- •Основні положення про проектування та конструювання машин
- •Основні етапи створення технічних об'єктів
- •Види виробів та їхні характеристики
- •Види і комплектність конструкторських документів
- •Загальні вимоги до машин та їхніх елементів
- •Розрахунки при проектуванні і конструюванні
- •Навантаження елементів машин Загальні відомості про навантаження
- •Розподіл навантаження в часі та типові режими навантаження елементів машин
- •Шляхи зменшення навантаження елементів машин
- •Основні механічні характеристики матеріалів
- •Механічні передачі загальні відомості та параметри для розрахунку механічних передач
- •1. Призначення механічних передач та їхня класифікація.
- •2. Основні співвідношення для кінематичних параметрів і параметрів навантаження механічних передач
- •Розрахунки деталей машин на міцність Оцінка міцності деталей при простих деформаціях
- •Зміна напружень у часі
- •Визначення граничних напружень
- •Допустимі напруження і коефіцієнти запасу міцності
- •Пасові передачі
- •Загальні відомості та класифікація пасових передач
- •Елементи пасових передач
- •Пружне ковзання паса та кінематика пасової передачі
- •Сили та напруження у вітках пасової передачі
- •Розрахунок пасових передач на тягову здатність і довговічність
- •Зубчасто–пасові передачі
- •Лекція 8 ланцюгові передачі Загальні відомості та класифікація ланцюгових передач
- •Деталі ланцюгових передач
- •Пристрої для регулювання натягу ланцюга.
- •Основні розрахункові параметри ланцюгових передач
- •Критерії роботоздатності та розрахунок ланцюгових передач
- •Лекція 9 -15 загальні відомості про зубчасті передачі
- •Основні параметри евольвентного зачеплення
- •Початковий контур зубчастих коліс
- •Коригування зубців циліндричних зубчастих передач
- •Ковзання і тертя у зачепленні зубців
- •Конструкції зубчастих коліс та їхнє виготовлення
- •Точність зубчастих передач
- •Матеріали і термообробка зубчастих коліс
- •Види руйнування зубців та критерії розрахунку на міцність зубчастих передач
- •Допустимі напруження у розрахунках зубчастих передач
- •Циліндричні зубчасті передачі
- •Радіуси кривини профілів зубців та приведена їхня кривина.
- •Навантаження на зубці циліндричних зубчастих передач
- •Розрахунок активних поверхонь зубців на контактні втому і міцність.
- •Розрахунок зубців на втому і міцність при згині
- •Проектний розрахунок циліндричних зубчастих передач та особливості розрахунку відкритих зубчастих передач
- •Конічні зубчасті передачі
- •Навантаження на зубці конічної зубчастої передачі
- •Розрахунок зубців конічних зубчастих передач на контактні втому і міцність, на втому і міцність при згині.
- •Проектний розрахунок конічної зубчастої передачі
- •Особливості конічних зубчастих передач із непрямими зубцями
- •Циліндричні зубчасті передачі із зачепленням новікова
- •Особливості розрахунків на міцність циліндричних передач Новікова
- •Гвинтові та гіпоїдні зубчасті передачі
- •Гвинтова зубчаста передача
- •Гіпоїдна зубчаста передача
- •Хвильові зубчасті передачі Принцип роботи та деякі схеми хвильових зубчастих передач
- •Кінематика хвильової зубчастої передачі
- •Елементи розрахунку хвильових зубчастих передач
- •Лекція 16-18 черв'ячні передачі Загальні відомості та класифікація черв'ячних передач
- •Параметри черв'ячної передачі
- •Матеріали і конструкції деталей черв'ячної передачі. Критерії роботоздатності та розрахунків
- •Допустимі напруження у розрахунках черв'ячних передач
- •Навантаження на зубці черв'ячного колеса
- •Розрахунок активних поверхонь зубців черв'ячного колеса на контактні втому і міцність при дії максимального навантаження
- •Особливості розрахунку зубців черв'ячного колеса на згин
- •Лекція 19 передачі гвинт – гайка
- •1. Загальні відомості
- •2. Конструкції деталей передач гвинт – гайка
- •3. Розрахунок передач гвинт – гайка
- •4. Приклад розрахунку передачі гвинт – гайка
- •Лекція 20 фрикційні передачі
- •1. Загальні відомості та класифікація фрикційних передач
- •2. Явища ковзання у контакті котків фрикційної передачі
- •3. Матеріали та конструкції деталей фрикційних передач
- •4. Види руйнування котків і критерії їхнього розрахунку. Допустимі контактні напруження та тиски.
- •5. Розрахунок циліндричних фрикційних передач
- •6. Розрахунок конічних фрикційних передач
- •Фрикційні варіатори
- •Лекція 21 - 22 осі та вали
- •2. Розрахункові схеми валів та осей. Критерії розрахунку
- •3. Розрахунок осей на міцність і стійкість проти втомного руйнування
- •4. Розрахунок валів на статичну міцність
- •5. Розрахунок валів на втомну міцність
- •6. Розрахунок валів на жорсткість
- •7. Розрахунок валів для запобігання поперечним коливанням
- •8. Проектний розрахунок валів та їхнє конструювання
- •Лекція 23 -24 шпонкові з'єднання
- •2. Розрахунок ненапружених шпонкових з'єднань
- •3. Розрахунок напружених шпонкових з'єднань
- •Зубчасті (шліцеві) та профільні з'єднання
- •1. Основні типи зубчастих з'єднань і області їхнього використання
- •2. Розрахунок зубчастих з'єднань
- •3. Профільні з'єднання
- •Пресові з'єднання
- •1. Загальні відомості
- •2. Деякі питання технології складання пресових з'єднань
- •3. Розрахунок пресових з'єднань
- •Лекція 25 -28 підшипники кочення
- •1. Загальні відомості
- •3. Монтаж, змащування та ущільнення підшипників кочення
- •4. Навантаження на тіла кочення. Види руйнувань і критерії розрахунку підшипників кочення
- •5. Підбір підшипників кочення за статичною та динамічною вантажністю
- •6. Розрахункове еквівалентне навантаження на підшипники кочення
- •7. Рекомендації щодо вибору підшипників кочення
- •Підшипники ковзання
- •1. Загальні відомості
- •2. Конструкції та матеріали підшипників ковзання
- •3. Змащування підшипників ковзання
- •4. Роботоздатність і режим рідинного тертя у підшипниках ковзання.
- •5. Розрахунки підшипників ковзання
- •6. Деякі спеціальні підшипники ковзання
- •Напрямні прямолінійного руху
- •Області застосування та конструкції напрямних
- •Основи розрахунку напрямних прямолінійного руху
- •Лекція 29 – 32 муфти приводів
- •2. Некеровані муфти
- •3. Керовані муфти
- •4. Самокеровані та комбіновані муфти
- •Лекція 33 – 35 зварні з'єднання
- •1. Особливості з'єднання деталей зварюванням і характеристика з'єднань
- •2. Види зварних з'єднань і типи зварних швів
- •Розрахунок зварних з'єднань на міцність
- •Допустимі напруження для зварних з'єднань
- •З'єднання деталей машин та пружні елементи
- •2. Кріпильні різьби та їхні основні параметри
- •3. Кріпильні різьбові деталі, їхні конструкції та матеріали
- •4. Стопоріння різьбових з'єднань
- •5. Елементи теорії гвинтової пари
- •6. Розрахунок витків різьби на міцність
- •7. Розрахунок на міцність стержня болта (гвинта) для різних випадків навантаження з'єднання
- •8. Розрахунок групових болтових з'єднань
- •9. Клемові, або фрикційно–гвинтові, з'єднання
- •10. Допустимі напруження та запаси міцності при розрахунках різьбових з'єднань
6. Розрахункове еквівалентне навантаження на підшипники кочення
Розрахунковим еквівалентним навантаженням R для радіальних та радіально–упорних підшипників називається така постійна радіальна сила, яка при її дії на підшипник (зовнішнє кільце нерухоме, а внутрішнє обертається) забезпечує довговічність, що даний підшипник буде мати при дійсних умовах навантаження і обертання. Для упорних та упорно–радіальних підшипників – це постійна центральна осьова сила при обертанні кільця, закріпленого на валу, і нерухомому кільці у корпусі.
Розрахункове еквівалентне навантаження на радіальні кулькові та радіально–упорні кулькові і роликові підшипники визначається за залежністю
R = (XVRr + YRa )KбKт
Розрахункове еквівалентне навантаження знаходять за більш простими формулами: для радіальних кулькових та роликових підшипників, не навантажених осьовою силою (Ra = О і X = 1),
R = VRrKбKт; (11)
для упорних кулькових та роликових підшипників (Rr = 0; V = 1)
R = RaKбKт (12)
для упорно–радіальних кулькових та роликових підшипників
R = (XRr + YRa)KбKт (13)
У формулах (10)...(13) взяті такі позначення:
Rr, Ra – радіальне та осьове зовнішні навантаження на підшипник відповідно;
X і Υ – коефіцієнти радіального та осьового навантаження відповідно;
V–коефіцієнт обертання (V = 1 – якщо внутрішнє кільце обертається і V = 1,2 – якщо не обертається);
Kб – коефіцієнт безпеки (Kб = 1 – при спокійному навантаженні; Kб = 1,2 – при легких поштовхах і короткочасних перевантаженнях до 125 %; Kб = 1,5 – при помірних поштовхах і перевантаженнях до 150 %; Kб = 2 – при значних поштовхах та вібраціях і перевантаженнях до 200 %; Кб = 3 – при ударному навантаженні та перевантаженнях до 300 %);
Kт–температурний коефіцієнт (якщо робоча температура опори t ≤ 100°С, то Kт = 1; якщо t = 125 °С, то Kт = 1,05; якщо t = 150 °С, то Kт = 1,1).
Значення коефіцієнтів X і Υ вибирають на основі порівняння відношення Ra/VRr і параметра осьового навантаження е (табл. 32.2). Це пов'язано з тим, що через наявність радіального зазора в підшипнику при відсутності осьового навантаження має місце підвищена нерівномірність навантаження тіл кочення. Зі збільшенням осьового навантаження при постійному радіальному відбувається зменшення зазора і навантаження на тіла кочення розподіляється більш рівномірно. Для деякого значення Ra /(VRr) = е це компенсує у однорядних підшипниках збільшення загального навантаження на підшипник із ростом осьової сили Ra. Тому значення X і Υ різні при Ra/(VRr) ≤ е і Ra /(VRr) > е. В однорядних підшипниках при Ra/(VRr) ≤ е розрахунок ведеться на дію одного радіального навантаження, тобто беруть X =1 і Υ = 0.
Параметр осьового навантаження е для кулькових (радіальних і радіально–упорних типу 36000) підшипників вибирають залежно від відношення Ra/C0 (табл.). Для інших типів підшипників параметр е безпосередньо беруть у каталозі.
Осьові навантаження Ra на радіальні кулькові підшипники беруть рівними зовнішнім осьовим силам Fa, що діють на вал.
Осьові навантаження Ra на радіальне–упорні підшипники визначають за зовнішньою осьовою силою Fa, що діє на вал, і осьовими складовими Fs1 та Fs2, що виникають у двох опорах вала при радіальному навантаженні їх.
Осьову складову силу Fs, що виникає при радіальному навантаженні радіально–упорного підшипника, знаходять із залежностей: Fs = eRr – для кулькових підшипників; Fs = 0,83 eRr – для роликових конічних підшипників.
Оскільки для підшипників типу 36000 параметр е залежить від відношення Ra/C0, для визначення Ra параметр е можна обчислити за такою формулою:
Ige = (lg (Rr/C0) – 1,144)/4,729. (14)
Розрахункові осьові навантаження Ra1 і Ra2 на радіально–упорні підшипники двох опор вала визначають залежно від схеми розміщення радіально–упорних підшипників (рис 32.7, а, б) та напряму зовнішньої осьової сили Fa. Для двох радіально–упорних підшипників опор вала повинні зберігатись умови: Ra1 ≥ Fs1; Ra2 ≥ Fs2. З урахуванням цих умов та умови рівноваги вала Fa – Ra1 + Ra2 = 0 знаходять розрахункові осьові навантаження Ra1 та Ra2.
Підшипники кочення, що працюють при змінних режимах навантаження, можна підбирати за розрахунковим еквівалентним навантаженням RE, яке дорівнює силі, що спричинює такий же ефект втоми підшипника, як і весь комплекс діючих за розрахунковий строк служби навантажень.
Еквівалентне навантаження визначають за формулою
RE = , (15)
де Ri – еквівалентне навантаження на підшипник протягом строку Li, L – загальний строк служби підшипника. Залежність (15) перепишемо у вигляді
RE= ; RE = KER, (16)
де R – розрахункове еквівалентне навантаження, що визначається за формулами (10)...(13) згідно з максимальними тривало діючими силами Rr та Ra;
Kе – коефіцієнт інтенсивності режиму навантаження підшипників (див 4.3),
КЕ = . (17)
Для типових режимів навантаження машин (рис. 2.3) та постійного швидкісного режиму роботи підшипників коефіцієнт інтенсивності KE бере такі значення (табл. 4.1): KE = 1 – для режиму П; KE = 0,80 – для режиму В; KE = 0,63 – для режиму СР; KE = 0,57 – для режиму СН і KE = 0.40 – для режиму Л.
Наведені значення коефіцієнтів інтенсивності KE можуть бути використані за умови, що відбувається пропорційна зміна радіального Rr та осьового Ra навантажень на підшипники із зміною режиму навантаження машини. Таке явище має місце, у підшипниках кочення валів зубчастих передач.