Билет17

1. Фрикционно-винтовые соединения(клеммовые)

С оединения крышек шатунов, осветительные соед. Бываают полностью разъемные (клемма полуклемма) и разрезые.

Клеммы бывают жесткие и гибкие. Преймущества (позволяют соед детали с неровными валами, не допускают перегрузок детали).

а)Жесткие клеммы Для предотвращения сдвига

Условие существования соединения действует (T,F).

б)Гибкие клеммы

Условие существования соединения (действует T,F).

, или

,

2. Конические передачи. Геометрия. Модули. Силы в заце-плении(билет17)

-диаметры делительных конусов

-диаметры внешнего сечения

Rm, Re- ср-ее и вн-ее конусные расстояния.

По форме зуба в зав-ти от распо-ложения дели-тельного конуса и конуса впадин

различают

а )Пропорционально понижающеися зубья Вершины делит-ного, впадин и вершин конусов совпадают

б )Вершины дел-го и конуса впадин не совпадают

(для передач с круговым зубом. Толщина зуба увеличивается проп раст-ю от центра)

с )равнобокие зубья(образующие конусов пар-ны и высота зуба одинакова по всей длине)

Шаги и модули различают по внешнему сечению и по ср-нему -по внешнему, -по ср-му. Модуль , - отношение ширины колеса к вн-му конусному расст-нию.

Передаточное отношение если , то

С илы в зацеплении(зависят от направления зуба и вращения

3) Классификация муфт расчет компенсирующих жестких муфт. Подвижные муфты.

Муфта устройство служащее для соединения валов, стержней, труб. Муфтыобепечивают кинематическую и силовую связь частей машины, компенсирует погрешности, демпфирует нагрузок, согласование частот вращения.

Муфты бывают: 1)по способу действия(механические электрические гидравлические2) по управлению (управляемые неуправляемые и автоматичесие).

Неуправляемые муфты (глухие, втулочные, упругие). Управляемые (кулачковые, фрикционные, электрические). Автоматические(по скорости, по направлению вращения, по величине момента

К омпесирующие муфты (муфты с подвижным диском). Компенсирующие муфты бывают для компенсации радиальных, осевых и угловых смещений.

Расчет таких муфт выполняют на смятие поверхностей пазов к-коэффицент динамичности

З убчатые компенсирующие муфты .Состоят из 2 полумуфт с наружными зубьями. Такие муфты компенсируют все виды погрешностей. Расчет таких муфт выполняют по напряжениям смятия поверхностей зубьев.

и в-ширина зуба полумуфты. При проектном расчете из условия прочности на смятие определяют , т , -коэффицент длины зуба

4) Расчет плоскоременных передач(билет 17)

Для выполнения пр-го расчета задаются ,передаточным отношением i. Определяют

а) Определяют диаметр меньшего шкива по формуле Савелина

b)Определяют толщину ремня

с)Из расчета тяговой способности определяют ширину ремня “в”. Тяговая способность характеризуется Вел-ной максимально допустимой тяговой силы или полезного напряжения. , f-коэф трения Расчет по тяговой способности начинаем с выбора коэффициента тяги При проверочном расчете определяем допускаемые полезные напряжения , где с,w-коэф зависящие от типа ремня и мат-ла , -от наклона к горизонту -от режима работы -учитывает угол обхвата. -допускаемое напряжение для типовой передачи.

d)Производит проверку ременной передачи на усталостные напряжения

e)По тяг-ой способ-ти находим ширину ремня если ремень многослойный, то ширина ремня число слоев

18 билет

Критерии работоспособности.

Работоспособность - состояние изделия (машины, деталей), при котором возможно выполнение заданных функций с параметрами, установленными нормативно-технической документацией (техническим заданием и др.).

В зависимости от функционального назначения и условий работы деталей их работоспособность оценивается одним или группой показателей, основными из которых являются прочность, износостойкость, жесткость, теплостойкость, вибрационная устойчивость. Из всех показателей главным критерием работоспособности является прочность, так как детали прежде всего должны быть прочными.

Прочность - это способность деталей противостоять разрушению. Все детали под действием нагрузок меняют свою форму и размеры. При этом в них возникают внутренние напряжения, с увеличением которых может возникнуть опасное состояние детали, исключающее выполнение ее функции.

Прочность как способность детали сопротивляться разрушению оценивается с помощью допускаемых напряжений или запасов прочности

Износостойкость, так же как и прочность, характеризует способность деталей сохранять размеры и форму. Однако в отличие от прочности износостойкость - это способность противостоять изнашиванию в результате трения. В теории трения и изнашивания рассматриваются следующие основные виды изнашивания: механическое, коррозионно-механическое и молекулярно-механическое, абразивное, усталостное и др.

Для уменьшения изнашивания широко используют смазку трущихся поверхностей, защиту от попадания абразивных частиц, а •также специальные виды обработки сопряженных поверхностей.

Жесткость — способность деталей под нагрузкой сохранять размеры и форму благодаря силам упругости

Теплостойкость - способность изделий сохранять работоспособность при изменении температуры. При нагревании может произойти понижение прочности материала и наблюдаться ползучесть, снижение защищающей способности масляной пленки, при переохлаждении - разрыв пленки вследствие загустения смазочного материала, изменение зазоров между контактирующими поверхно­стями и заклинивание сопряженных деталей.

Виброустойчивость — способность изделий сохранять работоспособность при воздействии знакопеременных нагрузок и колебаний с заданной частотой и амплитудой.

Вибрации вызывают дополнительные переменные напряжения и приводят к усталостному разрушению деталей.

Виды расчётов.

Проектный расчёт производится при проектировании деталей . При этом определяются наиболее общие размеры, материал, термообработка и т.д.

Проверочный – расчёт уже известной конструкции. Определяется нагруженность деталей и срок службы.

При проектном расчёте многие величины не задаются. При расчётах различают номинальные и расчётные величины. , где К – коэффициент, учитывающий дополнительные динамические нагрузки, связанные с неравномерностью работы, неточностью изготовления, режим пуска и торможения и т.д.

Разновидности ременных передач. Основные типы и материалы плоских ремней. Силы в ременных передачах.

Ременная передача: а - схема; б - плоский ремень; в - клиновой ремень; г - круглый ремень; д- поликлиновой ремень

По типу ремня все ременные передачи делятся на плоско-, клино-, поликлино-, кругло- и зубчатоременные.

В зависимости от используемых материалов различают ремни: синтетические, кожаные, прорезиненные, хлопчатобумажные, шерстяные. Синтетические ремни наиболее перспективны. Они обладают высокой статической прочностью и долговечностью.

Н аиболее распространены прорезиненные тканевые ремни, состоящие из нескольких слоев хлопчатобумажной или синтетической ткани, связанных вулканизированной резиной. Они прочны, эластичны, малочувствительны к влаге и колебаниям температуры, однако масло, бензин и щелочи разъедают резину. На ремни имеется стандарт.

Силы, действующие на вал и шкив:

КПД червячной передачи

где р' - приведенный угол трения, зависящий от материалов червяка и венца колеса, сорта смазочного материала, параметров шероховатости рабочих поверхностей, скорости скольжения , -угол наклона витков червяка.

С возрастанием существенно понижается р' в связи с улучшением условий смазывания за счет возможного появления масляного слоя, разделяющего контактирующие поверхности витков червяка и зубьев колеса.

Значения р' получены экспериментально с учетом потерь в подшипниках качения на разбрызгивание и размешивание смазоч­ного материала. Поэтому КПД, вычисленный по данной формуле, отражает все виды потерь в передаче.

Из зависимости следует, что с увеличением и уменьшением q КПД растет, однако возрастают технологические трудности изготовления червяков и колес, вызванные увеличением . Уменьшение q вызывает понижение изгибной жесткости червяка.

В некоторых машинах, например грузоподъемных, применяют­ся самотормозящие червячные пары, отличительным свойством которых является невозможность передачи движения от колеса к червяку. Если колесо окажется ведущим, то ввиду изменения направления сил в передаче КПД будет

При передача момента от колеса к червяку окажется невозможной, произойдет самоторможение. При соблюдении условия самоторможения, т. е. при

. Следовательно, КПД самотормозящих пар всегда меньше 0,5. Вибрации способствуют понижению коэффициента трения, поэто­му для гарантии самоторможения рекомендуется у < 0,5р'.

Расчет волновых передач

Основными критериями работоспособности волновых передач являются: прочность гибкого колеса, долговечность подшипников генератора волн, жесткость генератора и колеса, износ зубьев и тепловой режим.

Первые два - основные. Жесткость генератора и зубчатых колес определяет значение деформации этих звеньев. В случае недостаточности деформации гибкого колеса и избыточной деформации генератора может произойти заклинивание передачи вследствие интерференции зубьев или, наоборот, проскальзывание генератора и нарушение принципа работы передачи.

Износ зубьев при правильно выполненном расчете параметров зацепления и удовлетворительном смазывании, как правило, незначителен и не влияет на срок службы передачи.

Тепловой режим оказывает влияние на работоспособность волновых редукторов малых размеров, имеющих недостаточный теплоотвод. Тепловой расчет таких редукторов выполняют исходя из уравнения теплового баланса:

где - мощность на входном валу, кВт; k - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м²•°С); - температура соответственно корпуса

редуктора и окружающей среды, °С; А - площадь поверхности охлаждения, м²; - коэффициент полезного действия редуктора.

При определении площади охлаждения А учитывают только ту поверхность корпуса, которая омывается при разбрызгивании масла и обдувается снаружи свободно циркулирующим воздухом. Если корпус имеет ребра охлаждения, то при определении А учитывает только 50% площади их поверхности.

КПД волновой передачи определяется в основном потерями мощности в зубчатом зацеплении и генераторе, при этом большая доля потерь приходится на генератор, так как в зацеплении вследствие малых скоростей скольжения потери мощности незначительны. , где -коэф., зависящий от типа генератора( для дискового генератора =0,13, для кулачкового =0,15). В волновых передачах КПД, как и в обычных зубчатых передачах, растет с увеличением нагрузки и падает с ростом передаточного отношения

Проектный расчет передачи сводится к определению основного габаритного размера - диаметра гибкого колеса по напряжениям смятия на боковых поверхностях зубьев, а также по напряжениям изгиба и растяжения от окружных сил.

У словие прочности по напряжениям смятия на рабочих поверх­ностях зубьев имеет вид

,где - окружная сила; - крутящий момент на выходном валу; - диаметр делительной окружности гибкого колеса; - максимальная глубина захода зубьев; - коэффициент глубины захода=1,3; - число зубьев в зацеплении; - коэффициент числа зубьев в одновременном зацеплении =0,2; b - рабочая ширина зубчатого венца.

При выполнении проектных расчетов, когда материал колес и нагрузки известны, где для силовых передач; МПа для стальных термически обработанных зубчатых колес с удовлетворительным смазыванием и Мпа - для режимов с кратковременными перегрузками тихоходных ступеней волновых редукторов.

Расчет внутреннего диаметра гибкого колес а (рис. 11.15) по напряжениям изгиба и растяжения от окружных сил выполняют по приближенной зависимости : ,где - крутящий момент на тихоходном валу,Н м; - предел выносливости материала, МПа; - коэффициент концентрации напряжений у ножки зуба =1,8...2; - коэффициент запаса сопротивления усталости =1,3...1,7 (меньшие значения - для переменных кратковременных режимов работы); Е -модуль упругости материала колеса, МПа; Y_z - коэффициент влия­ния зубьев = 1,35...1,5 - для зубьев с узкой впадиной и 1,2... 1,3 - для зубьев с широкой впадиной (большие значения Y_z при ( i> 150); - коэффициент толщины зубчатого венца =0,012...0,014 - для средненагруженных, длительно рабо­тающих передач (большие значения при больших i); -коэффициент ширины зубчатого венца = 0,15...0,2 (большие значения при i > 150).

Проверочный расчет выполняют, определяя запасы сопротивления усталости:

, где ,