньев, легкость расклинивания;
• —   технологичность;
• —   простота эксплуатации и ремонта.

Полный цикл движения звеньев МСХ включает четыре периода:

• —   свободный ход;
• —   заклинивание;
• —   заклиненное состояние;
• —   расклинивание.

Основными конструктивными элементами роликовой МСХ являются: звездочка, обойма, заклинивающие ролики и прижимное устройство.

Назначение прижимного устройства — обеспечивать контакт заклинивающих роликов с обоймой и звездочкой. При этом достигается устранение «мертвого хода» в период заклинивания МСХ, т.е. обеспечивается готовность муфты к мгновенному и одновременному заклиниванию всех роликов.

Различают прижимные устройства индивидуальные и групповые (сепараторные).

Сепараторные прижимные устройства допускают значительно большую скорость относительного движения звеньев в период свободного хода, чем индивидуальные прижимы, и позволяют размещать большое количество роликов в МСХ. Это обеспечивает высокую нагрузочную способность муфт и их широкое применение в трансмиссиях вертолетов.

По конструктивным особенностям МСХ редукторов вертолетов подразделяются на два основных типа: с пружинными и с фрикционными прижимными устройствами. Применяются также конструкции муфт с комбинированными прижимными устройствами, содержащими пружинный и фрикционный элементы.