частоту тока, протекающего в коммутируемой электрической цепи (возрастает с ростом частоты, например, при /=0-=-2000 кГц ki= ==1,0; при f=5-10 кГц 4=5,0); кь - коэффициент, учитывающий изменение жесткости материала контактных элементов от их рабочей температуры (чем больше изменение температуры, тем больше kb).

При большом числе пар контактных элементов УУ„ разрабатываемого соединителя максимально допустимое контактное усилие где F200 Н - усилие, необходимое для соч-

кр max К

ленения розетки и вилки соединителя в зависимости от направления движения руки оператора. Для обеспечения их сочленения человеком необходимо, чтобы F„<F,p„,,.

Значение Fj, позволяет выбрать материал для контактируе-мых деталей по механическим параметрам с точки зрения их износоустойчивости. Для расчета Fp рекомендуется использовать формулы [2].

Если предельные отклонения геометрических размеров контактных элементов небольшие и допускается сравнительно большое изменение контактного усилия [2], то расчет целесообразно выполнять одновременно с эскизной проработкой соединителя (в отдельных случаях она опережает расчеты). Для контактного элемента, выполненного в виде кон-сольно закрепленной балки с

прямоугольным поперечным сечением, ширина а задается конструктивно согласно эскизу на основании приемлемого габаритного размера (рис. 3.1).

Толщина контактного элемента

Рис. 3.1. Варианты компоновки групп контактных элементов относительно продольной оси соединителя:

а - под прямым углом; 6 - параллельно; в - под углом а; / - точки вращения контактных элементов

Ul-

где п - коэффициент запаса (для консольной балки п=3, для балки на двух опорах с силой, приложенной в центре, «=48); /п =0,2-1,0 мм - средний прогиб (выбирается конструктивно в зависимости от размеров контактных элементов); [сг]„з - допустимое напряжение на изгиб; Е - модуль упругости первого рода.

По сортаменту на используемый материал полученное значение толщины округляют до ближайшего табличного /i0,2 мм. Одновременно выписывают предельные отклонения Д/i. Следует иметь

2 № 3149

в виду, что уменьшение h приводит, с одной стороны, к сокращению длины упругого элемента, а следовательно, и габаритных размеров соединителя, с другой, к увеличению /„, т. е. к большим напряжениям на изгиб в опасном сечении контактного элемента.

Полученные размеры поперечного сечения контактного элемента позволяют определить плотность тока 1=11 {ah).

Длина упругой части контактного элемента (рис. 3.2, а)

l = YinEf,ahl,)/{l2FJ, (3.2)

где /ip - средняя толщина упругого элемента с учетом Ah, указанного в ГОСТе на сортамент материала.

Анализируя полученное значение /, необходимо иметь в виду, что при уменьшении жесткости контактного элемента (увеличении /) достигается стабильность переходного сопротивления, но габаритные размеры соединителя увеличиваются. Расчет размеров контактных элементов по предельным значениям параметров приведен в [2].

Для определения фактического перемещения точки контакти-)ования учитывают смятие контактирующих участков /„. Расчет \„ (мм) контактных элементов выполняют по формуле Герца:

где 2 - коэффициенты Пуассона контактных элементов; Ei, Е2 - модули упругости первого рода контактных элементов; Гпр = 1/г1+1 2 - приведенный радиус кривизны контактных участков; Гг, Г2 - радиусы контактных поверхностей. Фактическое перемещение точки контактирования /ф=/п+/см-

Перед дальнейшими расчетами целесообразно выполнить предварительную проверку полученных результатов на наибольшее напряжение на изгиб сг„ах> запас прочности k, переходное сопротивление Rn и его предельное отклонение AR, температуру локального перегрева контактных элементов Г„ и допустимый ток /доп. Максимальный момент в опасном сечении M„=Fpl. Момент сопротивления поперечного сечения Wx=ah/6. Наибольшее напряжение на изгиб сг„ах = Л1„а/W. Полученное значение

тах должно быТЬ МСНЬШС ДОПУСТИМОГО.

Коэффициент запаса прочности з = [Оиз]/ст„ах- Для мягких материалов (латуни) k=23, для хрупких (бронзы) /гз=3-Ьб.

В общем случае переходное сопротивление контактных элементов обусловлено сопротивлением стягивания R и сопротивлением поверхностной пленки т. е. /?пр=-с+-пл. где R„ - расчетное значение переходного сопротивления контактных элементов. Формулы для определения R и R„ приведены в [2]. Но выбирать их нужно с учетом особенностей конструируемых контактных элементов. Например, при контактировании выступов элементов, выполненных из одинаковых материалов с радиусом площадки касания г, /?с=р/(2г). Сопротивление однородных пленок с равномерной толщиной d и одинаковым удельным сопротивлением

Рпл пл=-ут/(л). где /?y.r=Pnj,d - удельное туннельное сопротивление (для пленок меди =1,5-10"? Oммм для пленок серебра i?yT,=5-10"" Ом-мм).

7 = c*d

Рис, 3.2. К нахождению предварительных габаритных размеров розетки (а) и вилки (б)

Для приближенной оценки Д/?п поступают следующим образом. Зная предельные отклонения величин, входящих в формулу (3.2), рассчитывают предельное отклонение контактного усилия AFk [1, 2]. Заменяя в формуле (3.1) величину величиной Fk+ -f AFjt, определяют /?п+А/?п- В результате должно выполняться неравенство Д/?пД/?п. В противном случае необходимо уточ-