3. Клиноременные передачи порядок проектирования.

РАСЧЕТ КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ

Исходные данные для расчета: передаваемая мощность Ртр.=5,9 кВт; частота вращения ведущего шкива nдв.=2975 об/мин; передаточное отношение U1=2,5; скольжение ремня е =0,015.

По номограмме /1,рис. 7,3/ в зависимости от частоты вращения меньшего шкива nдв.=2975; и передаваемой мощности Ртр.=5,9 кВт принимаем сечение клинового ремня А.

2.1 Определим диаметр меньшего шкива /1, формула 7.25/

Согласно/1, таб. 7,8/ с учетом того, что диаметр шкива сечения А недолжен быть менее 100 мм, принимаем d1=100 мм.

2.2 Определим диаметр большего шкива /1, формула 7.3/

Принимаем d2=240 мм. /1, стр. 120/

2.3 Уточним передаточное отношение

При этом угловая скорость:

т.к расхождение с первоначальными данными равно нулю, следовательно, окончательно принимаем диаметры шкивов d1=100 мм, d2=250 мм.

2.4 Определим межосевое расстояние ар следует принять в интервале /1, формула 7,26 /

Высота сечения ремня: Т0=8 /1, таб. 7.7/

Принимаем предварительно близкое значение ар=400 мм.

2.5 Определим расчетную длину ремня /1, формула 7.7/

Ближайшее значение по стандарту /1, таб.7.7/ L=1400 мм.

2.6 Определим уточненное значение межосевого расстояния ар с учетом стандартной длины ремня L /1, формула 7.27/

где

При монтаже передачи необходимо обеспечить возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,01L=0,01*1400=14 мм для облегчения надевания ремней на шкивы и возможность увеличения на 0,025L=0,025*1400=35 мм для увеличения натяжения ремня.

2.7 Определим угол обхвата меньшего шкива /1, формула 7,28/

2.8 Определим коэффициент режима работы, учитывающий условия эксплуатации передачи /1, таб. 7.10/ Ср=1,0.

2.9 Определим коэффициент, учитывающий влияние длины ремня /1, таб. 7.9/

для ремня сечения А при длине L=1400 коэффициент СL=0.98.

2.10 Определим коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата

/1, пояснения к формуле 7.29/

при б1=160є коэффициент Сб=0,95.

2.11 Определим коэффициент, учитывающий число ремней в передаче /1, пояснения к формуле 7.29/: предполагая, что число ремней в передачи будет от 4 до 6 примем коэффициент Сz=0,90

2.12

2.13 Определим число ремней в передаче /1, формула 7.29

где Р0- мощность, передаваемая одним клиновым ремнем, кВт /1, таб. 7.8/; для ремня сечения А при длине L=1700 мм, работе на шкиве d1=100 мм и U1?3 мощность Р0=1,76 кВт (то, что L=1400 мм, учитывается коэффициентом СL);

Принимаем: z=4.

2.13 Определим натяжение ветви клинового ремня /1, формула 7.30/

где скорость ; и- коэффициент, учитывающий влияние центробежных сил /1, пояснения к формуле 7.30/; для ремня сечения А коэффициент и=0,1 Н*с2/м2.

2.14 Определим давление на валы /1, формула 7.31/

2.14 Определим ширину шкива Вш /1, таб. 7.12/

Билет 13

1 Расчет сварных швов при переменных нагрузках. Допускаемые напряжения для сварных соединений.

Расчет сварных соединений при переменном нагружении

Сварные детали машин часто работают под воздействием переменных нагрузок, приближенно аппроксимируемых регу­лярным нагружением (ГОСТ 23207-78) по периодическим зако­нам с одним максимумом я минимумом в цикле. При соблюде­нии статической равнопрочности основного металла и сварного шва усталостное разрушение происходит по основному металлу вблизи сварного шва — по зоне термического влияния (см. рис. 4.1, г) .

Применение стыковых швов предпочтительнее, так как они обладают невысокой концентрацией напряжений по сравнению с угловыми и, особенно, точечными швами. Циклическую проч­ность сварных соединений можно повышать также технологиче­скими методами — проводить, старение или отжиг (для снятия остаточных напряжений), удалять механической обработкой утолщение стыкового шва или придать вогнутость угловому шву, создавать наклеп (например, обдувом дроби). Эти мероприятия в сочетании с инструментальным контролем качества шва в значи­тельной мере снижают концентрацию напряжений, а для стыко­вых швов она практически снимается.

Существуют различные методики расчета сварных соедине­ний на циклическую прочность. Ниже рассмотрена методика, изложенная в [29; 30] и базирующаяся на результатах усталостных испытаний сварных деталей реальных размеров, проведенных для различных сталей с разнообразными необработанными механиче­ским путем бездефектными швами. На базе 2-106 циклов нагру­жении получены значения пределов выносливости симметричного а_1д и отнулевого ст0д режимов. По этим двум точкам в коорди­натах omax-om (amax — максимальное, am — среднее напряжение цикла) построена при вероятности отказа 50 % схематизированная диаграмма (рис. 4.11). Связь между пре­делами выносливости устанав­ливается коэффициентом чув­ствительности к асимметрии цикла;

Рис. 4.11. Диаграмма предельного состояния сварных соединении

Из-за высокой концентрации напряжений значение этого ко­эффициента мало и его принимают ψσ ξ 0 . При этом линия пре­дельного состояния располагается под углом 45 ° к координат­ным осям. Кроме того, как показали опыты, расположение наклонного участка не зависит от марок сталей свариваемых де­талей и их размеров, а также от типов циклов нагружений. Ос­новное влияние оказывает группа сварного соединения.

Допускаемые напряжения сварных соединений

статической прочности сварного точечного шва, а по ней принимают диаметр электрода (для стальных деталей d3 = dT) и Rce параметры сварочного процесса. Шаг сварных точек (рис. 4.9) при отсутствии шунтирования тока при сварке двух деталей составляет Р0 > 3; расстояние от кромки в направлении действия сдвигающей силы Рх >2dx, а в направлении, перпендикулярном к линии действия силы, /2>1,5й?т; расстояние до перпендикулярной стенки P3>2dT (рис. 4.9, б). Соединение точечной сваркой обычно нагружено централь­ной сдвигающей силой F; при этом полагают ее равномерное распределение между всеми точками, число которых по линии действия силы не должно превышать пяти [19]. Условие статиче­ской прочности на срез для сварной точки имеет вид       где i — число плоскостей среза (на рис. 4.9, a, i = 2); ζ — число точек; [τ'] — допускаемое напряжение для контактной электро­сварки (табл. 4.1). При нагружении сварного точечного шва моментом, дейст­вующим в плоскости стыка, расчетные силы определяют так же, как для группового резьбового соединения (см. гл. 2). Эффектив­ный коэффициент концентрации напряжений для точечных швов низкоуглеродистых сталей составляет в среднем Κσ = 7,5 . Шовную сварку применяют для герметичного соединения тонкостенных деталей δ<2...3 мм. Условие статической проч­ности шва на срез имеетвид       где I — длина шва; а — ширина шва, обычно принимают а = 28 . Эффективный коэффициент концентрации напряжений для шовной сварки низкоуглеродистых сталей в среднем составляет Ка= 5,0. 4.5. Допускаемые напряжения сварных соединений Допускаемые напряжения при статическом нагружении сварных швов определяют на основании опытных данных в долях от допускаемых напряжений основного металла (табл. 4.1). Таблица 4.1 Допускаемые напряжения сварных швов при статическом нагружении Вид сварки Вид шва Характер напряженно­го состояния Сварка ручная электродом Э42А или Э50А; автоматическая; механизиро­ванная Сварка ручная электродом Э38; Э42; Э50 Сварка автоматиче­ская; механи­зированная Луговая плавящимся электродом Стыковой Сжатие   l°'L· = Wp -- Растяжение К]р=1Ч Γσ'1Ρ =0,9Γσ1ρ — Срез [T'j = 0,65[crJp [x'J = 0,6|σ]ρ — Угловой Срез ί/Ι = 0,65[σ]„ [τΊ-0,6[σ]ρ .... Контактная электриче­ская Стыковой Сжатие — — KL=E4 Растяжение _ — =[σ]„ Срез — — [τ']=0.6[σ]0 Точечный, шовный Срез — — ΙΉ = 0,4[σ]ρ   Примечание. Допускаемые напряжения растяжения основного металла |σ]ρ = as /[Sгде στ - предел текучести; [5| — коэффициент запаса (равен 1,2...1,8 для низкоуглеродистых и 1,5...2,2 для низколегированных. сталей); большее значение при грубых расчетах; если разрушение сопряжено с тяжелы­ми последствиями, то значение [5] повышают в 1,5,..2 раза.