- •Ю.Б.Рукин, р.А.Жилин, ю.В.Кирпичёв конспект лекций по курсу «механика» Часть 2
- •1.Проблемы теории механизмов и машин
- •1.1.Кинематические пары и кинематические цепи
- •1.2.Структура и кинематика плоских механизмов
- •2.Структурное исследование механизмов
- •2.1.Степень подвижности механизма
- •2.2.Классификация механизмов
- •3.Кинематическое исследование плоских стержневых механизмов
- •3.1.Методы исследования
- •3.1.1.Графический метод кинематического исследования механизмов
- •3.1.2.Определение скоростей и ускорений точек звеньев методом планов
- •3.1.3.Свойство планов скоростей
- •3.1.4. Построение плана скоростей и ускорений кулисного механизма
- •4.Механизмы с высшими парами. Зубчатые механизмы
- •4.1.Зубчатые передачи
- •4.1.1.Общие сведения. Основная теорема зацепления.
- •4.1.2.Геометрические элементы зубчатых колес
- •5.Кулачковые механизмы
- •5.1.Виды кулачковых механизмов
- •5.2.Проектирование кулачковых механизмов
- •6.Методика силового расчета механизмов
- •6.1.Методы силового исследования механизмов
- •6.1.1.Силы, действующие на звенья механизма
- •6.1.2.Силы инерции звена, совершающего возвратно-поступательное движение
- •6.1.3. Силы инерции звена, совершающего вращательное движение вокруг неподвижной оси (Рис. 6.2)
- •6.1.4.Снлы инерции звена, совершающего плоско-параллельное движение (Рис. 6.3)
- •6.2.Определение реакций в кинематических парах групп Ассура
- •6.2.1.Силовой расчет начального звена (Рис. 6.4)
- •7.Динамика машинного агрегата
- •7.1.Кинетическая энергия механизма
- •7.2.Приведение масс и сил
- •7.3.Режимы работы машин
- •7.4.Уравнение движения механизма
- •8.Детали машин и механизмов.
- •8.1.Общие сведения о разъемных и неразъемных соединениях
- •8.2.Неразъемные соединения
- •8.3.Разъемные соединения
- •8.4.Шпоночные и шлицевые соединения
- •9.Допуски и посадки.
- •9.1.Взаимозаменяемость и технологичность деталей машин
- •10.Надежность деталей машин и механизмов. Основные понятия теории надежности
- •11.Подшипники, муфты
- •11.1.Подшипники
- •11.1.1.Подшипники скольжения
- •11.1.2.Подшипники качения
- •11.2.Муфты
- •Библиографический список
- •Часть 2
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
11.Подшипники, муфты
11.1.Подшипники
Опоры вращающихся осей и валов называют подшипниками. Они поддерживают валы и вращающиеся оси, воспринимают и передают на раму или станину действующие на эти детали силы. Подшипники, воспринимающие нагрузки, направленные перпендикулярно к геометрической оси вала, называют радиальными, а подшипники, воспринимающие осевые нагрузки, называют упорными. Если геометрическая ось вала расположена вертикально, то упорные подшипники называют подпятниками. Подшипники, воспринимающие одновременно радиальные и осевые нагрузки, называют радиально-упорными.
По виду трения между рабочими поверхностями различают подшипники скольжения и подшипники качения.
Подшипники качения имеют следующие преимущества перед под-шипниками скольжения: меньшие потери на трение, особенно в период пуска; незначительный нагрев подшипникового узла; меньший расход смазочных материалов; возможность взаимозаменяемости и более простое обслуживание.
К недостаткам подшипников качения следует отнести: пониженную долговечность при высоких угловых скоростях и больших нагрузках; ограниченную способность воспринимать ударные и вибрационные нагрузки; неразъемность в радиальном направлении; большие размеры по диаметру; высокую стоимость при мелкосерийном производстве.
Подшипники скольжения имеют следующие преимущества перед подшипниками качения: хорошо работают при весьма высоких частотах вращения вала; надежно работают в условиях ударных и вибрационных нагрузок (вследствие демпфирующего действия масляного слоя в зазорах подшипников); небольшие радиальные размеры; возможность разъемного исполнения, что необходимо при сборке коленчатых валов; способность работать в воде и агрессивных средах, где подшипники качения непригодны.
К недостаткам подшипников скольжения можно отнести значительные потери на трение при пуске и в условиях несовершенной смазки; сравнительно большие осевые размеры; необходимость тщательного ухода и наблюдения в работе вследствие высоких требований к смазке и опасности перегрева. Подшипники скольжения применяют для высокоскоростных валов – до десятков тысяч оборотов в минуту (центрифуги, сепараторы, турбины); для валов слишком большого диаметра, где стандартные подшипники качения не изготавливаются; для опор, подвергающихся интенсивным ударным и вибрационным нагрузкам (молоты, поршневые машины); в случаях, когда подшипники по условиям сборки должны быть разъемными (для коленчатых валов); в случаях работы подшипников в воде или агрессивных средах; при особо высоких требованиях к точности работы вала (шпиндели станков и т.д.); в тихоходных машинах.
11.1.1.Подшипники скольжения
Конструкции подшипников скольжения в значительной степени определяются конструкцией машины, в которой их устанавливают. Подшипники скольжения бывают неразъемные и разъемные. Неразъемные подшипники проще по конструкции и дешевле разъемных, но они неудобны при сборке и разборки осей или валов, а также не позволяют компенсировать увеличение зазора в подшипниках по мере их износа. Чтобы полностью не заменять подшипник при износе, в корпус неразъемного подшипника запрессовывают втулки, а в корпус разъемного помещают вкладыши, которые периодически заменяются.
Материал вкладыша должен соответствовать следующим требованиям: быть антифрикционным, хорошо прирабатываться, иметь достаточную механическую и усталостную прочность, хорошую пластичность и теплопроводность.
Вкладыши изготавливают из чугуна, бронзы, пластмасс, дерева и других материалов.
Для понижения потерь на трение и предохранения от быстрого износа деталей на их трущиеся поверхности необходимо подавать смазку. В подшипниках скольжения различают трение следующих видов: сухое, граничное и жидкостное.
При сухом трении сопряженные детали соприкасаются своими поверхностями без слоя смазки. В этом случае возникает интенсивный износ контактных поверхностей и большие потери энергии.
Граничное трение характеризуется наличием на поверхности трения пленки масла толщиной 0,1–4 мкм. При граничном трении нарушается непрерывность масляного слоя и в отдельных местах происходит непосредственное соприкосновение выступов неровностей трущихся поверхностей.
Жидкостное трение имеется, когда сопряженные поверхности при относительном движении полностью разделены достаточно толстым слоем смазки (4–70 мкм). В этом случае непосредственный контакт тел отсутствует и наблюдается трение в самом слое смазки.