- •Архаические буквы
- •Лекция №1 Общие принципы проектирования машин.
- •Лекция № 2. Основные показатели качества машин.
- •Мероприятия по уменьшению изнашивания:
- •Лекция № 3. Основные принципы и этапы разработки машин
- •Лекция № 4. Соединения деталей машин
- •Сварные соединения и их расчёт
- •Лекция № 5. Заклепочные соединения и их расчёт
- •Методика расчета заклепочных швов
- •Лекция № 6 паяные и клеевые соединения
- •Лекция № 7. Резьбовые соединения Деталей машин и их расчёт
- •Классы прочности и материалы резьбовых деталей
- •Силовые соотношения, условия самоторможения и к. П. Д. Винтовой пары.
- •Расчёт на прочность резьбовых соединений
- •Лекция № 8. Расчёт болтов, винтов и шпилек при действии статических нагрузок
- •III. Предварительно затянутый болт дополнительно нагружен внешней осевой растягивающей силой; последующая затяжка болта отсутствует или возможна.
- •Классы прочности и материалы резьбовых деталей
- •Лекция № 9. Шпоночные и шлицевые соединения
- •Соединения с сегментными шпонками
- •Шлицевые соединения
- •Лекция №10. Сопряжение деталей. Основы взаимозаменяемости. Допуски и посадки. Качество поверхности.
- •Соотношение между допуском и единицей допуска
- •Лекция №11. Соединение деталей посадкой с натягом Общие сведения
- •Оценка и область применения
- •Соединение посадкой на конус
- •Лекция №12. Передачи. Общие сведения о передачах Виды передач
- •Основные силовые и кинематические соотношения механических передач.
- •Лекция №13 фрикционные передачи и их расчёт.
- •Краткие сведения о контактных напряжениях
- •Характер и причины отказов под действием контактных напряжений
- •Кинематический и силовой расчеты
- •Лекция №13. Зубчатые передачи
- •Основы теории зубчатого зацепления
- •Эвольвента окружности.
- •Материалы зубчатых колёс, точность изготовления передач.
- •Причины отказов и виды расчётов зубчатых передач.
- •Действующая и расчётная нагрузка в передаче.
- •Расчётная схема и цель расчёта зубчатой передачи на усталостное выкрашивание зубьев.
- •Расчётная схема и цель расчёта зубчатой передачи на изгибную прочность зубьев.
- •Причины отказов и виды расчётов червячных передач.
- •Лекция №15 Планетарные и волновые зубчатые передачи. Передачи Новикова.
- •Передаточное отношение
- •Волновые зубчатые передачи
- •Характер и причины отказов деталей волновых передач
- •Зацепления новикова
- •Лекция №16. Виды ремённых передач, материалы ремней и шкивов.
- •Кинематика и геометрические параметры передачи.
- •Нагрузка на детали ремённой передачи.
- •Основные этапы расчёта ремённых передач:
- •Цепные передачи
- •Применение цепных передач.
- •Причины отказов и основы расчёта цепных передач.
- •Лекция №17. Валы и оси. Опоры валов и осей - подшипники. Муфты для соединения валов Назначение, материалы и конструирование валов и осей.
- •Критерии работоспособности и расчёт валов.
- •Этапы расчёта и проектирования вала:
- •Лекция № 18 Трение в механизмах и машинах
- •Лекция №19 Подшипники качения. Общие сведения и классификация
- •Подшипники скольжения - характеристика и расчёт.
- •Режимы работы и расчёт подшипников скольжения.
- •Лекция №20 муфты приводов Общие сведения
- •Расчетный момент
- •Глухие муфты
- •Жесткие компенсирующие муфты
- •Упругие муфты
- •Предохранительные муфты
- •Центробежные муфты
- •Обгонные муфты
- •Лекция №21 полиспасты
- •Канатные барабаны
- •Фрикционные барабаны (шпили)
- •Крепление конца каната на барабане
- •Расчёты барабанов
Характер и причины отказов под действием контактных напряжений
1. Смятие контактирующих поверхностей. Происходит при ударном, а также при вибрационном приложении нагрузки или при действии значительных по величине нагрузок, когда помимо упругих имеют место пластические деформации.
2. Усталостное выкрашивание. Каждая точка на поверхности при вращении цилиндров испытывает циклическое действие контактных напряжений σH (т. А, рис. 78, а и б), а сама поверхность - циклическое деформирование. Усталостная трещина 2, возникающая в результате повторных микропластических сдвигов, обычно зарождается у поверхности 1 цилиндра (рис. 79, а), в месте концентрации напряжений из-за микронеровностей или неметаллических включений, всегда присутствующих в стали. В пределах деформированного слоя трещина развивается наклонно к поверхности, а затем - по границе деформированного слоя. Развитие усталостных трещин в более глубокие слои связывают с "расклинивающим" действием смазочного материала.
Смазочный материал 3 перед площадкой контакта попадает в раскрытую силами трения трещину 2 (рис. 79, б). В пределах площадки контакта под нагрузкой трещина закрывается, создается повышенное давление смазочного материала (рис. 79, в), что способствует развитию трещины вплоть до отрыва частицы металла 4 с поверхности (рис. 79, г), образованию вначале мелких выемок, а затем в результате скалывания их краев и крупных раковин. Выкрашивание нарушает условия образования сплошной масляной пленки (масло выжимает в выемки), что приводит к изнашиванию и задиру поверхностей.
Рис. 78
Рис. 79.
При малой толщине упрочненного слоя, а также при значительных контактных напряжениях трещины могут зарождаться в глубине - под упрочненным слоем или на границе упрочненного слоя. Нарушение равновесия внутрикристаллических связей приводит к отслаиванию упрочненного слоя.
В основе накопления материалом усталостных повреждений лежат микропластические сдвиги, амплитуда которых зависит от твердости материала. Контактная прочность с повышением твердости возрастает.
Рис. 80.
-
Изнашивание. Силы трения в контакте вызывают на поверхности ведущего цилиндра перед площадкой контакта деформации сжатия в окружном направлении, а после - деформации растяжения. На ведомом цилиндре - наоборот: перед площадкой контакта - деформации растяжения), после - деформации сжатия. Для наглядности деформации условно показаны на рис. 80 в виде изменения расстояния в окружном направлении между радиальными отрезками. При прохождении площадки контакта наблюдают относительное перемещение точек ведущего и ведомого цилиндров, т.е. относительное скольжение, которое и является причиной изнашивания.
4. Заедание. При отсутствии смазочного материала или в случае прорыва под большой нагрузкой смазывающего слоя относительное скольжение приводит к местному значительному повышению температуры и молекулярному сцеплению (микросварке) с последующим разрывом и переносом вырванной части материала на сопряженную поверхность.
Основным кинематическим условием, которому должны удовлетворять профили зубьев, является постоянство мгновенного передаточного отношения передачи. Этому условию удовлетворяют многие классы кривых. Для обеспечения высокого КПД, прочности и долговечности колес профили должны обеспечивать малые скорости скольжения и достаточные радиусы кривизны в точках контакта. Профили должны допускать легкое изготовление, в частности нарезание простым инструментом независимо от числа зубьев колес.