Валы и оси

1) Ступенчатую форму применяют для удобства посадки, установки и демонтажа различных деталей (подшипников, зубчатых колес, и т.д.), а также самого вала.

2) Определяем изгибные моменты в любом сечении вала. Удостовериваемся, что данный диаметр вала удовлетворяют условию прочности, (находим напряжение а_F).

3) Недостаточная жесткость вала может привести к упругим перемещениям. В свою очередь последние отрицательно влияют на работу связанных с валом деталей. От прогиба вала в зубчатом зацеплении возникает концентрация нагрузки по длине зуба.

4) Валы предназначены для поддержания сидящих на них деталей и передачи вращающего момента. При работе вал испытывает изгиб, кручение, в отдельных случаях растяжение и сжатие. Может передавать только крутящий момент (рессора).

Ось- деталь, предназначенная для поддержания сидящих на ней деталей. В отличие от вала ось не передает вращающего момента.

5) Для валов

6) Действие нагрузки не является сосред-ми, они распределяются по длине ступицы. На расчетной схеме не показ-ют.

7) Валы имеют следующие функциональные участки:

а) концевые

б) для установки подшипников

в) для нарезания зубьев конических, цилиндрических шестерен

г) для установления зубчатых колес

8) Т.к. сначала из заданных Т или Р и n, нагрузки и размеров основных деталей нужно определить размеры и материал вала (опред. d вала) в проектном расчете. А затем необходимо проверить удовлетворяет ли наш d вала условиям необходимого крутящего момента ( расчет на прочность, жесткость и колебания).

9) Цель: определение размеров и материала вала. Следующий порядок проведения проектировочного расчета:

а) Предварительная оценка среднего диаметра вала из расчета только на кручение при пониженных допускных напряжениях.

б) Разработка конструкции вала.

в) Проверочный расчет выбранной конструкции.

10) От концентрации напряжений возможных в сечениях галтели (r_в>0,1d_в)

11) Выполняют канавку под шлифовальный инструмент.

12) ;

13) ;

а .

14) 1. выбор материала;

2. проектный расчет;

3. разработка конструкции вала с учетом техн-ми и сборки;

4. выбор расчетной схемы вала;

5. определение нагрузок действующих на вал;

6. проверочный расчет вала.

15)

Передачи

1) для шестерни будет больше, чем для колеса.

2) Значение расчетных контактных напряжений одинаковы для шестерни и колеса.

p- расч-я нагрузка, p_пр- радиус кривизны эвольвенты зуба.

3) При z колеса превращаются в рейку и зуб приобретает прямолинейные очертания с уменьшением z уменьшается толщина зуба у основания и вершины, а также увеличивается кривизна эвольвентного профиля. При дальнейшем уменьшении z появляется подрезание ножки зуба, прочность с уменьшением z снижается.

4) Н<350 НВ (наблюдается ограниченное выкрашивание), Н>350 НВ(прогресс-е выкрашивание), после приработки з-в выкрашивание прекращается.

5) (+) а) высокая нагрузочная способность

б) малые габариты.

в) большая долговечность и надежность.

г) высокий КПД

д) постоянство передаточного отношения.

е) возможность применения в широком диапазоне скоростей, мощностей и передаточных отношений.

(--) а) повышенные требования к точности изготовления

б) шум при больших скоростях

в) высокая жесткость

6) Усталостная поломка происходит от действия переменных напряжений в течение сравнительно длительного срока службы. Предупреждают определением размеров из расчета на усталость. Особое значение имеют меры по устранению концентраторов напряжений.

7) От контактных напряжений при хорошей смазки передачи.

Меры предупреждения: 1) определение размеров из расчета на усталость по контактным напряжениям. 2) повышение твердости материала путем термообработки. 3) повышение степени точности зубьев.

8) - учитывает форму соприкосновений поверхностей зубьев.

-учитывает механические свойства соприк-х поверхностей.

- учитывает суммарную длину контактных линий

9) - коэффициентом концентрации напряжений, на него влияет ширина колеса, расположение и твердость.

10), где - ширина зубчатого венца.

а – межосевое расстояние. Чем больше , тем больше размер передачи.

11) У_F учитывает изменение формы зуба с увеличением z. Меньшее значение У_F соответствует большему числу зубьев. Большие числа зубьев – большая толщина зуба у основания и наоборот.

12)

13) - учитывает концентрацию нагрузку при изгибе.

- учитывает динамическую нагрузку при изгибе, которая связана с удельными … на входе в зацеплении из-за неточности изготовления (зависит от точности изготовления передачи и от скорости).

14) наибольшие напряжения изгиба образуются у корня зуба в зоне перехода эвольвенты в галтель.

15) 1) или частоты вращения, а соответственно или вращающего момента.

2) преобразование одного вида движения в другую. (вращ-е в пост-е).

3) реверс движения.

4) распределение работы двигателя между несколькими и.о. или наоборот собирать.

5) измерение напряжения потока мощности.

6) регулировка скорости и. органа.

16) основные характеристики: 1) Мощность на входном и выходном валу (Р_ВХ и Р_ВЫХ).

2) n_вх (W_вх) и n_вых (W_вых).

Производные: 1) КПД передачи:

2) Передаточное отношение.

17) Поломка, выкрашивание, износ, затиры (заедание)

18) Проектный – по заданным нагрузкам известным допускаемым напряжениям определяем размеры передачи.

Проверочный – при известных габаритах передачи и передаваемых нагрузках определяют напряжение в зубьях и сравнивают с допускаемыми. Закрытые передачи определяют расчетом на контактную прочность, а размеры открытых передач определяют расчетом на изгиб.

19) i>1 – редуктор.

20) i<1 – мультипликатор.

21) – учитывает распределение нагрузки между зубьями в связи с погрешностями изготовления.

22) Твердость (чтоб рекомендуется применять относительно не широкие колеса или придавать зубу бочкообразную форму путем изменения глубины врезания по длине зуба).

23)

Симметр. Не симметр. Распределение колес относ. Опор.

При симметричном распределении опор прогиб не вызывает перекоса почти не нагружает нагрузка по длине зуба. В др. случаях изменяется распределение нагрузки по длине зуба .

24) За расчетные напряжения изгиба принимают напряжения на растянутой стороне зуба, т.к. в большинстве случаев практики именно здесь возникают трещины усталостного разрушения.

25) При постоянных диаметрах с изменением Z изменяется модуль M. В этом случае изменяются не только форма, но и размеры зуба. С увеличением Z форма улучшается, а размеры уменьшаются (уменьшается М). Уменьшение модуля снижает прочность зуба на изгиб.

26) Y_F интенсивно уменьшается до Z 40 и далее остается примерно постоянным.

27) При положительном смещении Y_F уменьшается.

28) При положительном смещении уменьшаются контактные напряжения в зубе.

29) Расчет на контактную прочность является основным для закрытых передач, а затем проверяют на изгиб.

30)

31) Берется допускаемое контактное напряжение для менее прочного из пары колес.

32) У_Х1, т.к. У_Х= 1,05 – 0,000125d, какой бы реальный d не брали.

34) S_F>S_H ,т.к. поломка более опасный вид разрушения S_H=1,1…1,35, S_F=1,55…2,25

36) , Z_H – учитывает форму зуба

37) Учитывается с помощью знака “ – ”

38) H350 НВ

НВ_СР1=НВ_СР2+(25-50) – для прямых передач.

НВ_СР2=НВ_СР2+(50-100) – для косозубых и шевронных передач

Н>350 НВ

НВ_СР1=НВ_СР2

39)

42) Азотирование, т.к. не требуется доводочные операции.

СОЕДИНЕНИЯ

Сварные соединения.

1) (+) а) высокая производительность и экономичность.

б) высокий уровень механизации и автоматизации процессов.

в) сравнительно небольшая масса конструкции.

г) герметичность и плотность соединения.

2) Сечение сварного углового шва рассчитывают только на срез.

3) Расчет стыковых сварных соединений:

где А – площадь сечения.

Расчет производится как на растяжение, так и на изгиб.

где М – крутящий момент.

- допускаемое напряжение для сварного соединения.

4) Расчет ведется на срез.

А=0,7кl_ф.ш.

5) Расчет фланговых швов приближенно выполняется по среднему напряжению, а условие прочности записывается в виде: ;

6)

7)

Заклепочное соединение.

8) Условия нагружения заклепок подобны условиям нагружения болтов, поставленных без зазора. Поэтому остаются справедливыми расчетные формулы:

9) Заклепку рассчитывают на смятие:

10) Листы прежде всего считают на смятие: , на смятие не считается, когда и листы и заклепка изготавливаются из одного материала

также листы могут быть прорезаны заклепками, прорезание начинается на расстоянии 0,25d.

11) При расчете заклепочных соединений, нагруженной силой в плоскости стыка, допускают, что нагрузка распространяется равномерно между всеми заклепками шва, силы трения в стыке не учитывают.

12) (+) а) соединения высокого качества;

б) применяют для деталей, материал которых плохо сваривается

в) применяется в тех местах, куда трудно добраться

(–) понижение прочности деталей – одно из главных отрицательных характеристик

13) Типы заклепок:

- с полукруглой головкой - с потайной головкой

- с плоской головкой - стержневая

- с обжимным кольцом - взрывная

- с сердечником (пустотелая)

Конструкции заклепочных швов: 1) в нахлестку 2) в стык с 1 или 2 подкладками.