БИЛЕТ №1

Механическая передача — механизм, который преобразует параметры движения двигателя к исполнительным органам машины.

Классификация:

Все механические передачи делят на две группы: передачи, основанные на использовании трения (ременные, фрикционные); передачи, основанные на использовании зацепления (зубчатые, червячные, цепные, винтовые).

По способу соединения ведущего и ведомого звена: непосредственный контакт (зубчатые, фрикционные, винтовые, червячные); с гибкой дополнительной связью (ременные, цепные).

По управляемости передачи делятся: с фиксированным передаточным числом; со ступенчато изменяемым передаточным числом; с плавно изменяемым передаточным числом (вариаторы).

Основные характеристики механических передач

• Мощность (на входе – Р1(Вт), на выходе – Р2(Вт))

• Быстроходность (выражается частотой вращения или угловой скоростью)

• n1 и n2 – частота вращения на входе (n1) и на выходе (n2) об/мин = мин-1

• w1 и w2 – угловая скорость (рад/с=с-1)

Производные характеристики механических передач

• КПД передачи – η=P2/P1. Для многоступенчатой передачи, состоящей из нескольких последовательно соединенных передач, суммарный КПД равен произведению КПД каждой передачи в отдельности.

• Передаточное отношение (передаточное число): u=n1/n2. При этом, если u > 1, n1 > n2 – понижающая передача (редуктор), а если u < 1, n1 < n2 – повышающая передача (мультипликатор). Для многоступенчатой передачи суммарное передаточное отношение равно произведению передаточных отношений ступеней.

• Окружная скорость ведущего или ведомого звена: v=ωd/2, где d – диаметр колеса. Окружные скорости обоих звеньев передачи при отсутствии скольжения равны.

• Окружная сила: Ft=P/v=2T/d, где P-мощность, а T- вращающий момент.

• Вращающий момент: T=P/ω= Ftd/2.

Пример конструкции с механической передачей

Зубчатая передача применяется в коробке передачи машин и станков. Приводя в соприкосновение шестерни разного диаметра, подбирают необходимую скорость вращения ведомого вала. Так происходит переключение передачи в автомобиле, токарных и слесарных станках. Различные виды зубчатой передачи используются в домкратах. Использование цепной передачи в устройстве велосипеда позволяет велосипедисту передвигаться с большей скоростью.

БИЛЕТ №2

Материалы подшипников скольжения:

они должны иметь:

1. Малый коэффициент трения и высокую сопротивляемость заеданию в периоды отсутствия режима жидкостного трения (пуски, торможение и т. п.);

2. достаточную износостойкость наряду со способностью к при­работке. Износостойкость вкладыша должна быть ниже износо­стойкости цапфы, так как замена вала обходится значительно до­роже, чем замена вкладыша;

3. достаточно высокие механические характеристики и особенно высокую сопротивляемость хрупкому разрушению при действии ударных нагрузок.

Вкладыши изготовляют из самых разнообразных материалов:

Бронзы оловянные, свинцовые, кремниевые, алюминиевые и прочие обладают достаточно высокими механическими харак­теристиками, но сравнительно плохо прирабатываются и способ­ствуют окислению масла. Бронзы широко применяют в крупносе­рийном и массовом производстве.

Чугун обладает хорошими антифрикционными свойствами бла­годаря включениям свободного графита, но прирабатывается хуже, чем бронзы. Его применяют в тихоходных и умеренно нагруженных подшипниках.

Баббит на оловянной, свинцовой и других основах является одним из лучших материалов для подшипников скольжения. Он хорошо прирабатывается, не окисляет масло, мало изнашивает вал, стоек против заедания. Отрицательными свойствами баббита явля­ются сравнительно низкая температура плавления (применяют до 110 °С), хрупкость и высокая стоимость. Баббитом заливают толь­ко рабочую поверхность вкладышей на толщину 1...10 мм. При этом сам вкладыш изготовляют из бронзы, стали, алюминия и т. д.

В целях повышения прочности подшипников, в особенности при переменных и ударных нагрузках, применяют так называемые би­металлические вкладыши, у которых на стальную основу наплав­ляют тонкий спой антифрикционного материала — бронзы, серебpa, сплава алюминия и т. д. Биметаллические подшипники облада­ют высокой нагрузочной способностью.

Пластмассы на древесной или хлопчатобумажной основе, а также дерево, резина и другие материалы могут работать при водяной смазке. Поэтому их применяют в гидротурбинах и насосах в химическом машиностроении и т. п. Благодаря высокой упругости пластмасс подшипники выдерживают ударные нагрузки и могут компенсировать перекос цапфы. Хорошо зарекомендовали себя пластмассы типа капрона и др. Тонкий слой этих пластмасс наносят на рабочую поверхность металлического вкладыша. Как показыва­ют исследования, такие вкладыши менее чувствительны к наруше­нию смазки и выдерживают значительные нагрузки.

Металлокерамические вкладыши изготовляют прессовани­ем при высоких температурах порошков бронзы или железа с до­бавлением графита, меди, олова или свинца. Большим преимуще­ством таких вкладышей является высокая пористость. Поры зани­мают до 20...30% объема вкладыша и используются как масло- проводящие каналы. Металлокерамический подшипник, пропитан­ный маслом, может в течение длительного времени работать без подвода масла. Пополнение масла производится периодической пропиткой или погружением вкладыша в масляный резервуар, об­разованный в корпусе подшипника. Расход масла при этом умень­шается до 10 раз.

Расчет подшипников полужидкостного трения:

Расчет подшипников, работающих при полужидкостном трении. К таким подшипникам относятся подшипники грубых тихоходных механизмов, машин с частыми пусками и остановками, неустанови­вшимся режимом нагрузки, плохими условиями подвода масла и т. п. Эта подшипники рассчитывают:

а) по условному давлению — подшипники тихоходные, работа­ющие кратковременно с перерывами:

б) по произведению давления на скорость — подшипники средней быстроходности:

где F, — радиальная нагрузка на подшипник; d — диаметр цапфы (вала); / — длина подшипника; v — окружная скорость цапфы.

Расчет по [рv] в приближенной форме предупреждает интенсив­ный износ, перегрев и заедание.

Билет№3

Фрикционной называют передачи с непосредственным контактом жестких звеньев (катков, роликов, колес). Все фрикционные передачи можно разделить на две группы: передачи нерегулируемые - с постоянным передаточным отношением; передачи регулируемые или вариаторы, позволяющие изменять передаточное отношение плавно и непрерывно (бесступенчатое регулирование). Достоинства фрикционных передач:

1) простота конструкции,

2) плавность и бесшумность работы,

3) возможность безаварийной ситуации при случайной перегрузке,

4) возможность плавного изменения передаточного числа на ходу машины. Недостатки фрикционных передач:

1) значительная радиальная нагрузка на опоры валов, которая может до 35 раз превышать передаваемое окружное усилие и вызывающее интенсивное изнашивание рабочих элементов передачи и разрушение катков.

2) фрикционные не обеспечивают строгого постоянства передаточного числа при изменении нагрузки

3) имеют сравнительно невысокий КПД.

Конструкции:

С параллельными и пересекающимися осями валов; с цилиндрической; конической; шаровой или торовой поверхностью рабочих катков; с постоянным или автоматическим фрикционным элементом или без него. Работа: основана на использовании сил трения, которые возникают в месте контакта двух тел вращения. При этом должно быть , где - окружная сила; F- сели трения между катками. Для передачи с цилиндрическими катками f-коэф.трения. Нарушение условия , приводит к буксованию и быстрому износу катков. Критерии:

При работе фрикционных передач происходят следующие виды разрушения рабочих поверхностей: 1 усталостное выкрашивание -в передачах, работающих в масле, когда образуется жидкостное трение. В этих условиях рабочие поверхности разделяются слоем масла, а износ сводится к минимуму. 2- Износ- в передачах, работающих без смазки, или при отсутствии условий для образований режима жидкостного трения. 3-Задир поверхности – связан с буксованием или с перегревом передачи при больших скоростях и нагрузках в условиях недостаточной смазки. Все перечисленные виды разрушения зависят от напряжений в месте контакта. Поэтому прочность и долговечность фрикционной передачи оценивают по контактным напряжениям.