Допустимі напруження і коефіцієнти запасу міцності

Допустимі напруження [σ], [τ] та розрахункові коефіцієнти запа­су міцності S_σ і S_τ визначають за формулами:

[σ] = σ_lim /[S_σ]; [τ] = τ_lim /[ S_τ]; (35)

S_σ = σ_lim /σ ≥ [S_σ]; S_τ = τ_lim /τ ≥ [S_τ], (36)

де σ_lim , τ_lim – граничні напруження; σ, τ– розрахункові макси­мальні напруження; [s_σ], [s_τ] – допустимі коефіцієнти запасу міц­ності деталі.

При сумісній дії нормальних напружень розтягу та згину і дотич­них напружень кручення загальний коефіцієнт запасу міцності . (37)

Формули (36) для визначення розрахункових коефіцієнтів за­пасу міцності при змінних діючих напруженнях можна використову­вати лише у випадках, коли відомі границі витривалості матеріалу σ_R і τ_R , за якими знаходять граничні напруження σ_lim і τ_lim. У біль­шості випадків експериментальне встановлюють границі витривалос­ті матеріалів при R = –1 та R = 0, тобто σ_–1 і τ_–1, σ₀ і τ₀. Для до­вільного коефіцієнта асиметрії циклів змінних напружень розрахун­кові коефіцієнти запасу міцності можна визначити за формулами:

s_σ = σ_–1 /[K_σσ_a/(K_dK_3M) + ψ_σσ_m]; (38)

s_τ = τ_–1 /[K_ττ_a/(K_dK_3M) + ψ_ττ_m]. (39)

У записаних формулах амплітуди σ_a, τ_a і середні напруження σ_m, τ_m визначають за співвідношеннями (13) та (14). Коефіцієнти впливу асиметрії циклів напружень ψ_σ і ψ_τ беруть такі: для вугле­цевих сталей ψ_σ = 0,1; ψ_τ = 0,05; для легованих – ψ_σ = 0,15; ψ_τ = 0,1.

Допустимий коефіцієнт запасу міцності має великий вплив на га­баритні розміри, масу деталей і відповідно на вартість їх. Із змен­шенням [s] зменшується також маса виробів, але збільшується мож­ливість виходу деталей із ладу. Тому вибір [s] є дуже відповідаль­ним моментом при розрахунках та проектуванні деталей машин. Деякі рекомендовані значення [s] наведені в табл.

Підвищені значення [s] для відносно рідких розрахунків за границею міцності пояснюються тими обставинами, що зростання діючих напру­жень до значення σ_в загрожує раптовим виходом деталі з ладу. Крім цього, за границею міцності розраховуються деталі з крихких мате­ріалів, які характеризуються підвищеною неоднорідністю та ймовір­ністю дефектів структури, що також обумовлює збільшення [s].

При розрахунках за контактними напруженнями значення [s] беруть невеликими [s] = 1,1... 1,2, оскільки можливі контактні по­шкодження поверхні деталі мають місцевий характер і не загрожують раптовим виходом деталі з ладу.

Лекція 5 -7 пасові передачі

Останнім часом пасові передачі застосовують досить широко, їх використовують у приводах електрогенераторів та різних металооброб­них верстатів, у робочих механізмах текстильної та паперової промис­ловості, у приводах вентиляційних систем, сільськогосподарських машинах та різних приладах, наприклад магнітофонах.

Загальні відомості та класифікація пасових передач

У найбільш вживаному вигляді (рис. 21.1) пасова передача склада­ється з ведучого 1 і веденого 2 шківів та замкнутої форми приводного паса 3, що розміщується на шківах із деяким попереднім натягом. Вільна ділянка а паса, що набігає на ведучий шків, називається ведучою віткою паса, а вільна ділянка Ь, що набігає на ведений шків, називається ве­деною віткою. Під час роботи передачі пас передає енергію від ведучого шківа до веденого за рахунок сил тертя, які виникають між пасом та шківами, тобто сили тертя забезпечують зчеплення па­са зі шківами. У пасових передачах по­передній натяг пасів створюється за рахунок їхнього пружного розтягу при одяганні на шківи або засто­суванням спеціальних натяжних пристроїв. Пасові пере­дачі не забезпечують жорсткого зв'язку між шківами через можливість проковзування паса на шківах. Тому у кінематично точних приводних механізмах пасові передачі застосовують дуже рідко.

Пасові передачі переважно використовують для передавання по­тужностей у діапазоні 0,2–50 кВт. Зустрічаються також передачі для потужностей 500 і навіть 1500 кВт, проте застосування їх має унікальний характер.

Передаточні числа пасових передач допускаються до 5–6, рідко до 10. Найвигіднішими є пасові передачі з передаточними числами U ≤ 4.

Швидкість руху пасів у передачах загального призначення не пе­ревищує 30 м/с. Спеціальні швидкохідні паси допускають при пони­женій довговічності швидкості до 50 і навіть до 100 м/с.

ККД пасових передач різних типів становить близько 0,90–0,97.

Для оцінки пасової передачі порівняємо її із зубчастою передачею як найрозповсюдженішою.

Основ­ні переваги пасової передачі:

– можливість передавання руху між валами, що знаходяться на значній відстані;

– плавність та безшумність роботи, які обумовлені еластичністю паса;

– запобігання різкому перевантаженню елементів машини внаслідок пружності паса та можливості його проковзування на шківах;

– простота конструкції, обслуговування та догляду в експлуата­ції

До недоліків пасової передачі належать:

– неможливість виконання малогабаритних передач (для однако­вих умов наванта–ження діаметри шківів майже у 5 разів більші, ніж діаметри зубчастих коліс);

– несталість передаточного числа через можливе проковзування паса;

– підвищене навантаження валів та їхніх опор, що пов'язане із потребою достатньо високого попереднього натягу паса;

– низька довговічність приводних пасів (у межах 1000–5000 год).

Пасові передачі можна класифікувати за формою поперечного перерізу паса, розміщенням валів у просторі та призначенням.