1. Распределение момента завинчивания болтового соединения.

Подавляющее большинство резьбовых соединений с предварительной затяжкой. Затяжка создается при сборке с целью, чтобы после приложения рабочей нагрузки не происходило раскрытия стыка или сдвига соединяемых деталей.

При завинчивании гайки (или винта с головкой) необходимо приложить момент завинчивания Т_зав (рис. 2.2) для преодоления момента Т_Р сопротивления в резьбе и момента Т_Т сопротивления на торце гайки:

Т_зав = Т_Р + Т_Т ,   (2.1)

где T_P = F_t d₂ / 2 = 0,5 F_затd₂tg(Ψ + φ₁) ;  (2.2)

Т_Т = 0,5 F_затf_Td_ср , (2.3)

В формулах (2.2) и (2.3): F_t – окружная (в плоскости, перпендикулярной к оси соединения) движущая сила;

F_зат – осевая сила затяжки; d2 – средний диаметр резьбы; Ψ – угол подъема резьбы; φ₁ – приведенный (с учетом влияния угла профиля α) угол трения в резьбе: φ₁ = φ / cos(α/2), φ – угол трения материалов пары винт – гайка; f_T – коэффициент трения материалов пары гайка – деталь; d_ср – средний диаметр кольца (рис. 2.2):

d_ср = 0,5(D + d_h).

 

Рис.2.3

Угол подъема резьбы Ψ определяют по среднему диаметру d₂ (рис. 2.3):

tgΨ = P_h / πd₂ = nP / πd₂,

где nP = P_h – ход резьбы,

n – число заходов.

Подставляя в формулу (2.1) значения моментов Т_Р и Т_Т, получим

Т_зав = 0,5 F_затd₂[tg(Ψ + φ₁) + f_Td_ср / d₂] .            (2.4)

Все резьбы геометрически подобны. В среднем для метрической резьбы:

Ψ = 2⁰30';

d2 ≈ 0,9d;

dср ≈ 1,4d;

φ₁ = φ / cos30₀ ≈ 1,15φ ≈ 1,15 arctgf .

Тогда при f = f_T = 0,15 (резьба и торец гайки без смазки) Т_зав ≈ 0,2F_затd . С другой стороны, принимая в среднем длину гаечного ключа L (рис. 2.2) от оси винта до середины ладони рабочего равной 14d, будем иметь момент завинчивания на ключе

Т_зав = F_PL = 14F_Pd,

где F_P – усилие рабочего.

Из равенства 0,2F_затd = 14F_Pd получим F_зат = 70 F_P, т.е. за счет рычага на гаечном ключе и параметров соединения имеем выигрыш в силе затяжки в 70 раз. При f = f_T = 0,1 F_зат≈ 100 F_P.

2. Проверочный расчет вала на выносливость. Конструктивные и технологические методы повышения выносливости валов.

Расчёт валов на выносливость проводят в следующем порядке.

а) Составление расчётной схемы по чертежу вала и определение расчётных нагрузок и опорных реакций.

б) Построение эпюр изгибающих моментов в общем случае в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и эпюры крутящих моментов проводят в следующей последовательности.

в) При расчёте коэффициента запаса усталостной прочности принимают, что напряжения изгиба изменяются по симметричному циклу, а напряжения кручения по отнулевому. Выборотнулевого цикла для напряжений кручения основан на том, что большинство валов передает переменные по значению, но постоянные по направлению вращающие моменты.

3. По какому зубчатому колесу производится расчет зубьев на изгиб?

03

1. Основные требования к конструкциям машин.

– надежность;

– высокая производительность;

– ремонтопригодность;

– экономичность производства и эксплуатации;

– гарантированный срок службы и технологичность;

– удобство и безопасность обслуживания;

– небольшие габариты и масса;

– транспортабельность;

– соответствие внешнего вида требованиям технической эстетики.

2. Критерии работоспособности цепных передач. Проверочные расчеты цепей.

Все детали стандартных цепей конструируют примерно равнопрочными. Это достигается соответствующим сочетанием размеров деталей, их материалов и термообработки. Основной причиной потери работоспособности является износ шарниров цепи. В качестве основного расчета принят расчет износостойкости шарниров, и основной расчетный критерий.

р=Ft/(Bd)≤[p], где р – давление в шарнире; Ft - окружная сила; d и В – диаметр валика и ширина цепи. Практический расчет цепной передачи сводится к тому, чтобы по заданным p, n₁ и i определить р_ц, z и а. Стандартные цепи построены так, что с увеличением шага цепи увеличивается ее статическая прочность и площадь опорной поверхности шарнира, а значит, и нагрузочная способность по давлению в шарнирах.

3. По какому чаще всего зубчатому колесу производится расчет на контактную прочность?

04

1. Преимущества, недостатки, область применения ременных передач. Материалы и конструкции ремней.

Принцип действия и классификация

Ременная передача состоит из двух шкивов, закрепленных на валах, и ремня, охватывающего шкивы. Нагрузка предается силами трения, возникающими между шкивами и ремнем вследствие его натяжения.

В зависимости от формы поперечного сечения ремня различают: плоскоременную, клиноременную и круглоременную передачи.

Оценка и применение

Достоинства:

1. Возможность передачи движения на значительные расстояния.

2. Простота конструкции и малая стоимость.

3. Плавность и бесшумность работы.

4. Возможность работы с высокими частотами вращения.

5. Возможность предохранен6ия от перегрузок из-за проскальзывания ремня.

6. Смягчение вибраций и толчков.

Недостатки:

1. Большие габаритные размеры.

2. Большая нагрузка на валы и опоры.

3. Непостоянство передаточного отношения из-за проскальзывания ремня.

4. Низкая долговечность ремня.

5. Чувствительность к наличию влаги и нефтепродуктов.

Ременные передачи применяют в тех случаях, когда по условиям конструкции валы расположены на значительных расстояниях.

Наибольшее распространение имеют клиновые ремни.

а) плоскоременная, б) клиноременная, в) круглоременная

Плоские ремни

В машиностроении применяют кожаные, шерстяные, хлопчатобумажные ремни, но наиболее распространены прорезиненные ремни, состоящие из нескольких слоев хлопчатобумажной ткани, связанных между собой вулканизированной резиной. Эти ремни эластичные, прочные, малочувствительные к влаге и колебаниям температуры, однако их следует оберегать от попадания масла, бензина и щелочей.

Клиновые ремни

Клиновые ремни получили преимущественное распространение.

Ремень имеет клиновую форму поперечного сечения и располагается в соответствующих канавках шкива. Применение клинового ремня позволяет увеличить тяговую способность передачи путем повышения трения.

Клиновые ремни применяют с различной структурой поперечного сечения. Наиболее распространены ремни со слоями шнурового (или тканого) корда, расположенными в зоне нейтрального слоя поперечного сечения.

Размеры сечения выбираются из стандарта в зависимости от нагрузки с учетом числа оборотов.

Для передачи общего назначении, изготовляют семь типов клиновых ремней О, А, Б,В,Г,Д,Е, отличающиеся размерами поперечного сечения. Они увеличиваются от О к Е.

Зубчатые ремни

На внутренней стороне плоского ремня образованы выступы (зубья) трапецеидальной формы, а на шкиве – соответствующие впадины. Передача с такими ремнями работает по принципу зацепления, а не трения.

Зубчатый ремень

Шкивы

В зависимости от типа ремня шкивы изготавливают с канавками соответствующей формы или без них. Основным материалом для изготовления шкивов ременных передач является чугун; реже применяют стальные шкивы.