2. Расчет стержня болта, нагруженного осевой силой (растяжение).
Выход из строя винтов при нагружении статической нагрузкой может происходить по одной из следующих причин:
- разрыв стержня;
- повреждение или разрушение резьбы;
- разрушение головки винта.
Условие прочности болта
где σр — расчетное напряжение растяжения в поперечном сечении нарезанной части болта; F — сила, растягивающая болт; d1 — внутренний диаметр резьбы болта; [σр] — допускаемое напряжение на растяжение болта.
3. Как вычисляются диаметры вершин и впадин колеса цилиндрической передачи?
Диаметр вершин зубьев
Диаметр впадин, мм
07
1. Общая характеристика, классификация видов разрушения и критерии работоспособности зубчатых передач.
Поломка зуба (выламывание углов или целого зуба у основания) – один из более опасных видов разрушения передач. Это связано с образованием усталостных трещин в зоне концентрации напряжений от длительной циклической нагрузки или в результате перегрузок статического и ударного действия.
Поломка зубьев характерна для открытых передач и передач с высокой твердостью материалов колес.
Выкрашивание – характерный вид разрушения поверхностей зубьев при хорошей смазке. Выкрашивание начинается вблизи полюсной линии (зона однопарного зацепления), где скольжение и перекатывание профилей направлены таким образом, что масло запрессовывается в усталостные микротрещины и способствует выкрашиванию частиц металла. При этом нарушаются условия образования сплошной масляной пленки и появляется металлический контакт с последующим быстрым износом или задиром поверхностей.
Выкрашивание наблюдается преимущественно в закрытых передачах вследствие переменных контактных напряжений. При невысокой твердости поверхности (менее 350 НВ) выкрашивание часто носит ограниченный характер вследствие приработки зубьев.
Износ зубьев – причина выхода из строя преимущественно открытых передач, недостаточно защищенных от попадания абразивных частиц: пыли, продуктов износа и др. Искажение профиля в результате износа приводит к увеличению динамических нагрузок, зазоров в зацеплении, уменьшению поперечного сечения зубьев и, следовательно, к увеличению напряжений изгиба и, как правило, к поломке зуба.
Заедание наблюдается в высоконагруженных передачах и является следствием разрыва масляной пленки из-за высоких контактных давлений. Оно проявляется в образовании молекулярного сцепления частиц поверхностных слоев металла и последующего разрушения этих связей в процессе скольжения зубьев, что приводит к повреждению рабочих поверхностей.
Для предупреждения заедания эффективно охлаждение смазки, применение противозадирных масел с повышенной вязкостью и химически активными добавками.
Пластический сдвиг наблюдается у тяжелонагруженных тихоходных зубчатых колес, выполненных из мягкой стали. Вследствие сил трения на поверхности зубьев появляются пластические деформации с последующим сдвигом частиц материала в направлении скольжения, что приводит к образованию хребта вблизи полюсной линии у зубьев ведомого колеса и канавки у зубьев ведущего. Это нарушает правильность зацепления и приводит к разрушению зубьев. Пластический сдвиг можно устранить повышением твердости рабочих поверхностей зубьев.
Основными критериями работоспособности зубчатых передач являются изгибная и контактная прочность. Расчеты по критерию износостойкости и заедания для передач общемашиностроительного применения не распространены, и их обеспечение достигается технологическими и конструктивными мероприятиями: увеличением твердости контактирующих поверхностей, защитой от попадания абразивных частиц в зону контакта, применением смазочных материалов с повышенной вязкостью и др.