Билет 19

Вопрос 2: Подшипники качения предназначены для восприятия радиальных, осевых и комбинированных постоянных и циклических нагрузок и являются основными видами опор в машинах. В настоящее время подшипники качения являются основными видами опор в машинах. Мировой выпуск подшипников измеряется в миллиардах штук в год. Подшипники изготавливают различных конструкций с наружным диаметром от 1 до 2500 мм, с диаметром шариков от 0,35 мм до 200 мм с массой от 0,5 грамм до 3,5 т. На рисунке 7.7 и 7.8 приведены основные виды подшипников (верхний ряд – общий вид подшипников, нижний – графическое изображение). Подшипник качения состоят из следующих деталей наружного 3 и внутреннего 1 колец с дорожками качения, тел качения 2, сепаратора 4 (разделяющего и направляющего тела качения). В некоторых подшипниках одно или оба кольца могут отсутствовать. В них тела качения катятся непосредственно по канавкам вала или корпуса. Основные преимущества подшипников качения по сравнению с подшипниками скольжения: •значительно меньшие потери на трение и более высокий к.п.д., меньший нагрев; •момент трения при пуске в 10...20 раз меньше, чем в подшипниках скольжения; •экономия дефицитных цветных металлов; •меньшие габаритные размеры в осевом направлении; •простота обслуживания и замены; •меньший расход масла; •малая стоимость вследствие массового производства стандартных подшипников и относительно малые эксплуатационные расходы, а также взаимозаменяемость подшипников, что упрощает ремонт машин и оборудования. Недостатки: •ограниченная возможность применения при очень больших нагрузках и высоких угловых скоростях; •непригодны для работы при значительных ударных и вибрационных нагрузках из-за высоких контактных напряжений и плохой способности демпфировать колебания; •большие, чем у подшипников скольжения, габаритные размеры в радиальном направлении. Классификация подшипников осуществляется по следующим признакам: • по направлению воспринимаемой нагрузки: радиальные (рис. 7.7, а), радиально-упорные упорные (упорно- радиальные; • по форме тел качения: шариковые (рис. 7.9, а;), роликовые (с цилиндрическими - рис.7.9, б, в; коническими - рис. 7.9, д и бочкообразными роликами – рис. 7.9, е, ж; игольчатые – рис. 7.9, з; и с витыми роликами – рис. 7.9, г). • по числу рядов тел качения: однорядные, 2-х рядные, четырехрядные, многорядные. • по способу самоустановки - несамоустанавливающиеся, самоустанавливающиеся (сферические – рис. 7.7, б, д). В зависимости от нагрузочной способности и размеров при одном и том же диаметре расточки внутреннего кольца подшипники по ГОСТу делятся на серии: по радиальным размерам - сверхлегкие, особо легкие, легкие средние, тяжелые; по ширине - узкие, нормальные, широкие особо широкие.

Билет 20

Вопрос 1: Материалы для изготовления зубчатых колес в машиностроении: стали, чугуны, пластмассы; в приборостроении зубчатые колеса изготавливают также из латуни, алюминиевых сплавов и др. Выбор материала определяется назначением передачи, условиями ее работы, габаритами колес и даже типом производства (единичное, серийное или массовое) и технологическими требованиями. Общая современная тенденция в машиностроении - стремление к снижению материалоемкости конструкций, увеличение мощности, быстроходности и долговечности машины. Эти требования приводят к необходимости уменьшения массы, габаритов и повышения нагрузочной способности силовых передач. Поэтому основные материалы для изготовления зубчатых колес - термообработанные углеродистые и легированные стали, обеспечивающие высокую прочность зубьев, а также высокую твердость и износостойкость их активных поверхностей.

Методы изготовления В зависимости от материала, формы и размеров колес заготовки для них получают литьем, ковкой или штамповкой. Зубья колес изготовливают накатыванием, нарезанием, иногда литьем.

Накатывание зубьев стальных колес производится накатным инструментом путем пластической деформации венца колеса. Накатывание зубьев с модулем до 1 мм производится в холодном состоянии; при большем модуле венец нагревается токами высокой частоты. Зубонакатывание применяется в массовом производстве и является высокопроизводительным методом, обеспечивающим минимальные отходы маталла в стружку и повышение прочности (15 - 20%) зубьев, так как волокна металла в заготовке не перерезаются, а изгибаются.

Нарезание зубьев. Существует два метода нарезания зубьев - копирование и обкатка. Метод копирования основан на прорезании впадин между зубьями дисковой модульной фрезой или пальцевой зуборезной фрезой, форма режущих кромок которых соответствует очертаниям впадины. Так как с изменением числа зубьев колеса меняется и форма впадины, то для каждого модуля и числа зубьев нужно иметь свою фрезу, что практически невозможно. Поэтому фрезой одного модуля прорезают впадины в определенном диапазоне чисел зубьев (например, фрезой для 30 зубьев обрабатывают колеса с числом от 24 до 36), в результате чего зубья не всегда будут иметь точный профиль. Фрезерование зубьев методом копирования является простым, но недостаточно точным и весьма малопроизводительным методом, применяющимся в основном в единичном производстве. К методу копирования можно отнести способы образования зубьев колес протягиванием, холодной или горячей штамповкой, а также прессованием и литьем под давлением.

Метод обкатки (огибания) является весьма точным, высокопроизводительным, универсальным и наиболее распространенным способом образования зубьев. Рассмотренный ранее процесс накатывания зубьев можно отнести к методу обкатки. Процесс нарезания зубьев на зубообрабатывающих станках уподобляется процессу зацепления пары зубчатых колес или колеса с рейкой, когда одно из колес или рейка снабжены режущими элементами и превращены, таким образом, в режущий инструмент, называемый производящим колесом.