
- •Тема 5 зубчатые передачи………………………………………………………54
- •Тема 6 цилиндрические зубчатые передачи……………………..62
- •Тема 6 цилиндрические зубчатые передачи……………………..77
- •Тема 7 конические зубчатые передачи……………………………….90
- •Тема 12 опоры валов и осей……………………………………………….151
- •Тема 12 опоры валов и осей……………………………………………….167
- •Тема 13 соединения деталей машин…………………………………….174
- •Тема 13 соединения деталей машин………………………………..185
- •Тема 13 соединения деталей машин………………………………..196
- •Тема 13 соединения деталей машин………………………………..210
- •Тема 13 соединения деталей машин………………………………..224
- •Предисловие
- •1.2. Общая классификация деталей и узлов машин
- •1.3. Основные требования, предъявляемые
- •Лекция 2
- •Тема 3 критерии работоспособности и расчета деталей машин
- •3.1. Прочность
- •3.2. Жесткость
- •3.3. Статическая устойчивость
- •3.4. Виброустойчивость
- •3.5. Износостойкость
- •3.6. Термостойкость
- •4.2. Кинематические и энергетические соотношения в механических передачах
- •Тема 5 зубчатые передачи
- •5.1. Общие сведения, преимущества и недостатки
- •Зубчатых передач
- •5.2. Классификация зубчатых передач
- •5.3. Основные требования к зубчатому зацеплению. Эвольвента и её свойства. Понятие о нарезании зубьев
- •5.4. Основные геометрические параметры эвольвентного зацепления
- •5.5. Точность зубчатых передач
- •5.6. Усилия в зацеплении зубчатых передач
- •5.7. Условия работы зуба в зацеплении. Напряжения в элементах зуба
- •5.8. Расчетная нагрузка в зацеплении
- •5.9. Виды повреждений зубьев. Критерии работоспособности и расчета зубчатых передач
- •5.11. Материалы зубчатых колес
- •Тема 6 циллиндрические зубчатые передачи
- •6.1. Элементы геометрии прямозубого цилиндрического
- •6.2. Особенности геометрии косозубых цилиндрических колес
- •6.3. Коэффициенты перекрытия
- •6.4. Понятие об эквивалентном зубчатом колесе
- •6.6. Расчет косозубых цилиндрических передач
- •6.7. Расчет зубьев прямозубых цилиндрических передач
- •6.8. Расчет зубьев косозубых цилиндрических передач
- •Лекция 6
- •Тема 7 конические зубчатые передачи
- •7.1. Общие сведения
- •7.2. Геометрические параметры конических зубчатых передач
- •7.3. Распределение нагрузки по длине зуба конического колеса. Приведение конического колеса к эквивалентному цилиндрическому
- •7.4. Расчет конических зубчатых передач на контактную прочность
- •7.5. Расчет зубьев конических передач на прочность при изгибе
- •Тема 8 проверочный расчет зубчатых передач на статическую прочность при перегрузках
- •Лекция 7
- •Тема 9 другие виды передач зацеплением
- •9.1. Планетарные передачи
- •9.2. Волновые передачи
- •9.3. Передачи винт-гайка
- •9.4. Червячные передачи
- •Тема 10
- •10.2. Геометрия, кинематика и силы в ременной передаче
- •10.3. Виды повреждений, критерии работоспособности и применяемые материалы ременных передач
- •10.4. Расчет ременной передачи
- •Тема 11 валы, оси и муфты
- •11.1. Назначение, классификация и конструктивные
- •Особенности валов и осей
- •11.2. Виды повреждений валов и осей, критерии работоспособности и применяемые материалы
- •11.3. Нагрузки и расчетные схемы валов и осей
- •Лекция 9
- •Тема 11 валы, оси и муфты
- •11.4. Расчёт валов и осей на прочность
- •11.5. Муфты для соединения валов
- •11.5.1. Назначение, конструкция и классификация муфт
- •11.5.2 Подбор стандартных муфт
- •11.5.3 Расчёт нестандартных муфт
- •Лекция 10
- •Тема 12 опоры валов и осей
- •12.1. Подшипники скольжения
- •12.1.1. Конструкция, материалы, достоинства и недостатки подшипников скольжения
- •12.1.2. Виды повреждений и критерии работоспособности подшипников скольжения
- •12.1.3. Условия работы и расчет подшипников скольжения
- •12.2. Подшипники качения
- •12.2.1. Конструкция, материалы, достоинства и недостатки, классификация подшипников качения
- •12.2.2. Распределение нагрузки между телами качения. Напряжения и деформации в подшипниках качения
- •12.2.3. Кинематика и потери на трение в подшипниках качения
- •Лекция 11
- •Тема 12 опоры валов и осей
- •12.2.4. Виды повреждений и критерии работоспособности подшипников качения
- •12.2.5. Выбор и расчет подшипников качения
- •Тема 13 соединения деталей машин
- •13.1. Основные понятия и общая классификация соединений
- •13.2. Шпоночные соединения
- •13.3. Шлицевые (зубчатые) соединения
- •13.4.2. Основные повреждения и критерии работоспособности, материалы и классы прочности резьбовых деталей
- •13.4.3. Распределение нагрузки по виткам резьбы. Стандартные соотношения элементов резьбовых деталей
- •13.4.4. Усилия и моменты в винтовой паре
- •Лекция 13
- •Тема 13 соединения деталей машин
- •13.4.5. Расчёт резьбовых соединений на прочность при постоянных нагрузках
- •Расчёт затянутого (напряжённо-
- •13.4.6. Расчёт резьбовых соединений на прочность при переменных нагрузках
- •13.4.7. Определение допускаемых напряжений при расчёте резьбовых соединений и основные мероприятия по повышению их сопротивления усталости
- •13.4.8. Расчёт групповых резьбовых соединений
- •Тема 13
- •13.5.2. Дефекты сварных соединений, критерии их работоспособности и допускаемые напряжения
- •13.5.3. Расчет стыкового сварного шва
- •13.5.4. Расчет углового (валикового) сварного шва
- •13.5.5. Способы повышения прочности и сопротивления усталости сварных швов
- •Тема 13
- •13.6.2. Элементы геометрии заклепочного соединения
- •13.6.3. Виды повреждений и критерии работоспособности заклепочных соединений
- •13.6.4. Проверка прочности элементов заклепочного соединения
- •13.6.5. Расчет заклепочного шва
- •13.6.6. Допускаемые напряжения при расчете заклепочных соединений
13.4.4. Усилия и моменты в винтовой паре
Силы и моменты, возникающие в винтовой (резьбовой) паре, рассмотрим при завинчивании гайки (или винта с головкой) гаечным
ключом (рис. 13.10).
Усилие
,
прикладываемое к рукоятке ключа, создает
момент затяжки (вращающий момент на
ключе):
,
где
— длина ключа (рис. 13.10).
Момент
затяжки
расходуется на
преодоление момента
сил трения в резьбе
и момента
сил трения на опорном торце гайки:
(13.3)
В процессе затяжки
под действием момента
в стержне винта возникает осевая сила
— сила затяжки.
Для установления соотношений между силами и моментами в резьбовом соединении рассмотрим модель, в которой гайка заменена ползуном А, движущимся по винтовой линии (рис. 13.11, а).
Развернем винтовую
линию по среднему диаметру
в наклонную плоскость, по которой
движется ползун А
(рис. 13.11, б)
под действием движущей окружной силы
.
Гайка-ползун воздействует на винт силой
,
нормальной к поверхности витка резьбы
(рис. 13.11, в).
На основном виде (рис. 13.11, а) в натуральную
величину видна проекция вектора силы
,
равная
.
Вектор этой силы перпендикулярен к
направлению витка резьбы (рис. 13.11, б).
192
Рис. 13.11. Силы взаимодействия и момент сил
трения в резьбе при завинчивании гайки
При движении
гайки-ползуна возникает сила трения
,
где
— коэффициент трения
фрикционной пары винт-гайка. Сумма сил
и
дает
результирующую
.
Из треугольника сил имеем (рис. 13.11, б, в):
;
.
Обозначим
— приведенный коэффициент трения в
резьбе. С учетом этого получим
.
С другой стороны из треугольника сил
найдем
,
следовательно
,
или можем записать окончательно
,
здесь
— угол трения в
резьбе.
193
Выразим движущую окружную силу через осевую силу затяжки . Для этого из треугольника сил (рис. 13.11, б) найдем:
откуда получим соотношение
.
С учетом этого определяют момент сил трения в резьбе при завинчивании гайки
. (13.4)
Возникающий при
завинчивании момент трения в резьбе
скручивает стержень
винта, т.е. создает касательные напряжения.
Найдем
момент сил трения в резьбе при отвинчивании
гайки.
Рассмотрим ту же схему, что и при
завинчивании, но теперь ползун
движется в обратную сторону (рис. 13.12).
С учетом того, что в этом случае силы
и
меняют
свое направление, будем иметь:
.
Рассмотрим условие
самоторможения резьбовой (винтовой)
пары, при котором гайка будет удерживаться
от отвинчивания силами трения. Для этого
необходимо, чтобы момент в резьбе при
отвинчивании был
,
т.е.
.
Это возможно в случае, когда
,
т.е. угол трения в резьбе должен быть больше угла подъема резьбы.
194
Все крепежные резьбы выполняют как самотормозящими, так и несамотормозящими.
Момент сил трения
на торце
гайки
вычисляют, принимая, что равнодействующая
сил трения приложена по среднему диаметру
кольцевой опорной поверхности гайки
.
За наружный диаметр этого кольца
принимают размер под ключ «
»,
за внутренний диаметр — отверстие под
винт
(см. рис. 13.9, а).
С учетом этого получим:
, (13.5)
где
— коэффициент трения на торце гайки.
Подставляя выражения (13.4) и (13.5) в (13.3) найдем
.
195