Опір матеріалів 2

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Класифікація механізмів, вузлів і деталей. Вимоги, що пред'являються до машин, механізмів та їх деталей.
Механізм - система з'єднаних елементарних ланок.
Робочі машини призначені для зміни форми матеріалу.
Двигуни - перетворення будь-якого виду енергії в механічну роботу.
Генератори - перетворення руху в енергію. Механізми, призначені для передачі руху від двигуна до робочої зони, наз-ся передавальними.
Існують: деталь, складальна одиниця, комплекс, комплект.
Деталь - виріб з однорідного матеріалу без монтажних елементів;
Комплект - два або більше виробів, не з'єднаних між собою, але складових набір;
Комплекс - два або більше специфікованих вироби, але призначені для виконання взаємопов'язаних експлуатаційних функцій.
Вимоги:
1 Задовольняти умовам міцності, жорсткості;
2 Економічність, технологічність;
3 Працездатність; Події, пов'язані з порушенням працездатності, називаються відмовою.
4 Надійність - властивість об'єкта виконувати свої функції в часі, зберігаючи експлуатаційні якості. Надійність визначається безпекою роботи. Напрацювання - скільки часу опрацьовано без відмови.
5. Ремонтопридатність;
6. Довговічність - здатність виробу працювати до певного зносу.
Вимоги до деталей, критерії працездатності і впливають на них фактори. Функціонально-експлуатаційні вимоги: працездатність, міцність, стійкість, зносостійкість, вібростійкість, теплостійкість, надійність, жорсткість, безвідмовність.
Найважливіші критерії: міцність, жорсткість, зносостійкість, теплостійкість, вібростійкість.
Міцність - здатність деталі чинити опір руйнуванню під дією навантажень.
Жорсткість - здатність деталі чинити опір зміні форми під дією сил.
Зносостійкість - здатність деталі чинити опір зміні розмірів під дією тертя.
Теплостійкість - здатність конструкції працювати в межах заданих температур протягом терміну служби.
Вібростійкість - вібрації призводять до додаткового втомного руйнування, можуть знижувати якість роботи.
Працездатність - такий стан деталі, при якому вона здатна нормально виконувати задані функції. Події, пов'язані з порушенням працездатності, називаються відмовою.
Напрацювання - скільки часу опрацьовано без відмови.
Надійність - властивість об'єкта виконувати свої функції в часі, зберігаючи експлуатаційні якості. Надійність визначається безпекою роботи.
Фактори: наявність мастила, форма деталі, матеріали деталей.
Стандартизація деталей машин. Технологічність деталей машин. Особливості деталей швейного обладнання.
Стандартизацією називається встановлення обов'язкових норм, яким повинні відповідати типи, параметри, якісні характеристики виробів. Вона є засобом вдосконалення конструкцій, зниження вартості виробів, поліпшення умов праці.
Значення стандартизації:
1 Обмеження числа типів деталей дозволяє організувати масове виробництво цих деталей при мінімальній трудомісткості, матеріаломісткості і вартості;
2 Сприяє поліпшенню якості, підвищенню працездатності і довговічності.
3 Скорочує терміни освоєння нових машин, полегшує їх експлуатацію, спрощує і здешевлює ремонт.
Технологічність - основа економічності конструкції. Технологічною називають таку конструкцію, яка забезпечує задані експлуатаційні показники при найменших витратах часу, праці та коштів на її створення. Це одне з важливих умов створення економічно вигідних машин.
Технологічність забезпечується мінімальним числом деталей, простотою конструктивних форм і малою трудомісткістю.
Умови забезпечення:
1 Спосіб отримання заготівки;
2 Механічна обробка;
3 Складальні операції.
Основи проектування механізмів, стадії розробки. Загальні положення ЄСКД. Види, комплектність і стадії розробки конструкторських документів.
ЕСКД - комплекс держстандартів на правила і положення щодо порядку розробки, оформлення конструк. документації.
Вироби основного і допоміжного пр-ва.
Види виробів: деталь, складальна одиниця, комплекс, комплект.
Види КД: графічні і текстові документи (креслення деталі, специфікація, пояснювальна записка);
Стадії розробки КД:
1 Технічне пропозиція (док-т, який отримує розробник, що містить обгрунтування розробки документації вироби, сукупність документації);
2 Ескізний проект - принципове конструкторське рішення;
3 Технічний проект - сукупність документів, що містять остаточне технічне рішення;
4 Робоча документація - для виготовлення деталей виробу.
Деталь - виріб з однорідного матеріалу без монтажних елементів;
Складальна одиниця - виріб, складові частини якого підлягають з'єднанню між собою на підприємстві-виробнику складальними операціями.
Машинобудівні матеріали. Конструкційні матеріали, класифікація.
Матеріал повинен забезпечити надійність, задану довговічність, мінімальні масу і габаритні розміри машин.
Передумови: експлуатаційна, технологічна, економічна.
Класифікація м-лов
Чорні метали, кольорові метали та їх сплави, металокерамічні, неметалеві.
Чорні метали:
1. Стали:
 Низьковуглецеві;
 високовуглецеві.
Марки сталей:
· Сталі звичайної якості (Ст0 - ст6);
· Конструкційні якісні сталі (40, 45, 30Г);
· Леговані конструкційні сталі (20Х, 40Х, 20ХН).
2. Чавуни:
За призначенням - антифрикційний, високоміцний;
За структурою - сірий, білий.
3. Сплави кольорових металів: бронзи, латуні, бабіти.
Під а нтіфрікціоннимі розуміють матеріали (бронзи, бабіти), що характеризуються низьким коефіцієнтом тертя, високу зносостійкість, малим зношуванням сполученої деталі.
Під фрикційними розуміють матеріали (металокераміка), що характеризуються високим і постійним коефіцієнтом тертя, високими зносо-і теплостійкість, малим зношуванням сполученої деталі.
Мідні сплави:
1 Бронзи - всі мідні сплави за викл. латуні;
2 Латуні - мідні сплави, де переважаючим легирующим елементом є цинк.
Бабіти - сплави на основі м'яких металів (олова, свинцю, кальцію), що допускають роботу зі значними швидкостями і тисками.
Легкі сплави - сплави на алюмінієвій або магнієвої основі. Діляться на ливарні і деформуючі.
Застосовують для швидкохідних деталей, для корпусних та інших деталей двигунів і машин, для кришок і кожухів.
Матеріали з особливими фізичними властивостями
Гума - матеріал на основі каучуку.
1 Допускає великі оборотні деформації;
2 Добре гасить коливання;
3 Добре чинить опір стирання;
4 Має високі діелектричні властивості.
Призначення: амортизатори, пружні елементи муфт, ремені, електроізоляційні вироби.
Графіт має гарну електро-і теплопровідністю, високою теплостійкістю, малим коефіцієнтом тертя. Тому його застосовують для електродів, ковзних контактів, антифрикційних виробів.
Методи зміцнення металів і сплавів. Методи підвищення твердості, зносостійкості, втомної міцності матеріалів.
Для підвищення механічних та інших властивостей сталі і сплавів широко застосовують термічну і хіміко-термічну обробку, а також механічне зміцнення. До основних видів термічної обробки відносяться відпал, нормалізація, гарт, відпустка та поліпшення.
Відпал і нормалізацію застосовують для усунення внутрішніх напруг в деталях, для поліпшення їх механічних властивостей. Загартовування застосовують для підвищення міцності, твердості і зносостійкості деталей машин. Загартування додає сталі високу твердість, але збільшує її крихкість. Для усунення крихкості застосовують відпустку. Поліпшення складається з двох операцій - гарту та високотемпературного відпустки і застосовується для підвищення міцності деталей машин при збереженні або збільшенні їх в'язкості. До хіміко-термічній обробці відносяться цементація і азотування. Механічне зміцнення полягає в зміцненні поверхневих шарів металу пластичним деформуванням. Воно проводиться різними способами: дробеструйним, накаткою гладкими роликами, чеканкою і ін
Допуски і посадки. Основні поняття про взаємозамінність і системах допусків і посадок.
Взаємозамінність деталей машин забезпечується системою допусків і посадок. Квалітет - сукупність допусків, що відповідають однаковою мірою точності для всіх номінальних розмірів.
Економічно доцільні граничні відхилення розмірів деталей визначаються системою допусків і посадок.
Взаємозамінність - здатність незалежно виготовлених деталей без додаткової обробки займати свої місця в машині і забезпечувати якісну роботу. Різниця між найбільшими і найменшими граничними розмірами називається допуском. Величина допуску, обумовлена ​​квалітетів точності, призначається залежно від розмірів деталей. Характер з'єднання деталей називається посадкою. Всі посадки поділяються на три групи: з зазором, з натягом, перехідні, при яких можливе отримання в з'єднанні як натягов, так і зазорів.
Розрізняють дві системи освіти посадок - систему отворів і систему валів. У системі отворів нижнє відхилення дорівнює нулю. Посадки утворюються за рахунок застосування допусків валів. Позначення: У системі валів посадки утворюються за рахунок застосування допусків отворів. Позначення:
Зазор: S min = D min - dmax
S max = D max - d min
Натяг: N min = d min - D max
N max = d max - D min
Поняття про номінальний, дійсному і граничному розмірах, граничних відхиленнях, допусках і посадках. Система допусків і посадок гладких циліндричних з'єднань.
1. Можна отовраться.
2. Різниця між найбільшими і найменшими граничними розмірами називається допуском. Величина допуску, обумовлена ​​квалітетів точності, призначається залежно від розмірів деталей. Характер з'єднання деталей називається посадкою. Всі посадки поділяються на три групи: з зазором, з натягом, перехідні, при яких можливе отримання в з'єднанні як натягов, так і зазорів. Розрізняють дві системи освіти посадок - систему отворів і систему валів. У системі отворів нижнє відхилення дорівнює нулю. Посадки утворюються за рахунок застосування допусків валів.
3. З'єднання двох деталей по гладкій циліндричної поверхні можна здійснити безпосередньо. Для цього достатньо при виготовленні деталей забезпечити натяг посадки, а при збірці запресувати одну деталь в іншу. Натягом називають позитивну різницю діаметрів вала й отвори. Натяг вибирається відповідно до посадками, встановленими системою: гарячий, пресового, легкопрессовой.
Механічні передачі і їх призначення. Реверсивні передачі, фрикційні передачі, зубчасті передачі, ремінні передачі, зубчасто-ремінні та ланцюгові передачі. Приклади їх застосування у швейному устаткуванні
Механічними передачами називаються механізми, що передають енергію від двигуна до робочих органів машини. Вони використовуються для здійснення робочим органом машини певних рухів, які забезпечують виконання заданих технологічних функцій.
Для зниження маси двигуна доводиться підвищувати частоту його обертання. Щоб зв'язати двигун з використовуваним органом, необхідно використовувати передавальний механізм, який, як правило, знижує частоту обертання.

Редуктор Мультиплікатор
"+" - Колеса обертаються в одну сторону;
"-" - У різні.
Передачі, що забезпечують зміну напрямку обертання веденого ланки при незмінному напрямку провідного називаються реверсивними. Для ступінчастої зміни швидкості рекомендуються коробки швидкостей. Передачі, в яких забезпечується плавна зміна частоти обертання, називаються варіаторами.
Передачі можуть складатися з жорстких ланок (зубчасті, фрикційні), гнучких (ремінна, ланцюгова). Будь-яка хутро. передача може бути представлена ​​в наступному вигляді:

У машині (агрегаті):
1 Рушійні сили;
2 Сили корисного опору;
3 Сили шкідливого опору;
4 Сили тяжкості, пружності;
5 Сили інерції.
Fдв - корисна робота,
P 1 = M 1 * 1 - корисна потужність.
Fпол.сопр., Mпс - на перетворення продукту.
Швейне обладнання за значимістю Fпс ділиться на три групи:
1 Устаткування для СОТ;
2 Універсальні швейні машини;
3 Допоміжне обладнання.
Ремінні передачі (ремінь, надітий з натягом на два шківи) застосовуються при необхідності передати навантаження між валами, віддаленими на значну відстань.
Фрикційні передачі (два колеса, туляться один до одного за допомогою пристрою) служать для передачі обертального моменту між близько розташованими валами.
Зубчасто-ремінні передачі (зуб. ремінь і два шківи) служать для передачі обертального моменту між валами, розташованими на невеликій відстані, при необхідності збереження сталості передавального числа.
Ланцюгові передачі служать для передачі обертального моменту між валами, розташованими на значній відстані, при необхідності збереження сталості передавального числа.
Рушійна сила. Сили корисного опору. Сили шкідливого опору. Сили інерції. Оцінка цих сил у швейному обладнанні.
У машині (агрегаті):
1. Рушійні сили;
2. Сили корисного опору;
3. Сили шкідливого опору;
4. Сили тяжіння, пружності;
5. Сили інерції.
Fдв - корисна робота,
P 1 = M 1 * 1 - корисна потужність.
Fпол.сопр., Mпс - на перетворення продукту.
Швейне обладнання за значимістю Fпс ділиться на три групи:
· Обладнання для СОТ;
· Універсальні швейні машини;
· Допоміжне обладнання.
F вр.соп - тертя ковзання, кочення
Коефіцієнт втрат і ККД. Зв'язок між ними. ККД механізмів, з'єднаних один з одним. Види з'єднань механізмів. ККД швейних машин.
При послідовному з'єднанні ККД менше самого малого. ККД приводу, що складається з декількох послідовно розташованих передач, дорівнює добутку ККД всіх його передач. Втрати потужності складаються із втрат у опорах валів, передачах, тому ККД завжди менше 1.
З'єднання механізмів: послідовні, паралельні.
З'єднання - роз'ємні (різьбові, штифтові, клеммовие, шпонкові, шліцьові), нероз'ємні (заклепувальні, зварні). Втрата потужності побічно характеризує знос деталей, так як втрачена в передачі енергія перетворюється в тепло і частково йде на руйнування робочих поверхонь.
ККД = P 2 / P 1 Загальний ККД передачі з опорами може бути визначений за формулою:
, Де Σψ - сума відносних втрат.
Кінематичний розрахунок механізму приводу.
Полягає:
1.Операція вибору двигуна;
2.Визначення передавальних відносин усіх передач;
3.Расчет потужності на кожному валу;
4.Расчет частоти обертання кожного вала.
Вал
n
ω
P
M
1
2
3
...
n

P1 = P дв.треб.
P2 = P1 * η

Зубчасті передачі. Їх класифікація. Приклади застосування у швейному обладнанні.
Передачі, в яких рух між ланками здійснюється за допомогою послідовного зачеплення зубів.
Процес передачі - зубчасте зачеплення.
1. Зовнішнє зачеплення:
1.1 Зачеплення між паралельними валами:
1 циліндричних прямозубих;
2 Циліндрична косозубая;
3 шеврони.
1.2 Зачеплення між пересічними валами:
1 Конічна;
2 Гвинтова;
3 Черв'ячна.
2. Внутрішнє зачеплення;
3. За профілем зубів:
1 З евольвентним профілем;
2 З циклоїдним зачепленням;
3 З зачепленням Новікова;
4 Годинникова зачеплення;
5 цівочне передача.
4. За конструкторському виконанню:
1 Відкриті;
2 Закриті.
5. По області застосування:
 Силові (передача потужностей);
Кінематичні (передача руху)
Передавальним числом U називають відношення числа зубів більшого колеса до числа зубів меншого
Елементи теорії зачеплення передач. Основний закон зачеплення передач. Умова постійного передавального відношення. Парні профілі.
Передаточне відношення будь-якого зубчастого ряду дорівнює дробу, чисельник якого є твір всіх чисел зубів ведених коліс, а знаменник - добуток чисел зубів ведучих коліс.
Профілі зубів пари коліс повинні бути сполученими, тобто заданим профілем зуба повинен відповідати цілком певний профіль зуба іншого колеса. Щоб забезпечити сталість передавального відносини, профілі зубів потрібно окреслити такими кривими, які задовольняли б вимогам основної теореми зачеплення.
Загальна нормаль, проведена через точку дотику двох профілів, ділить міжосьова відстань на частини, обернено пропорційні кутовим швидкостям пов'язаних коліс.
Для забезпечення постійного передаточного відносини двох профілів зубів за період їх зачеплення необхідно, щоб загальна нормаль до них у точці їх торкання, проведена в будь-якому положенні дотичних профілів, проходила через постійну крапку на міжосьовий лінії, яка ділить міжосьова відстань на частини, обернено пропорційні кутовим швидкостям коліс.
Евольвентноє зачеплення. Основні характеристики та визначення.
Геометричне місце точок дотику зубів при їх зачепленні називається лінією зачеплення. У евольвентної передачу лінією зачеплення є пряма, дотична до основних кіл. Кут, утворений лінією зачеплення з дотичною до початкових кіл, називається кутом зачеплення (α = 20 0). Шлях, прохідний точкою зуба, що лежить на початковій окружності, за час його зачеплення, називається дугою зачеплення S. Ставлення дуги зачеплення до кроку називається коефіцієнтом перекриття E. Він показує середнє число зубів, що одночасно знаходяться в зачепленні. Чим більше Е, тим плавніше працює передача. При евольвентним зачепленні можливе явище заклинювання.


З цього рівняння випливає що пара евольвентних профілів з ​​заданими db 1, db 2 можуть зачіпатися при різних міжосьових відстанях. Якщо зміниться кут, можна змінити міжосьова відстань. Евольвентні колеса з будь-яким числом зубів можуть зачіпатися, якщо рівні їхні кроки. Евольвентні колеса можуть сполучатися з рейкою з довільним кутом зачеплення, якщо їх основні кроки рівні.
Методи виготовлення зубчастих коліс з евольвентним профілем.
Для уніфікації виготовлення зубчастих коліс і забезпечення спряженості їх профілів нарізування зубів проводиться інструментами на основі т.зв. вихідного контуру.
Одним з основних параметрів контуру є модуль, фактично - нормований крок. Крок зубів - відстань між однойменними профілями. Ділильна пряма - пряма, на якій товщина зуба дорівнює ширині западини.
Методи:
1 нарізування (копіювання, дифрагування);
2 накатки; 12ть ступенів точності. Чим швидкісні, тим точність більше. Найнижча - 12я;
3 Литва;
Геометричний розрахунок евольв. передач
d = mz, де m = p / π
При α w = 20 → z ≥ 17 без підрізування зуба, якщо z ≤ 17, зсув вихідного контуру.
d a = m (z +2), d f = m (z - 2.5)
a w = 0.5m (z 1 + z 2)
;
Передаточне
Число ставлення
Редуктор мультиплікатор.
Косозубі і шевронні передачі. Особливості зачеплення косозубих коліс.
У косозубих коліс зуби розташовуються не за твірною ділильного циліндра, а становлять з нею деякий кут β. Для нарізування використовують інструмент такого ж вихідного контуру, як і для нарізування прямих, тому профіль зуба в нормальному перерізі збігається з профілем прямого зуба. У торцевому перерізі параметри змінюються в залежності від кута β:
Окружний крок P t = P n / cosβ
Окружний модуль m t = m n / cosβ
Дел.діаметр d = m n z / cosβ
Косозубой зачеплення більш плавне і безшумне, ніж прямозубі. Недолік - наявність осьової сили Fa, прагне зрушити колесо з валом уздовж його осі і вимагає осьової фіксації валу.
Особливості: зуби входять в зачеплення не відразу по всій довжині, а поступово, у результаті чого в зачепленні одночасно перебуває кілька пар зубів. Це призводить до зменшення навантаження на один зуб.
Шевронні колесо представляє собою здвоєне косозубих коліс. Внаслідок різного напрямку зубів на полушевронах осьові сили взаємно врівноважуються на колесі. Недолік: великі витрати на виготовлення.
Кінематика циліндричної передачі.


Де Z1, Z3 - ведучі колеса,
Z2, Z4 - відомі колеса.
ω 3 = ω 1 * i 12 * i 34
Зусилля в зубчастих передачах (статика передач) прямозубих і косозубих.
Для прямозубих передач:
Окружна сила:
Радіальна:
Нормальна:
Для косозубих:
Окружна:
Радіальна:
Нормальна:

Осьова:
Розрахункові навантаження в працюючих передачах
У працюючих передачах навантаження по довжині зуба розподілені нерівномірно через деформації опор, валів, коліс, похибок і ін Тому вводиться коефіцієнт, що збільшує навантаження щодо реальної.
Розрахункове навантаження складається з:
1 Корисною навантаження в припущенні, що вона розподіляється по довжині зубів рівномірно;
2 Додатковою навантаження на небезпечній ділянці довжини зубів, що з'являється внаслідок пружних перекосів валів і початкових похибок виготовлення - концентрації навантаження;
3 Додатковою динамічного навантаження.
Коефіцієнт навантаження зручно представити:
К = К β * До υ ,
де К β - коефіцієнт концентрації
навантаження,
До υ - коефіцієнт динамічності навантаження.
Види пошкодження зубчастих передач
1. Поломка зуба. Через розвиток втомних тріщин. Найбільш часто у відкритих передач. Розрахунок на вигин; збільшення модуля, зниження концентрації напружень.
2. Викришування зуба. Закриті передачі. Розрахунок на контактну міцність.
3. Знос зуба. Підвищення твердості.
4. Заїдання (черв'ячні, гіпоїдні конічні). Мастило, хіміко-терм.обработка.
Найбільш поширений розрахунок на контактну втому, так як він в якійсь мірі попереджає і інші руйнування зубів.
Розрахунок прямозубих циліндричних передач на міцність при вигині.
Найбільші напруги вигину утворюються біля кореня зуба. Тут же найвища концентрація напружень.
Розкладемо силу Fn на складові Q, N.
Q = ; N =
Mu =
, Де σ н - сумарне номінальна напруга на розтягнутій стороні.
, Де σ F - максимальне напруження в небезпечному перерізі.

Дослідження показують, що при змінних напругах (σ сж ≥ σ і) матеріал зуба гірше пручається розтягування, тому найбільш небезпечним виявляється напруга на розтягнутій стороні.
σ F = α σ * σ н
α σ - коефіцієнт.
Розрахунок на контактну міцність активних поверхонь зубів.
Попередній розрахунок передач зручно вести у формі визначення міжцентрової відстані, задаючись значенням коефіцієнта

, B - ширина контакту.

Знаючи розміри колеса і його лінійну швидкість обертання, визначається ступінь точності колеса.
Конічна передача. Переваги і недоліки. Застосування у швейному обладнанні. Розрахунок конічних передач.
Конічні зубчасті колеса застосовують у передачах, у яких осі коліс перетинаються під кутом. За дослідними даними, навантажувальна здатність конічної прямозубой передачі становить близько 0.85 циліндричної. Їх передавальне число, як і у циліндричних передач:
Конічні передачі складніше циліндричних при виготовленні і монтажі.
Розрахунки:
· На контактну втому;

· На втому при згині;

Сили в зачепленні: окружна (Ft), радіальна (Fr), осьова (Fa).
За нормалі діє сила Fn, яка розкладається на Ft і Fr ', Fr' розкладається на Fa та Ft.
;
;
Де d m - діаметр колеса в середньому перерізі.
Матеріали зубчастих коліс, їх термообробка та допустимі напруження.
Навантаження, що допускається по контактній міцності зубів, визначається, в основному твердістю матеріалу.
Сталь - основний матеріал для виготовлення зубчастих коліс.
I. ≤ 350 HB. Нормалізовані або поліпшені; термообробка до нарізування зубів.
II. ≥ 350 HB. Об'ємна гарт, цементація, азотування. Термообробка після нарізування зубів.
Ці групи різні за технологією, навантажувальної здатності, спроможності до заробляння.
Допустимі контактні напруги:

Де S H - коефіцієнт безпеки
Z N - коефіцієнт довговічності
σ Н lim - межа витривалості.
Допустимі напруги вигину:

Y A - коефіцієнт, учіт.вліяніе двостороннього програми навантаження,
Y N   - Коефіцієнт довговічності.
Допустимі напруги міцності при перевантаженнях.

Т пік = КТ мах
Черв'ячна передача. Переваги і недоліки. Застосування у швейному обладнанні.
Черв'ячні передачі відносяться до числа зубчасто-гвинтових, складаються з черв'яка і черв'ячного колеса, тобто зубчастого колеса із зубами особливої ​​форми.
Черв'як має різну Заходне, відоме колесо може мати різне число зубів; (до 28 - однозаходний, після 300 - многозаходной).
"+" - Можливість великого редукування; плавність і безшумність роботи;
"-" - Низький ККД, значне виділення теплоти в зоні зачеплення, необхідність застосування дорогих антифрикційних матеріалів.
Черв'ячні передачі застосовують при необхідності зменшення швидкості та передачі руху між перехресними валами. Широке застосування - в підйомно-транспортних машинах.
Геометричний розрахунок черв'ячної передачі. Кінематика черв'ячних передач.
Формули аналогічні як для зубчастих коліс. Розрахунковим є осьовий модуль черв'яка. Геом. розміри - в табл.
d 1 = mq,
де d 1 - ділильний діаметр черв'яка, m - модуль, q - коефіцієнт діаметра, що характеризує число модулів у d 1. Р 1 - крок різьби.
У черв'ячної передачі, на відміну від зубчастої, окружні швидкості не збігаються. Вони спрямовані під кутом 90 і різні за величиною. Тому колеса у передачі не обкатуються, а ковзають. Швидкість ковзання спрямована по дотичній до гвинтової лінії черв'яка.

2 х - зміщення вихідного контуру при нарізуванні черв'яка.
. Де Z 1 - число заходів черв'яка.
Передаточне число черв'ячної передачі визначається відношенням числа зубів колеса до числа заходів черв'яка і не залежить від співвідношення діаметрів.
Зусилля в зачепленні черв'ячної передачі. Розрахунок зубів коліс на міцність.
Сили в зачепленні:
; ;
;
;

α - кут зачеплення
γ - кут підйому витка.
Розрахунок на міцність при згині:
Зуби черв'ячних коліс на 20-40% міцніше косозубих.

Де Y H - Коефіцієнт міцності зубів.
Контактні напруги:

Де Е - приведений модуль пружності матеріалу,
Ρ v - приведений радіус кривизни.
Фрикційні передачі і варіатори, гідності і недоліки. Застосування у швейному обладнанні.
Це механізм, в якому рух від одного жорсткого ланки до іншого передається за рахунок сил тертя в одній або декількох зонах контакту.
Ft ≥ Ft - умова обертання.
У залежності від призначення:
-З нерегульованим передаточним числом,
- З безступінчатим плавним регулюванням. Варіатори.
Діляться на відкриті та закриті.
"+" - Прості у виготовленні, безшумні, можливість регулювання на ходу, запобігання від перевантажень.
"-" - Швидко зношуються, великі навантаження на вали і підшипники, непостійність передавального числа.
Передачі: силові (преси), кінематичні (магнітофони, швейні машини).
Прослизання.
Циліндрична фрикційна передача. Передаточне число. Геометричний розрахунок. Зусилля в передачі. Розрахунок на міцність.

U ≤ 6
Геометричний розрахунок:


Зусилля в передачі:
;


Для силових передач К = 1.25 ... 1.5
Для кінематичних К = 3 ... 5
Розрахунок на міцність:
Тіла кочення потрібно перевіряти за контактним напруженням на майданчику торкання.
При початкових торканнях по лінії:
; Де
; B - ширина контактної смужки. Е - приведений модуль пружності.
н] = (2 ... 3) HB в олії;
н] = (1.2 ... .1.5) HB в суху;
н] = (80 ... 100) МПа текстоліт б \ масла.
Ремінна передача: види, переваги, недоліки. Застосування у швейному обладнанні.
Її можна назвати фрикційної передачею з гнучким зв'язком. Це передача за рахунок тертя між шківами і ременем. Види ременів: плоский, клиновий, поліклинові, круглий. Передача може бути перехресних: на вертикальний вал.
"+" - Прості в конструкції; мала вартість; плавність, безшумність ходу; можливість передачі потужності на велику відстань (до 15м.); Пом'якшує поштовхи.
"-" - Непостійне передавальне число; великі габаритні розміри; навантаження на опори і вали; невисока довговічність ременя; не можна використовувати у вибухонебезпечних виробництвах через електризації.
Передана потужність до 50 КВт, швидкість до 40м \ с
Основні геометричні співвідношення ремінних передач.
плоскопасової α ≥ 150
а ≥ 1.5 ... .2 (d 1 + d 2)
кліноременний α ≥ 120
а ≥ 0.55 (d 1 + d 2) + h
де h - товщина ременя.
Конуідальний варіатор
Для скріпляється ременя Δ = 100 ... 400 мм
а = (l-l розр) / 2

Сили в ремінної передачі. Навантаження на вали та опори.
,
→ F t = F 1-F 2
У ведучої гілки напруга зростає, а в веденої убуває.

Пуансоле.

Діють відцентрові сили:

Не викликають зміни напруги у ремені. Змінюється при Δl, ремінь не може подовжуватися, може зменшуватися можливість передачі потужності при збільшенні швидкості, уменьш. тиск на вали.
F v - зменшує корисну дію F 0, зменшуючи здатність навантаження передачі. Існує гранична швидкість передачі.
Навантаження на вали та опори:
за напрямом а ω
Зазвичай в 2-3 рази більше F t, це відноситься до недоліків ремінної передачі.
Ковзання ременя в ремінної передачі. Передаточне число.
Ремінь прослизає по шківа (на гілки 2 стискається, на гілки 1 розтягується).
коефіцієнт ковзання, відносна втрата (0.01 - 0.02), нестабільно.
Передаточне число нестабільно:

Плоскопасової: u ≤ 5
Кліноременная: u ≤ 7
Поліклинові: u ≤ 8
Напруження в ремінної передачі.
Питома окружна сила.


Значенням Кн оцінюється тягова здатність передачі.

Найбільші напруги на малому шківі, і вони можуть перевищувати всі інші напруги, тому діаметр шківа обмежується.
Для плоских пасів: d ≥ 70σ
Для синтет. ременів: d ≥ 100σ
Модуль пружності, Е = 200-300 МПа
Для капронових ременів, Е = 600МПа
Для клинових, Е = 500-600МПа
в точці набігання на малий шків, до точки збігання.
σ вигину - домінуюча.
Тягова здатність пасових передач.
Критерії:
Тягова здатність, яка залежить від величини сил тертя між ременями і шківом;
Довговічність ременя: здатність протистояти втомних пошкоджень.
коефіцієнт тяги треба приймати ближче до φ 0 при цьому ККД передачі буде максимальним.
Плоскопасової, кліноременниє:

F 1 + F 2 = 2F 0 const
Коефіцієнт тяги:

при значенні
φ 0 → F t досягає максимальної сили тертя, дуга спокою скорочується до нуля, дуга ковзання розподіляється на всю дугу охоплення.
Значенням Кн оцінюється тягова здатність передачі.
Довговічність ременя ремінних передач. Швидкохідність передачі.
Довговічність ременя: здатність протистояти втомних пошкоджень.
Головна причина втомного руйнування - напруги вигину.
Зниження довговічності при збільшенні частоти пробігів пов'язано не тільки з втомою, але і з термостійкістю ременя. Перегрів ременя призводить до зниження міцності.
Швидкохідність передачі:
; Для капронових ременів
σ 0 = 50 МПа, [υ] = 150м / с
якщо підвищувати швидкість ременя, то при критичній швидкості відцентрові сили урівноважать тиск на шківи від натягу ременя, і воно буде дорівнює нулю.


Розрахунок кліноременних передач.

Z - число зубів ременів;
А 1 - площа перерізу одного ременя;
[Кп] - допустима гранична питома сила;
C z - коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу Кп по ременям.
Z = 1 C = 1
Z = 3-4 C = 0.9
Z> 6 C = 0.85
[P] - що допускається потужність на одному ремені;
P - потужність на всіх ременях.
Конструкції ременів ремінних передач.
намалювати
Зубчасто-ремінна передача. Гідності. Застосування у швейному обладнанні.
Призначення:
Служить для передачі обертаючого моменту між валами, розташованими на невеликій відстані, при необхідності збереження сталості передавального числа.
Для потужності до 100 КВт, швидкість близько 50 м / с і передавальних чисел до 12 (іноді до 20).
Бувають:
· За типом ременів: односторонні, двосторонні;
· По швидкості веденого вала: підвищують, що знижують;
· За кількістю ступенів: одно-і багатоступінчасті, з одним або декількома відомими шківами.
"+" Компактніше, плавніше, ніж ланцюгова, безшумна. Не прослизає, обходиться без мастила.
"-" Більш складна конструкція, ніж у ремінної, складніше технологія виготовлення ременів і шківів, менша передана потужність і довговічність.
Розрахунок зубчасто-ремінної передачі.
Критерії: тягова здатність ременя, зносостійкість зубів, довговічність.
Параметри передачі:
Модуль вибирають за моментом на швидкохідному валу.
Кількість зубів більшого шківа:

Розрахункова довжина ременя:
L = mπZ р
d = mZ, де Z - число зубів шківа;
міжосьова відстань:
де d б - діаметр більшого шківа;
d м - діаметр меншого шківа.
Розрахункові діаметри шківів:
d = mz, де z - число зубів шківа.
Кількість зубів ременя, що знаходяться в зачепленні з малим шківом:
, Де α - кут обхвату на малому шківі.
Передачу розраховують за питомою окружний силі, p 0
Для надійної роботи передачі повинна бути виконана умова:
, При меншому несуча здатність передачі падає.
Допустима питома окружна сила:
, Де С p - коефіцієнт режиму роботи;
C 0 - коеф., Що враховує вплив роликів;
C z - 1, 0.8, 0.6 при числі зубів в зачепленні відповідно, z 0 = 6, 5, 4
Вали й осі. Їх види. Конструктивні елементи. Посадочні поверхні валів. Критерії працездатності.
Вали й осі служать для підтримування деталей.
Вал - передає крутний момент, підтримує деталі (шківи);
Вісь - не передає крутного моменту, може бути нерухомою і обертається.
При роботі вали відчувають: вигин, крутіння, осьове навантаження, розтягнення, стиск.
Осі відчувають вигин.
Вали бувають прямі, колінчаті, гнучкі, прямі цільні, прямі порожнисті.
Конструктивні елементи:
Місце сполучення двох ділянок різних діаметрів називають жолобник, опорні ділянки - цапфи, кінцеві цапфи, що сприймають радіальні навантаження - шипи, проміжні - шийки, цапфи, що сприймають реакції, спрямовані вздовж осі, називаються п'ятами.
Основним критерієм працездатності є опір втоми, жорсткість.
υ - величина прогину,
γ-кут повороту перерізу
На вали діють: крутний момент, Т; згинальний момент, М з
Проектний розрахунок проводиться на статичну міцність з урахуванням Т.
Щоб врахувати дію згинальних навантажень: допустимі значення [τ]
Діаметр вихідного кінця вала:
Значення діаметра округляється до найближчого значення із госту.
Діаметри посадочних поверхонь (під маточини зубчастих коліс, зірочок, шківів та ін) вибирають з стандартного ряду посадкових розмірів, діаметри під підшипники - зі стандартного ряду внутрішніх діаметрів підшипників. Перепад діаметрів повинен бути мінімальним.
Проектний та перевірочний розрахунок валів.
Проводиться при вже відомої конструктивної схемою: на опір втоми, статичну міцність, жорсткість і коливання.
Основний розрахунковим навантаженням є моменти, що викликають кручення і вигин.
Порядок розрахунку:
1.Предварітельная оцінка середнього діаметра валу з розрахунку на кручення при знижених допускаються напругах.
Або орієнтуючись на діаметр вала, з яким він з'єднується.
2.Розробка конструкції валу (діаметр під підшипники, під зубчасте колесо і ін)
3.Проверочний розрахунок конструкції, внесення виправлень.
Перевірочний розрахунок:
1.Вибор розрахункової схеми і визначення розрахункових навантажень. Схематизація навантажень, опор і форми валу.
Більшість муфт навантажують вал додатковою силою F m. При розрахунку валів наближено можна приймати:
· F m = (0.2 ... .0.5) F tm, де F tm - Окружна сила на муфті.
· F m ≈ 125 √ Т - для вхідних валів редукторів.
· F m ≈ 250 √ Т - для вихідних валів багатоступеневих редукторів.
У загальному випадку на кінці валу може бути встановлена ​​шестерня, зірочка або шків.
Основні навантаження на вали. Розрахунок валів на опір втоми.
 

Основним видом руйнування є втомне. Необхідно встановити характер циклу напружень. Напруження згину змінюються по симетричному циклу. Напруження кручення изм-ся пропорційно зміні навантаження. Необхідно намітити небезпечні перерізу, які підлягають перевірці. Там визначають запаси опору втоми і порівнюють їх з допустимими.
Діючі сили поділяють на два види: невращающіеся (сили в передачах) та обертові (навантаження на кінцях валів від муфт).
Коефіцієнт запасу міцності:
де S σ - коефіцієнт запасу опору втомі за нормальними напруженням.
S τ - по дотичним напруженням.

Де σ а, τ а - амплітуди змінної напруги.

Розрахунок валів на статичну міцність.
Перевірку статичної міцності проводять з метою попереджень пластичних деформацій і руйнувань з урахуванням короткочасних перевантажень.

Визначають за гіпотезою енергоутворення.

Розрахунок валів на жорсткість.
Пружні переміщення вала негативно впливають на роботу пов'язаних з ним деталей. Від прогину вала виникає концентрація навантаження в зубчастої передачі по довжині зуба. При великих кутах повороту може відбутися защемлення валу в підшипнику.
Прогин валу і кут повороту повинні бути менше допускаються.
Крутильні жорсткість:

Де Y - модуль пружності другого роду, I - полярний момент інерції, Т - крутний момент, l - довжина валу.
Підшипники. Види. Підшипники ковзання. Переваги і недоліки. Застосування у швейному обладнанні.
Опори обертових осей і валів називаються підшипниками. Служать для з'єднання валів і обертових осей з корпусом. Вони сприймають радіальні і осьові навантаження. У залежності від виду тертя вони поділяються на підшипники ковзання і кочення. Залежно від напрямку сприйманого навантаження - радіальні (перпендикулярно осі цапфи), наполегливі (осьове навантаження), радіально-упорні.
"+" - Простота, дешевизна, надійність при високих швидкостях валів, здатність сприймати великі ударні і вібраційні навантаження, безшумність, роз'ємні підшипники можуть встановлюватися на колінчатих валах.
"-" - Вимагають постійного мастила, великі осьові розміри, в період пуску значні втрати на тертя.
Конструкція підшипників ковзання. Види вкладишів підшипників. Матеріали вкладишів.
Малюнок
Вкладиші повинні володіти достатньою зносостійкістю і високою опірністю до заїдання, повинні мати низький коефіцієнт тертя і високу теплопровідність.
Вкладиші у вигляді втулки або двох половинок. Матеріали:
· Бабіт (цинк + олово + мідь). Заливається тонким шаром.
· Бронзи. Викликають знос валів.
· Чавунні матеріали (вуглець 4% + залізо).
· Сучасні: металокераміка (порошки заліза, вуглецю та ін) їх пресують до монолітності, потім спікають. Просочують маслом - надалі не вимагає мастила; тефлон (фторопласт), пластмаси, гума, капролон, текстоліт.
Мастило підшипників ковзання. Мастильні матеріали. Види мастил.
Види мастил:
Напіврідинне: коли окремі виступи тертьових поверхонь залишаються нерозділеними при нормальній роботі.
Рідинна: ​​коли за рахунок масла втулка і цапфа повністю розділені.
Гранична: коли при малій кутовий швидкості тертьові поверхні можуть не розділятися. Виникає в момент пуску.
Мастильні матеріали повинні бути маслянисті, з певною в'язкістю.
В'язкість оцінюється коефіцієнтом в'язкості, при підвищенні температури в'язкість зменшується.
Види:
· Рідкі олії мають низький коефіцієнт тертя, легко подаються до місць змазування, бувають органічні (тваринного або рослинного походження), мінеральні (продукти перегонки нафти).
· Пластичні - рідкі масла, загущені милами (літол, циатім).
· Тверді - графіт, дисульфід молібдену.
· Газоподібні - повітря, різні гази.
Розрахунок підшипників ковзання.
Підшипники ковзання розраховують за допустимому тиску в підшипнику: ,
За допустимої питомої роботі сил тертя: , Де l - довжина підшипника, d - діаметр цапфи, υ - окружна швидкість цапфи.
Підшипники кочення. Переваги і недоліки. Застосування у швейному обладнанні.
Основним елементом є тіла кочення.
"+" - Дешеві, малі втрати на тертя, малий нагрів, висока ступінь взаємозамінності, мала витрата мастила, не вимагає особливого догляду.
"-" - Підвищені діаметральні габарити, не люблять ударні навантаження, погана робота при високих швидкостях, шум при підвищених швидкостях.
Класифікація і маркування підшипників кочення.
· За тілах кочення: кулькові, роликові (циліндричні, конічні, виті, бочкоподібні, голчасті).
· По напрямку сприйманого навантаження: радіальні, радіально-упорні, завзяті.
· За кількістю рядів тіл кочення: однорядні, дворядні, багаторядні.
· По здатності самовстановлюється: самоустановлювальні, несамоустанавлівающіеся.
· За габаритними розмірами: по діаметру (надлегкі, особолегкіе, легкі, середні, важкі), по ширині (особоузкіе, вузькі, нормальні, широкі, особошірокіе).
Маркування:
Приклад: 67309
1я - клас точності (2,4,5,6,0)
2я - тип підшипника (7 - конічний)
Третій - серія (3 - середня)
45я - розмір внутрішнього діаметра (для діаметрів 20 - 495 мм дві останні цифри множаться на 5, d = 09 * 5 = 45)
Розрахунок на довговічність підшипників кочення. Підбір підшипників з умов довговічності. Критерії працездатності.
Підшипники кочення є першою групою деталей, для якої був введений розрахунок на довговічність. Сучасний розрахунок базують на двох критеріях:
· Розрахунок на статичну вантажопідйомність за залишковим деформацій,
при w £ 0.1 рад / с.
C r £ C табл
· Розрахунок на довговічність у втомному викришування, при w ≥ 0.1 рад / с. За формулою:
де С - динамічна вантажопідйомність, p - показник ступеня, Р е - еквівалентна навантаження.
При підборі підшипника визначають його динамічну вантажопідйомність (при співвідношенні З треб £ З каталог).
З конструктивних міркувань можна спочатку вибрати підшипник, а потім перевірити ресурс його роботи (при L підлогу ≥ L реком). За формулою, де n - частота обертання валу.
Р е враховує напрямок дії навантажень і залежить від типу підшипників.
Особливості конструювання підшипникових вузлів.
Фіксування в осьовому і радіальному напрямках взаємного положення валів і осей досягається певною установкою підшипника. Вони повинні точно фіксувати положення валу і не відчувати додаткових навантажень. Найбільш поширена схема, в якій одна з опор фіксує положення вала в осьовому напрямку в обидві сторони, а друга - "плаваюча". Для коротких валів підшипники встановлюються так, щоб кожен фіксував вал в осьовому напрямку в різні сторони (¬ ®).
Сепаратор - вузол, що розділяє тіла кочення.
Посадки внутрішніх кілець на вал - за системою отвору, зовнішніх в корпус - за системою валу.
З'єднання деталей машин. Види.
· Роз'ємні (різьбові, шліцьові, шпонкові)
· Нероз'ємні (зварні, клейові, пресові, клепані).
Роз'ємними називають з'єднання, що допускають розбирання і повторну збірку без порушення працездатності деталей. Нероз'ємними називають з'єднання, що не допускають розбирання з'єднаних деталей без їх пошкодження.
Різьбові з'єднання. Розрахунок на міцність різьбових з'єднань.
Різьбові - болти, гвинти, гайки.
Основним елементом є різьблення по гвинтовій лінії. Більше міцна - при накаті (метал тече в видавлювальні роликом пази).
Може бути одно-і многозаходной. Болт + гайка, гвинт один. Може бути права і ліва. Циліндрична і конічна.
розрахунок на міцність:
всі стандартні болти, гвинти і шпильки виготовляються равнопрочний на розрив стрижня по різьбі, на зріз різьби, відрив головки. Тому розрахунок проводиться за одним критерієм - міцності нарізаної частини стержня.

I. Болт навантажений зовнішньої розтягує силою:

II.Болт затягнуть F 0, F = 0

можна замінити еквівалентною σ е..
ψ - кут підйому різьби,
φ - приведений кут тертя.
σ е = 1.3σ р, тобто розрахунок болта на спільну дію розтягування і крутіння можна замінити розрахунком на розтяг, приймаючи для розрахунку
еквівалентна навантаження визначається з умов міцності.
т.ч.
Де S T - коефіцієнт запасу
III.Болтовое з'єднання, навантажене поперечної силою.


Де К - коефіцієнт запасу,
F r - поперечна сила
f - коефіцієнт тертя
i - кількість стиків
z - число болтів.
Типи різьб. Геометричні параметри циліндричної різьби.
a) метрична (α = 60)
b) дюймова (α = 55)
c) завзята (у домкратах)
d) прямокутна (в ходових гвинтах)
e) кругла (ел. лампи)
Малюнки різьб
d - зовнішній діаметр болта
d 1 - внутрішній діаметр гайки
d 2 - середній діаметр болта
h - висота профілю, h = 0.541 p
H - 0.866 p, r - 0.144 p
p - крок різьби
Шпонкові з'єднання. Підбір і перевірочний розрахунок призматичних шпонок. Шліцьові з'єднання.
Вал + шпонка + маточина.


Шпонки: круглі, конічні, призматичні.
"+" Просте з'єднання
"-" Послаблюють вал, несиметрична навантаження, нецентріруют навантаження.
Підбираються по таблиці з урахуванням діаметра валу.
Розрахунок:
Перевірка на зминання. Умова міцності:

На зминання розраховується найменш міцна деталь. Як правило, маточина.
Шліцьові з'єднання.

Є центрування на зовнішній поверхні. Менша кількість деталей, більший передаваний момент. Застосовується, коли шпонкові з'єднання недоцільно.
Муфти механічних приводів. Класифікація. Застосування у швейному обладнанні.
Муфти це пристрої, які використовуються для з'єднання кінців валів, стрижнів, труб.
Більшість машин компонують з окремих частин із вхідними і вихідними валами, які з'єднують за допомогою муфт.
Класифікація:
1 муфти некеровані (постійно діючі): глухі (втулкові, фланцеві), компенсуючі жорсткі (кулачково-дискова, зубчаста), компенсуючі пружні (зубчасто-пружинна, із зірочкою, втулочно-пальцева, з торообразной оболонкою).
2 муфти керовані: кулачкові, фрикційні, дискові, зубчасті зчіпні.
3 муфти самоврядні автоматичні: запобіжні, відцентрові, вільного ходу.
Застосування:
· Для включення і виключення виконавчого механізму при безперервно працюючому двигуні (керовані),
· Запобігання від перевантаження (запобіжні),
· Компенсація впливу неспіввісності валів (компенсуючі),
· Зменшення динамічних навантажень (пружні).
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Шпаргалка
125.9кб. | скачати


Схожі роботи:
Опір матеріалів 4
Машинобудівні матеріали Опір матеріалів
Хвильовий опір
Лекция 7 Хвильовий опір хвильовода
Перетворювач опір - тривалість імпульсу
Активне опір злу за творами Василя Бикова
Опір кадровим інновацій причини та шляхи подолання
Інноваційне управління підприємством джерела інновацій та опір їм
Опір вірмен геноциду в роки першої світової війни
© Усі права захищені
написати до нас