dm_lektsii
.pdf
58
57. Упругое скольжение ремня в ременной передаче. Определение передаточного отношения.
T1 
d
m2
V2
l2
l 1
V |
m |
1 |
|
|
1 |
F2
F1 >F2 m1 =m2
F1
2 вида скольжения ремня по шкиву: упругое скольжение и буксование. Упругое скольжение наблюдается при любой нагрузке передачи, а буксование – только при перегрузке.
1 = 0 + ∆ 1; 2 = 0 + ∆ 2 ; ∆ 1 > ∆ 2
0 - первоначальная длина участка ремня.
V1 = ( 0 + ∆ 1 )
∆t ; V2 = ( 0 + ∆ 2 )
∆t V1 >V2
i12 = ω1 
ω2 =V1d2 / 2
V2 d1 / 2
Коэф. скольжения: ε = (V1 −V2 )
V1 . Если Т2=0, то ε=0; Если Т 2 велико, наблюдается буксование: V2=0, ε=1.
εV1 =V1 −V2 ; V2 =V1 (1−ε); i12 =V1d2 
V1 (1−ε)d1 = d2 
d1 (1−ε)
59
58. Определение оптимального нагружения ремня с помощью кривых скольжения..
% |
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
до 3-4 |
II |
III |
|
|
|
||
0 |
[ ] |
|
|
|
пред. |
|
ψ – коэф. тяги. ψ = (F1 − F2 )
(F1 + F2 )≈ Ft 
2F0 (без учета FЦ.Б. ) I – зона упругого скольжения
II – зона частичного буксования III – зона буксования
Если F2 ↑ ψ ↑. При ε ↑ увеличивается износ передач. Испытания проводят для эталонных передач:
d1 = d2 = d0 ; V0 ; автоматическая регулировка; спокойная нагрузка.
60
59. Напряжения в ремне, возник. при работе передачи. Виды разрушений и критерии работоспособности.
Напряжения в ремне:
Силы: F0 , F1 , F2 , FV , Ft ; σ0 = F0 
A; ; σ1 =σ0 +σT 
2 + χσV ; σ2 =σ0 −σT 
2 + χσV , где σ1 -
напряжение для ведущей ветви ремня; σ2 - напряжение для ведомой ветви ремня.
Напряжения изгиба в ремне:
|
|
σИ = М W ; M = EIy ; y |
′′ |
=1 ρ =1 (d / 2 +δ / 2). Пусть δ << d y |
′′ |
= 2 d |
|
|
|
′′ |
|
> d2 σИ1 >σИ2 |
|
||
|
d |
W = 2I δ ; σИ = E2Iδ 2dI = Eδ d . Пусть d1 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
σИ1 ≈ (0,6...0,7)σmax ; σmax |
=σ1 +σИ1 . В |
ременной передаче |
|||
напряжение переменно по величине. Виды разрушений:
1.Вытяжка. При использовании нескольких ремней при выходе из строя 1 из них меняют весь комплект, т.к. они все вытягиваются по-разному => повышенный износ.
2.Трещины в резиновой основе и отслоение корда от резиновой основы.
3.Износ и срыв оберточной прорезиненной ткани.
Критерии работоспособности:
1.Тяговая способность (опред. силой трения между ремнем и шкивом)
2.Долговечность ремня (в условиях норм. эксплуатации огранич-
ся разрушением ремня от усталости)
61
60. Расчет клиноременных передач. Сравнительная хар-ка плоскоременных и клиноременных передач.
Методика расчета клиноременных передач:
1. |
Выбор типоразмера ремня (определяется нагрузкой) |
||
2. |
Опред. диаметр меньшего шкива: d1 = Kd 3 |
|
≥ dmin . Kd - учит. тип |
T1 |
|||
|
ремня. |
||
3.Опред. диаметр ведомого шкива: d2 = d1i12 . d2 и d1 - округлить до стандартных значений
4.Межосевое расстояние: amin ≤ a ≤ amax ; amin = (d1 + d2 )
2 + h; amax = 2(d1 + d2 )
5.Длина ремня: = f (a, d1 , d2 )
6.Уточнить a = f ( , d1 , d2 )
7.α1; Ft ; частота пробега U =V
= [1
c]≤15
8.Ресурс работы ремней назначают. Он зависит от коэф. перегрузки.
9.Опред. мощность: [P0 ] - доп. мощность по таблице или графику;
[P0 ]= f (d1 ,V )
10.Доп. мощность для нашей передачи: [P]= [P0 ]CPCα C CU
11.Опред. кол-во ремней: Z ≥ P
[P]CZ . CZ - учит. кол-во ремней.
12.Опред. массу комплекта ремней: m = A ρZ
Сравнительная хар-ка.
1) |
Q |
2) |
Q |
F |
F |
||
n |
|
F |
|
|
|
n |
n |
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1) |
Fn = Q; Fтр = fFn = fQ Более высокая плавность, малая δ; до 100м/с. |
|
2) |
Q = 2Fn sin(ϕ 2); Fтр |
= 2 fQ(1 2sin (ϕ 2)) Меньшая плавность, большая тяговая |
способность, можно получить большее передаточное отношение |
||
(до 4); до 30 м/с. |
|
|
62
61. Общая хар-ка, материалы и критерии работоспособности валов и осей.
На валах и осях размещают вращающиеся детали: зубчатые колеса, шкивы, барабаны и т.д. Вал отлич. от оси тем, что передает вращающий момент от 1 Д к другой, а ось не передает.
Классификация:
1.По форме оси: - прямые; - коленчатые; - с гибкой осью.
2.По форме пов-ти вала: - гладкие; - ступенчатые.
3.По сечению: - сплошные; - полые.
4.Вращающиеся и невращающиеся.
Материалы:
Углеродистые и легированные стали. Чаще всего применяют Ст5 для валов без ТО; Сталь45 или 40Х для валов с ТО (улучшение); Сталь20 или 20Х для быстроходных валов на подшипниках скольжения, у кот цапфы цементируют для повышения износостойкости.
Критерии работоспособности:
1.Прочность 2. Жесткость 3. Колебания. Осн. расчетная нагрузка – моменты Т и М, выз. кручение и изгиб.
63
62. Проектировочный расчет вала на прочность. |
|
||||
τКР = Т WP ≤ [τKP ]- |
заниженное |
значение. |
Тысячи |
об/мин: |
|
быстроходные валы [τKP ]=10...15МПа; сотни об/мин: средне скоростные |
|||||
[τKP ]= 20...25МПа; десятки об/мин: тихоходные [τKP ]= 30...35МПа |
|
||||
WP ≈ 0,2dвал3 ; dвал = 3 |
|
. Полученный диаметр округляют до |
|||
Т 0,2[τКР ] |
|||||
стандартного значения.
64
63. Проверочные расчеты вала на статическую и циклическую прочности.
Циклическая прочность.
S ≥ [S]= (1,5...2,5)≥ 2,5 . Если S ≥ 2,5 , то допускается не выполнять расчет на
жесткость. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет при сложном |
напряженном состоянии: S = Sσ Sτ |
|
, где |
|||||
Sσ2 + Sτ2 |
||||||||
Sσ =σ−1 (σa K / K0 +ψσσm ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
Sσ =σ−1 σa K ; Sτ =τ−1 (τa K / K0 +ψττm ); K = (Kσ Kdσ +1 KFσ −1)1 KV K A . |
||||||||
Статическая прочность. |
|
|
|
|
|
|
|
|
ST ≥ [ST ]; ST =σТД σэквmax ; σэквmax = |
|
|
|
|
|
|
||
M |
2 |
+T |
2 |
|||||
β |
∑ |
|
W |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
65
64. Расчет вала на жесткость и виброустойчивость.
2
2 |
y |
Расчет на жесткость.
Θ2 ≤ [Θ]З.П. ; y2 ≤ [y]З.П. Прогибы: зубчатые передачи – 0,01м; червячные передачи – 0,005м. Углы поворота в подшипниках – 8-
10(минут).
Виброустойчивость. е – эксцентриситет
|
FЦБ |
|
|
|
m |
|
ц.т. |
|
|
Fупр |
е |
e+y
|
зарезонансный |
e |
участок |
0
σF1 = (Ft1KF mnbW )YF min ; KF = KFα KFβ KFV |
FЦБ = mω2 (e + y) - центробежная сила. |
||||
Fупр = yc , где с – жесткость. |
|
|
|
||
|
|
|
ω0 = |
|
c = ω02 m; |
F = F |
упр |
; yc = mω2 (e + y); |
с m |
||
ЦБ |
|
|
|
|
|
y(c − mω2 ) = mω2e y = mω2e
(c − mω2 ) y = mω2e
((ω0 
ω)2 −1)
где ω0 – собственная частота.
66
65. Общая хар-ка подшипников скольжения, классификация и область применения.
Подшипники служат опорами для валов и вращающихся осей. Они воспринимают радиальные и осевые нагрузки, приложенные к валу, и сохраняют заданное положение оси вала.
Классификация:
1.По форме цапфы: цилиндрическая; коническая; шаровая.
2.По виду нагружения: радиальные; радиально-осевые; осевые.
3.По конструкции: разъемные; неразъемные.
4.По способу создания давления в масловом слое:
гидродинамические; гидростатические. Достоинства:
1.Можно сделать разъемными
2.Минимальные радиальные размеры
3.Можно создать опоры для крупногабаритных валов
4.Высокие скорости – до 100тыс. об/мин
5.Высокая плавность вращения
6.Хорошо демпфируются ударные нагрузки
7.Может работать в агрессивной среде
Недостатки:
1.Большие, чем в п.к., потери на трение
2.Повышенный расход масла
3.Использование дорогих цветных Ме
4.Повышенный износ
5.Низкая точность вращения
6.Не выпускаются серийно
7.Низкая долговечность
Используются только там, где без них не обойтись: там, где они необх. по условиям сборки; прецизионные машины, от кот. треб. особо точное направление валов и возможность регулировки зазоров; в агрессивных средах.
67
66. Виды разрушения подшипников скольжения и основные подшипниковые материалы.
Виды разрушения:
1.Износ вкладыша
2.Задир вкладыша
3.Усталостное выкрашивание вкладыша
4.Отслаивание подшипникового сплава от Ме основы
5.Расплавление подшипникового сплава Подшипниковые материалы:
Валы: ТО сталь + ХТО + твердое покрытие из Ме (например, хром) + шлифовка и полировка.
Вкладыши:
1.Баббит – легкоплавкий материал на основе олова. (+): низкий коэф. трения; хорошая прирабатываемость; высокая теплопроводность. (-): низкая температурная стойкость; низкая прочность; высокая стоимость.
2.Бронза – сплавы на основе меди. Оловянная бронза БрОФ-10-1 (или -2) – лучший материал для п.ск.
3.Al сплавы. Явл. заменителем баббита, но плохим => исп. в неответственной технике ((+): невысокая стоимость)
4.Антифрикц. чугуны. Обеспеч. низк. трение. (-): высокая твердость; низк. прирабатываемость, выс. коэф. трения
5.Металлокерамика. На основе меди или железного порошка. + графит (самосмазывающийся п.ск.)
6.Полимеры (пластмассы). (+): обладают низким трением, выс. кор.стойкостью. (-): набухание; низкая теплостойкость, прочность и теплопроводность (применяют в приборах)
7.Твердые породы дерева. Бакаут – тропич. дерево, практически не набухает и не тонет в воде.
8.Резина. Используется при смазке водой.