Тема 17 Цепные передачи. (1/-/- час)
План лекции:
1. Общие сведения.
2. Роликовые приводные цепи
3. Зубчатые приводные цепи
3. Силы в ветвях цепи
4. Натяжение цепи.
5. КПД цепных передач
Цепная передача – это передача зацеплением с гибкой связью. Движение передает шарнирная цепь 1, охватывающая ведущую 2 и ведомую 3 звездочки и зацепляющаяся за их зубья (рис. 70).
Рисунок 70 – Цепная передача
Достоинства цепных передач.
1. По сравнению с зубчатыми цепные передачи могут передавать движение между валами при значительных межосевых расстояниях (до 8 м).
2. По сравнению с ременными передачами: более компактны, передают большие мощности, требуют значительно меньшей силы предварительного натяжения, обеспечивают постоянство передаточного числа (отсутствует скольжение и буксование).
3. Могут передавать движение одной цепью нескольким ведомым звездочкам.
Недостатки цепных передач.
1. Значительный шум при работе вследствие удара звена цепи о зуб звездочки при входе в зацепление, особенно при малых числах зубьев и большом шаге (этот недостаток ограничивает применение цепных передач при больших скоростях).
2. Сравнительно быстрое изнашивание шарниров цепи, необходимость применения системы смазывания и установки в закрытых корпусах.
3. Удлинение цепи вследствие износа шарниров и сход ее со звездочек, что требует применения натяжных устройств.
Применение. Цепные передачи применяют в станках, мотоциклах, велосипедах, промышленных роботах, буровом оборудовании, строительно-дорожных, сельскохозяйственных, полиграфических и других машинах для передачи движения между параллельными валами на значительные расстояния, когда применение зубчатых передач нецелесообразно, а ременных невозможно. Цепные передачи наибольшее применение получили для передачи мощностей до 120 кВт при окружных скоростях до 15 м/с.
Приводные цепи. Приводная цепь – главный элемент цепной передачи – состоит из соединенных шарнирами отдельных звеньев. Помимо приводных бывают тяговые и грузовые цепи, которые в дальнейшем не рассмотрены.
Основные типы стандартизованных приводных цепей: роликовые, втулочные и зубчатые
Рекомендуемая литература
1. Гузенков П.Г. Детали машин. – М.: Высшая школа,1986.
2. Иванов М.Н. Детали машин. – М.: Высшая школа, 1991.
3. Леликов О.П. Основы расчета и проектирования деталей и узлов машин. – М.: Машиностроение, 2004.
Раздел 4 Узлы и детали, обслуживающие вращательное движение
Тема 18 Валы и оси (1/-/- час)
План лекции:
1. Общие сведения. Конструкции валов и осей
2. Способы передачи нагрузок на валы
3. Критерии работоспособности валов и осей
Зубчатые колеса, шкивы, звездочки и другие вращающиеся детали машин устанавливают на валах и осях.
Вал предназначен для передачи вращающего момента вдоль своей оси, а также для поддержания расположенных на нем деталей и восприятия действующих на эти детали сил. Примером могут служить валы редуктора (рис. 76). При работе вал испытывает действие напряжений изгиба и кручения, а в некоторых случаях дополнительно растяжения или сжатия.
Рисунок 76 – Валы редуктора
Ось только поддерживает установленные на ней детали и воспринимает действующие на эти детали силы. Например, ось железнодорожного вагона (рис. 77). В отличие от вала ось не передает вращающего момента и, следовательно, не испытывает кручения. Оси могут быть неподвижными или могут вращаться вместе с насаженными на них деталями. Вращающиеся оси обеспечивают лучшие условия работы подшипников, неподвижные – дешевле, но требуют встройки подшипников во вращающиеся на осях детали.
Большинство валов имеет неизменяемую номинальную геометрическую форму оси – жесткие валы. Особую группу составляют гибкие валы с изменяемой формой геометрической оси.
Рисунок 77 – Ось
По форме геометрической оси валы делят на прямые (рис. 78) и непрямые – коленчатые, служащие для преобразования возвратно–поступательного движения во вращательное (или наоборот), и эксцентриковые.
Оси, как правило, изготовляют прямыми. Прямые валы и оси имеют форму тел вращения и по конструкции мало отличаются друг от друга.
Прямые валы и оси могут быть постоянного диаметра — гладкие (рис. 78,а, б) или ступенчатые (большинство валов, рис. 78,в). По форме поперечного сечения валы и оси бывают сплошные и полые (с осевым отверстием, рис. 29.3,б) Полые валы применяют для уменьшения массы, а также при необходимости пропуска сквозь валы или размещения внутри них других деталей или материалов (масла, охлаждающих газов или жидкостей).
По внешнему очертанию поперечного сечения валы разделяют на шлицевые и шпоночные, имеющие на некоторой длине шлицевой профиль или профиль со шпоночным пазом.
Валы классифицируют также по условным признакам, например, по относительной скорости вращения в узле (в редукторе, рис. 76): быстроходный 1, среднескоростной 2, тихоходный 3, или по расположению в узле: входной 1 (ведущий), промежуточный 2, выходной 3 (ведомый).
Опорными частями валов и осей служат цапфы. Промежуточные цапфы называют шейками.
Рисунок 78 – Конструкции валов
Форма вала по длине. По условиям равнопрочности целесообразно конструировать валы в продольном сечении приближающимися к телам равного сопротивления изгибу – очерчиваемым кубической параболой К форме тела равного сопротивления приближаются ступенчатые валы. Эта форма также упрощает изготовление и установку деталей на валу.
Переходные участки валов и осей между двумя ступенями разных диаметров выполняют: с галтелью постоянного радиуса, рис. 79,а (галтель – поверхность плавного перехода от меньшего сечения к большему); с галтелью переменного радиуса (рис. 79,б); с канавкой со скруглением для выхода шлифовального круга (рис. 79,в).
Переходные участки являются концентраторами напряжений. Эффективным средством для снижения концентрации напряжений в переходных участках является повышение их податливости (например, путем увеличения радиусов галтелей, выполнения разгрузочных канавок). Деформационное упрочнение (наклеп) галтелей повышает несущую способность валов и осей.
Рисунок 79 – Оформление переходных участков валов
Рекомендуемая литература
1. Гузенков П.Г. Детали машин. – М.: Высшая школа,1986.
2. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. – М.: Высшая школа, 2001.
3. Иванов М.Н. Детали машин. – М.: Высшая школа, 1991.
4. Леликов О.П. Основы расчета и проектирования деталей и узлов машин. – М.: Машиностроение, 2004.
5. Решетов Д.Н. Детали машин. – М.: Машиностроение, 1989.