2. Расчет червячных передач на нагрев.

За время работы редуктора выделяющееся тепло отводится через стенки. При этом перепад температур масла в редукторе и окружающего воздуха не должны быть больше допускаемого:

kt — коэффициент теплопередачи зависит от подвижности воздуха. При неподвижном воздухе kt = 10 ... 17 Вт/(м2 с), А — площадь поверхности корпуса редуктора. Определяют приближенно, как сумму площадей шести граней прямоугольного параллелепипеда. При ребристом корпусе учитывают 50% площади ребер.

[t] = 60 ... 80C — допускаемая температура нагрева.

При неудовлетворении этого требования применяют обдув корпуса вентилятором, установленным на валу червяка. kt = 18 ... 35 Вт/(м2 с). Для улучшения теплового режима применяют также змеевик, помещенный в масляную ванну редуктора.Силы, действующие в червячных передачах и их расчет.Окружная сила Ft1 червяка равная осевой силе Fa2 червячного колеса :

Окружная сила Ft2 червячного колеса равная осевой силе Fa2 червяка :

Радиальная сила Fr = Ft2 tg  ;

Нормальная сила

Вращающийся момент на червячном колесе:T2 = T1 ;

3. Оценка прочности по коэффициенту запаса прочности (по напряжении; по нагрузке; по долговечности).

Условие прочности в этом случае

n = σпред / σmax

(2)

где n - запас прочности;

σпред - предельное напряжение (предел прочности при постоянных нагрузках, предел выносливости при переменных нагрузках), полученное экспериментально или взятое из справочника;

σmax - максимальное напряжение в опасной точке детали, вычисленное при наибольшей (ожидаемой или установленной тензометрированием) рабочей нагрузке.

Величина σпред отражает геометрию детали, технологию ее изготовления и условия нагружения, поэтому величина необходимого запаса прочности имеет стабильное значение.

Условия прочности по допускаемым напряжениям и запасам прочности связаны соотношением

[σ] = σпред / n

(3)

При действии статических нагрузок иногда используют запас прочности по несущей способности

n = Fразр / F

(4)

показывающий отношение нагрузок в момент разрушения и в рабочих условиях.

Билет 22

1. Болтовое соединение нагружено поперечной силой (болт с зазором, болт с натягом).

Расчёт болта под действием поперечной силы, болт установлен без зазора. Болт установлен в отверстие из-под развёртки, работает на срез и смятие. Условие прочности на срез: Проверочный расчёт на смятие: Расчёт болта под действием поперечной силы, болт установлен в отверстие с зазором. Необходимая затяжка создаёт силу трения, препятствующую сдвигу деталей под действием внешней силы. Затянутый болт работает на растяжение и скручен за счёт трения в резьбе. Потребная затяжка где i – число плоскостей трения, К – коэффициент запаса сцепления, К = 1,3…1,5. Влияние скручивания болта при затяжке учитывают, увеличивая расчётную нагрузку на 30%:

Расчётный диаметр болта

2. Особенности расчета сосудов высокогоо давления.

роблема прочности ограничивающего сосуда – возникла уже при сравнительно невысоких давлениях. Трудности такого рода почти всегда были связаны с дефектными материалами; эти трудности отпали в результате успехов материаловедения и технологии производства. Когда же стали достижимы давления, измеряемые десятками тысяч атмосфер, не было адекватных теоретических представлений о том, чего следовало ожидать, и прогресс стал возможен лишь на эмпирической основе. Тем не менее было ясно, что прочность сосуда, работающего под давлением, нельзя обеспечить, увеличивая лишь толщину его стенок. Напряжения и деформации растяжения сосуда концентрируются в средней части его стенки, и увеличение толщины стенки выше некоторого предела ненамного повышает прочность сосуда. Максимальное давление, достижимое при использовании лучших из имеющихся в настоящее время сталей в сочетании с методом предварительного нагружения сосуда внешним давлением, составляет примерно 20 000–30 000 атм. Для получения давлений, значительно превышающих указанное, необходимо усложнить конструкцию. Разработан ряд схем такого усложнения. В самой простой из них сосуду высокого давления снаружи придается коническая форма. По мере повышения внутреннего давления весь такой сосуд вдавливается независимо управляемым гидравлическим прессом в массивное соответствующее сосуду по фopме и размерам кольцо, так что на сосуд действует давление извне, увеличивающееся согласованно с повышением внутреннего давления. Таким способом достигаются давления порядка 60 000–70 000 атм. – вдвое большие, чем на установках с простыми сосудами высокого давления. Для достижения еще более высоких давлений можно использовать принцип мультипликации, при котором аппарат высокого давления полностью помещается внутрь аппарата менее высокого давления. Теоретически нет предела для давлений, которых можно было бы достичь, увеличивая число ступеней мультипликации. Но из-за технических трудностей пока что удалось осуществить только двухступенчатую схему.Возможны и другие варианты этой схемы. Путем сочетания двух ступеней в установке, в которой усеченный конус прижимается к массивной плите, причем сам он полностью окружен жидкостью, находящейся под давлением в 30 000 атм., П.Бриджмену удалось получить статические давления, превышающие 400 000 атм. Аналогичная техника применяется все чаще, и сообщения в литературе о статических давлениях в несколько сот тысяч атмосфер становятся все более привычными.