книги из ГПНТБ / Лариков Е.А. Узлы и детали механизмов приборов. Основы теории и расчета

N3

из

Из этих уравнений, пренебрегая малыми членами, можно получить реактивные силы, Pi'и Р* (рис. 122, в)

ZEJB

(229)

Перемещение v и угол поворота © в точке 5 упругого элемента (рис. 122, е) определяются выражениями

Из условия совместимости перемещений рубашки и упругого элемента, находят нагрузки хг, х2, которые при отсутствии внеш­ него момента Мь определяются сравнительно простыми выраже­ ниями [22], в которых t = I — /2

2Э2

Эффект от применения компенсационного устройства иллюстри­ рует следующий пример:

Пусть (рис. 122)

Потерю чувствительности в процентах определяют через соот­ ношение Х3 к Р:

^-•100%. -

293

Упругий элемент в форме плоской рамки (рис. 123). Напряже­ ния в месте наклейки тензодатчика определяются выражением:

Из условия совместности перемещения балок vx = v2 имеем

(237)

л3

"2

294

Г л а в а Vili ОПОРЫ

67. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОПОРАМ

Устройства, обеспечивающие возможность относительного дви­ жения подвижных звеньев кинематических пар, называют опо­ рами или направляющими. Это движение должно-рсуществляться по заданной траектории и с требуемой точностью, чаще всего онопроисходит в форме вращения или углового перемещения, напрн-

узел. При вращательном движении принято называть его опорой. При поступательном — направляющей.

В настоящей работе рассматриваются только некоторые во­ просы работы опор. Направляющие в ней не затрагиваются. Опоры направляют движение (перемещение) подвижных элемен­ тов конструкции, поддерживают их, воспринимают нагрузки, возникающие на разных этапах работы (рис. 125).

Во всякой опоре можно выделить направляющий и направляе­ мый элементы (рис. 126).

Направляемый элемент всегда подвижен — именно он пере­ мещается по заданной траектории. Его выполняют в форме вала, оси, втулки и т. д.

Направляющая часть чаще всего неподвижна. Исключение составляют те случаи, когда ее делают подвижной из конструк­ тивных соображений или из-за необходимости уменьшения мо-

296

Радиальная

Рис. 125. Распределение нагрузки в шарикоподшипниках

ментов сопротивления опоры (рис. 127). Она также может выпол­ няться в виде втулки, оси, кольца и т. п. При проектировании опор необходимо учитывать условия, в которых они работают и требования, которые к ним предъявляют.

Так, например, большинство опор, работающих в условиях значительных нагрузок и скоростей должны быть высокопроч­ ными и износостойкими. В конструкции их должен быть преду­ смотрен' отвод тепла. Опоры, работающие при малых нагрузках и скоростях, должны в первую очередь обеспечивать высокую точ­ ность работы и минимальное значение момента сопротивления.

Рис. 127. Шарикоподшипник с разновращающимися кольцами:

Большое влияние на работу опор оказывают: геометрическая форма сопрягаемых элементов кинематических пар, точность ее выполнения, чистота, качество и состояние рабочих поверхно­ стей.

В зависимости от трения, возникающего в опорах, их класси­ фицируют так:

1)опоры с трением скольжения;

2)опоры с трением качения;

3)упругие опоры (их также называют опорами с трением упругости);

4) опоры на жидкостных или воздушных подушках;

5) опоры на магнитных подвесках.

Кроме того, опоры классифицируют в зависимости от размеров (миниатюрные, средние и т. д.), формы рабочих тел (конические, сферические и т. д.), воспринимаемой нагрузки (осевые, радиаль­ ные), точности работы и т. д.

Важнейшими характеристиками, исходя из которых, выбирают тип проектируемой опоры, являются: величина момента сопро-

298

тивления трения, точность направления оси, надежность работы и долговечность, чувствительность к воздействиям температуры, среды (коррозия), вибрации и толчкам, величина допустимой нагрузки, стойкость к износу рабочих поверхностей, вибростой­ кость, теплостойкость, сложность и стоимость изготовления, компактность конструкции и т. д.

Исходя из технических условий на разрабатываемое устрой­ ство, можно установить требования к применяемым в нем опорам, которые должны быть выполнены.в первую очередь.

Установив основные требования, которым должна отвечать проектируемая опора, выбирают ее тип и намечают конструкцию.

Для приборных опор чаще всего это требование минимального момента трения (из-за малости движущих сил, увеличение трения

ния оси (при выбранном типе опоры в значительной мере обеспе­ чивается минимальными и постоянными в продолжении срока службы опоры зазорами, материалами и т. д.).

В табл. 20, 21 приведены схемы различных опор скольжения, указаны их основные характеристики, даны рекомендации по применению, а также соотношения, по которым производят расчет опор.

В проектирование опоры входит: выбор ее типа, геометрии, материалов (для тяжелонагруженных опор размеры устанавли­ вают, исходя из условий прочности, а у малонагруженных опор их берут из конструктивных соображений), назначение посадок, характера и технологии изготовления, а также момента сопро­ тивления (с учетом наличия смазки, влияющей на характер тре­ ния, возникающего в опорах, материалов, классов точности, посадок, типа покрытия и термообработки рабочих поверхностей). Работа завершается изготовлением рабочих чертежей.

Несмотря на то, что проектированием опор занимаются давно и их работе посвящено много исследований, в формулах, опре­ деляющих момент сопротивления даже таких простых опор, как цилиндрические^-;опоры скольжения, существуют неточности [5]. Одни из них могут быть исправлены сравнительно просто. Для исправления других неточностей еще не накопилось достаточно материала.

68. ОПОРЫ СКОЛЬЖЕНИЯ 1

Опорами скольжения называют такие, работа которых проис­ ходит в условиях скольжения поверхностей направляемого и направляющего элементов (например, цапфы и втулки).

Исторически опоры скольжения появились раньше, чем опоры

299