Силы действующие в конической прямозубой передаче.
Усилия определяются по размерам средних размеров зубьев.
Fа - осевая, Ft – окружная, Fr’– радиальная на среднем диаметре, Fr– радиальная, Fn - нормальная
dm1 – средний диаметр шестерни, Т – момент.
Fr’=Ft×tg a; Fа= Fr’×cosδ2= Ft tg a× cosδ2;
Fr = Fr’×cosδ1= Ft tg a× cosδ1;
Ft – для шестерни против хода вращения, для колеса по ходу
Fr– по радиусу к центру окружности.
Fа= Fr1
Fа1= Fr2
16) Конические с круговыми зубьями. Расчет на прочность.
Менее чувствительны к нарушению точности расположения колес, проще изготовление, прочность в 2 раза выше и на 40-60% выше нагрузочная способность чем у прямозубых.
Ft = 2*T/Dm – окружная сила
Fr=(Ft/cosb)*(tg a* cos δ1+sinb* sina) – радиальная сила
Fа=(Ft/cosb)*(tg a* cos δ1+sinb* sina) – осевая сила
Проверка по контактным напряж.
Проверка по напряж. изгиба
28 Цепные передачи. их +и -
Состоит из ведущей и ведомой звездочек и охватываемой цепи. Применяются с двумя или несколькими звездочками. Цепные передачи применяют при: 1. средних межосевых расстояниях, при которых зубчатые передачи требуют промежуточных ступеней 2. жестких требованиях к габаритам
3. необходимости работы без проскальзывания. Достоинства: возможность применения в значительном диапазоне межосевых расстояний; габариты, меньшие, чем у ременной передачи; отсутствие проскальзывания;
высокий КПД; малые силы, действующие на валы, т.е. нет необходимости в предварительном натяжении. Недостатки: работает в условиях отсутствия жидкостного трения;
– требует большой степени точности установки валов, чем у ременных передач, регулировки, смазывания; неравномерность хода цепи, что приводит к циклическим нагрузкам и колебанию передаточного отношения.
Различают приводные и тяговые цепи. К тяговым относятся пластинчатые и круглозвенные. К приводным цепям относятся роликовые, зубчатые, втулочные.
Роликовые цепи
ПРЛ – роликовые однорядные цепи нормальной точности; ПР – роликовые цепи повышенной точности; ПРД – роликовые длиннозвенные цепи (с удвоенным шагом, поэтому легче и дешевле, применяются при малых скоростях); ПВ – втулочные (не имеют роликов, поэтому дешевле и меньше габариты); ПРИ – роликовые цепи с изогнутыми пластинами (при больших динамических нагрузках) ./ Состоят из внутренних и наружных пластин, шарнирно соединенных с помощью валиков и втулок. Бывают однорядные и многорядные. Многорядные применяют при повышенных нагрузках и скоростях с целью уменьшения шага цепи. Трение-скольжение между звездочкой и цепью заменяют трением –качения.
Зубчатые цепи
Достоинства: меньший шум, чем у остальных; повышенная кинематическая точность.
Недостатки: тяжелые; дорогие; сложные в изготовлении
29Подбор цепей.Силы в цепной передачи.
В быстроходных передачах при больших мощностях рекомендуют цепи малого шага: зубчатые большой ширины или роликовые многорядные. Чем больше шаг, тем выше нагрузочная способность
но сильней удар звена о зуб в момент набегания на звездочку.
Силы в ветвях цепи. 1. Окружная сила Ft, Н, передаваемая цепью
где d — делительный диаметр звездочки, мм; Т — в Н.м.
2. Натяжение цепи от центробежных сил
, Сила Fv нагружает звенья цепи по всему ее контуру, но звездочками не воспринимается.
3. Предварительное натяжение цепи от провисания ведомой ветви
где kf — коэффициент провисания, q — масса 1 м цепи, кг/м; a — межосевое расстояние, м; g = 9,81 м/с2
4. Натяжение ведущей ветви цепи работающей передачи
 |
30 Валы и оси
Валы предназначены для:
1) поддержания вращающихся деталей
2) для передачи вращающегося момента
3) восприятия изгибающих нагрузок и кручения. Оси: 1) не передают полезного вращающегося момента; 2) воспринимают только изгибающий момент.
Составные части вала
Контактирующую часть вала с корпусом или насаженными деталями называют цапфой.
Цапфу, расположенную на конце вала называют шип. Промежуточная часть вала называтся шейкой. Шип, передающий осевые нагрузки называют пятой.
Классификация валов и осей
По назначению: валы передач; коренные валы машин (несущие). По геометрической форме: прямые ; коленчатые; гибкие
По форме и конструктивным признакам прямые валы и оси бывают: постоянного диаметра; ступенчатые. Также могут быть сплошными и полыми.
Закрепление дет., устанавливаем. на валу
Закрепление деталей на валах производится в осевом и тангенсальном направлениях.
Закрепление в тангенсальном направлении необходимо для передачи вращающегося момента. Производится шпонками, шлицами, штифтами, посадками с натягом. Для закрепления в осевом направлении используются конструктивные элементы балок – заплечики, буртики, а также втулки, штифты, установочные кольца, стопорные шайбы.
Расчет на кручение.проектировочный расчет вала производят условно только на кручение, а влияние изгиба, концентрации напряжений и характера нагрузки на прочность вала компенсируют понижением допускаемых напряжений на
кручение [τ]к .При проектировочном расчете обычно определяют диаметр выходного конца, а для промежуточного вала — диаметр под колесом. Диаметры других участков вала назначают при разработке конструкции с учетом технологииизготовления и сборки.Диаметр расчетного сечения вала: 
где Мк — крутящий момент, Мк = Т, Н.м; [τ]к — допускаемое напряжение на кручение, Н/мм2./Оси работают как поддерживающие детали и поэтому нагружены только изгибающими нагрузками. Действием растягивающих и сжимающих сил пренебрегают. Проектировочный расчет осей на статическую прочность выполняют аналогично расчету балок с шарнирными опорами обычными методами сопромата.
32Уточненый расчет валов.
Проверочный расчет валов производят на сопротивление усталости и на жесткость.Расчет на сопротивление усталостизаключается в определении расчетных коэффициентов запаса прочности в предположительно опасныхсечениях, предварительно намеченных в соответствии с
эпюрами моментов и расположением зон концентрации напряжений. При расчете принимают, что напряжения изгиба изменяются по симметричному циклу, а напряжения кручения по отнулевому циклу. Проверку на сопротивление усталости производят по коэффициенту запаса прочности S.Амплитуда симметричного цикла напряжений при изгибе вала
амплитуда отнулевого цикланапряжений при кручении вала
— результирующий изгибающий момент (МВ и МГ — изгибающие моменты в вертиканой и горизонтальной плоскостях); Мк — крутящий момент; Wм и Wк — моменты сопротивления изгибу и кручению сечения вала: Wм = 0,1d3; Wк = 0,2d3.
Проверочный расчет на сопротивление усталости ведут по максимальной длительно действующей нагрузке. Минимально допустимое значение коэффициента запаса прочности [s] = 1,6...2,5. Расчет валов на жесткостьвыполняют в тех случаях, когда их деформации (линейные или угловые) существенно влияют на работу сопряженных с валом деталей.
Различают изгибную и крутильную жесткость вала.Изгибную жесткостьвалов оценивают углом θ наклона, который определяют методами сопротивления материалов.Крутильную жесткостьвалов оценивают углом закручивания на единицу длины вала.
33Подшипники качения. Классификация и типы. Преимущество подшипников качения по сравнению с подшипниками скольжения:
1. меньше потери на трение; 2. меньше осевые габариты; 3. проще в обслуживании;4дешевле
Недостатки: 1. значительнее диаметральные размеры; 2. хуже воспринимают ударные нагрузки, вследствие линейного или точечного контакта; 3. имеют ограничения по частоте вращения; 4. подшипники не разъемные
Классификация под. качения По направлению воспринимающей нагрузки: 1радиальные (только радиальную нагрузку)2 радиально-упорные и упорно-радиальные (воспринимают радиальную и осевую нагрузку)3упорные – воспринимают только осевую нагрузку)
По форме тел качения и числу их рядов:
0 – шариковый однорядный;1 – двухрядный
2 – роликовый с короткими цилиндрическими роликами;3 – роликовый, самоустанавливающийся (сферический) с бочкообразными роликами
4 – рол. (игольчатый) с длинными цилиндрическими роликами;5 – рол. с витыми цилиндрическими роликами;6 – шар. радиальноупорный. 7 – рол. конический радиально-упорный; 8 – шар. упорный подшипник
9 – рол. упорный подшипник.
В зависимости от размеров и нагрузочной способности подшипники делятся на серии: 1-а и 7-ая – особо легкая, 2-ая серия – легкая, 3-ая – средняя, 4 – тяжелая, 5-ая серия, 6-ая серия – средняя широкая, 8-ая и 9-ая – сверхлегкая. Также существует 5 классов точности: 0, 6, 5, 4, 2.
34.Расчет подшипников на долговечн.
Подшипники подбирают из каталога по динамической и статической грузоподъемности.Долговечность подшипника качения L определяется усталостным выкрашиванием поверхностей качения. Показателем долговечности служит ресурс подшипника, т.е. наработка до предельного состояния, выраженная в миллионах оборотов (млн. об) или в часах (ч).Базовую долговечностьL10 в млн. об. определяют при 90%-й надежности.
где р — показатель степени кривой усталости; р = 3 для шариковых и р = 3,33 для роликовых подшипников. Расчетная долговечность
Р — надежность при определении ресурса. Сr — базовая грузоподъемность подшипника, RE — динамическая эквивалентная радиальная нагрузка. n — частота вращения кольца, мин–1; a1 — коэффициент надежности. a23 — коэффициент,учитывающий совместное влияние на долговечность особых свойствметаллаколец и тел качения.
Условием пригодности подшипника
,L'sah-требуемая долговечность.
35 Особенности расчета радиально упорных подшипников. В большинстве случаев радиальные и радиально-упорные подшипники подвержены совместному действию радиальной и осевой сил. Кроме того, условия работы подшипников разнообразны и могут различаться по величине кратковременных перегрузок. Влияние факторов на работоспособность подшипников учитывают введением в расчет эквивалентной динамической радиальной нагрузки. Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка RE для радиальных и радиально-упорных подшипников — это постоянная радиальная сила, которая при приложении ее к подшипнику с вращающимся внутренним и неподвижным наружным кольцами обеспечивает такие же ресурс и надежность, как и при действии сил в условиях эксплуатации.
Для радиальных и радиально-упорных подшипников
где Rr — радиальная сила на подшипник ,Н; Ra — осевая сила, Н; V — коэффициент вращения, учитывающий зависимость долговечности подшипника от того, какое из колец вращается: V = 1 при вращении внутреннего кольца и V = 1,2 при вращении наружного кольца; КБ — динамический коэффициент, учитывающий влияние эксплуатационных перегрузок, КТ — коэффициент, учитывающий влияние температуры.
X, Y — коэффициенты радиальной и осевой динамических нагрузок зависят от типа и конструктивных особенностей.
36Сварные соединения. Классификация
Сварные соединения:
Достоинства: малая стоимость (небольшой объем подготовительных операций, простые конструктивные формы), малый вес (не требует отверстий и накладок, ослабляющих деталь), герметичность и плотность соединения, возможность автоматизации процесса сварки, возможность соединения толстых профилей.
Недостатки: качество шва зависит от квалификации сварщика, ненадежны при вибрационной и ударной нагрузке, коробление детали (вследствие остаточных напряжений в зоне термического влияния) особенно для деталей термически обработанных и наклепанных.
Классификация:В зависимости от ориентации соединяемых деталей сварные соединения делятся на: стыковые, нахлёсточные, тавровые.В стык-одна дет.продолжение другой:
1рис. -стыковой сварной шов с отбортовкой.(более 3мм)
2рис. - стыковой шов односторонний.8мм
3рис. - стыковой сварной шов односторонний с подваркой.20мм
4рис. - стыковой сварной шов с односторонним скосом двух кромок и подваркой.40мм
5рис. - стыковой сварной шов двусторонний, с двусторонним скосом.40мм
6рис. - стыковой шов двусторонний, с двусторонним скосом двух кромок.60мм
7рис. - стыковой шов односторонний с криволинейной разделкой двух кромок.60.
Нахлёсточные:
1,лобовые2,фланговые3,комбинированные 4,косые.
Все нахлесточные соединения осуществляются угловыми швами.
Виды угловых швов:
1рис. Нормальный угловой шов
2рис. Выпуклый угловой шов
3рис. Специальный угловой шов
4рис. Вогнутый угловой шов
