46. Какие схемы установки подшипников на быстроходный вал зубчатой конической передачи вам известны? охарактеризуйте каждую из них.

Рис. 3.18. Схемы установки подшипников на вал конической шестерни: а – врастяжку; б – враспор; в, г – на фиксирующей и плавающей опорах

Самый короткий и жесткий вал получается, если его опоры конструируют по схеме врастяжку (см. рис. 3.18, а). Размер консоли “а”– это расстояние между точкой приложения сил в зацеплении зубьев шестерни и колеса (середина длины зуба) и точкой приложения опорной реакции к подшипнику. Длину консоли измеряют по эскизной компоновке передачи. Размер “b” вычисляют по одной из зависимостей b = 2,5 ^.a или b = 0,6 ^.l , где l – расстояние между опорами вала. Вал конструируют, выбирая большее значение “b”. Так как валы конических шестерен коротки, то температурные деформации малы и не оказыва­ют существенного влияния на осевые зазоры в подшипниках. При кон­струировании опор конической шестерни следует иметь в виду, что расстояния между опорами консольного вала малы, а нагрузки на его опоры велики. Вместе с тем, снизить концентрацию нагрузки на зуб шестерни можно путем повышения жесткости подшипниковых узлов. В качестве опор вала конической шестерни предпочтение отдают роликовым коническим подшипникам, так как они более грузоподъемные и менее дорогие. К тому же эти подшипники обеспечивают наибольшую жесткость опор вала. Схема опор «врастяжку» позволяет осевой силой нагрузить подшипник опоры № 1. Таким образом, оба подшипника нагружены примерно одинаково: опора № 1 менее нагружена радиально, но воспринимает всю осевую силу, действующую на вал; опора № 2 испытывает большую радиальную реактивную нагрузку, т.к. ближе расположена к шестерне, и не нагружена осевой силой. Достаточно простая схема установки подшипников на ведущий вал конической передачи «враспор» показана на рис. 3.18, б. Эта схема по сравнению со схемой «врастяжку» имеет несколько существенных недостатков: -вал получается значительно большей длины – даже при условии соблюдения жесткости вала и соотношения между размерами “а” и”b” ; - нагружение опор существенно различно: опора № 1 испытывает меньшие радиальные силы, чем опора № 2. Подшипник опоры № 2 нагружен большей радиальной силой) и воспринимает всю осевую нагрузку, действующую на вал. Применение схемы «враспор» иногда вызывает необходимость установки в опоры вала различные по типу и размерам подшипники. Использование схемы опор конической шестерни, показанной на рис. 3.18, в, позволяет изготавливать вал большей длины. При этом подшипник плавающей опоры устанавливают непосредственно в расточку корпуса редуктора, а оба подшипника фиксирующей опоры ставят в стакан, который затем помещают в расточку корпуса редуктора. Такая конструкция опор позволяет повысить точность радиального положения шестерни. Установка подшипников на быстроходный вал конической передачи согласно рис. 3.18, г, несомненно, повышает жесткость вала и существенно снижает концентрацию нагрузки по длине зуба шестерни. Однако, выполнение опор вала по этой схеме приводит к значительному усложнению конструкции :-конического колеса, сопряженного с шестерней; -корпусных деталей редуктора и -опорных узлов валов. Поэтому эту схему опор применяют очень редко.

47. сварные соединения: виды швов и соединений, разрушение, контруирование соединений. сварные соединения стыковыми швами: виды, способы изготовления, разрушение, расчет и конструирование. почему современные самолеты изготовляют клепаными, а не сварными?

СВАРКА – процесс получения неразъемных соединений межатомных связей м\ду соединяемыми деталями. Сварные соединения применяют для обра­зования деталей сложной формы или больших размеров из отдельных более простых частей. Применяется в об­ластях машиностроения: транспортном, судостроении, сельхозмашино­строении. С помощью сварки изготовляют железнодорожные ва­гоны, корпуса судов, трубопроводы, цистерны, корпуса редукторов, шкивы, зубчатые колеса и др.Виды соединений: 1. Сваривание при местном или общем нагреве детали. 2. Сваривание при помощи пластического деформирования. 3. При совместном действии 1 и 2. Виды швов: 1. Стыковые – свариваемые стыки детали лежат в одной плоскости. 2. Нахлесточные – свариваемые детали накладывают др на др и сваривают 2мя сварными швами. 3. Угловые - свариваются под некоторым углом др к др. 4. Тавровые – при свариваемости образ «Т». Их выполняют с помощью стыковых и угловых швов. Если шов выполнен с промежутками по длине, он называется преры­вистым. Если связь между частями в нахлесточном или тавровом со­единении осуществлена в отдельных точках, шов называется точечным. Точечные и шовные соединения делят на одно и двухсрезные, а по ко­личеству рядов точек в направлении линии действия силы—одно- и и многорядные.Достоинства, недостатки. При использовании сварки вместо клепки экономия металла, составляющая 10...20 %, достигается бла­годаря отсутствию отверстий под заклепки, ослабляющих рабочие сечения, меньшей массе соединяющих частей и возможности широкого применения стыковых швов, что приводит к уменьшению трудоемко­сти и повышению производительности. Плотность сварных швов выше плотности швов заклепочных.Применение сварных деталей вместо литых и кованых ведет к сни­жению металлоемкости в результате уменьшения припусков на обра­ботку и толщины стенок. Экономия металла в сварных деталях по сравнению с литыми может достигать 40 %. Применение электро­сварки для изготовления деталей машин почти всегда выгодно в усло­виях единичного и мелкосерийного производства (для литых деталей стоимость моделей приходится на небольшое количество выпускаемых деталей).Главным недостатком сварки является возникновение внутренних (сварочных) напряжений. Они могут привести к короблению конструк­ции, возникновению трещин в шве и преждевременному выходу из строя, особенно при действии переменных нагрузок. Различают термический, термомеханический и механиче­ский классы сварки. К термическому классу сварки относятся дуго­вая, электрошлаковая, электронно-лучевая и др., к термомеханиче­скому классу — контактная, диффузионная и др.; к механическому — холодная, взрывом, ультразвуковая, трением и магнитоимпульсная.Дефекты сварки можно разделить на две группы: наружные — трещины, газовые поры, подрезы кромок, отклонения от заданных размеров и внутренние, ко­торые можно выявить только специальными методами контроля — внут­ренние трещины и газовые поры, непровар основного металла, шла­ковые включения. Подрезы ослабляют сечение основного металла в переходной (наиболее опасной) зоне. Непровар — отсут­ствие сплавления между наплавленным и основным металлом — может привести к ослаблению шва. Газовые поры и неметаллические включе­ния снижают плотность и прочность металла шва, его коррозионную стойкость. Трещины—наиболее опасный дефект сварного шва. На воз­можность их возникновения оказывает влияние химический состав металла, жесткость конструкции, концентрация напряжений, темпе­ратурный режим сварки.рочность стыковых швов определяется нормаль­ными напряжениями, возникающими по наименьшей площади сечения шва. Опасным сечением углового шва является плоскость, проходя­щая через биссектрису прямоугольного треугольника, вписанного в поперечное сечение шва. Определяющими прочность являются ка­сательные напряжения. Точечный шов разрушается по поперечному сечению сварной точки либо при превышении предельных касатель­ных напряжений, если внешняя сила стремится сдвинуть соединенные части одну относительно другой, либо при превышении нормальных напряжений в сварной точке при действии силы вдоль оси точки.При вибрационной нагрузке прочность в большой степени зависит от концентрации напряжений. Кроме указанных в качестве расчетных принимаются сечения в основном металле непосредственно вблизи шва, а расчет на выносливость заключается в проверке прочности шва и основного металла около него.Все стык швы рассчитывают на прочность также как и осн Ме. Катет стык шва равен толщине номинального сечения соединяемых деталей (без учета усилия швов). Под действием силы F (внеш растяжение) листы растягиваются. Такая же деформация возник в шве. Условия прочности шва: σ_р^/ < [σ_р^/] или σ_р^/ = F/ (к – L) ≤ [σ_р^/] , где к – толщина листа (катет), L – длина шва. При нагружении стык соед-я изгибающим моментом, в осн Ме возникает напряжение изгиба. В этом случае условия напряжения изгиба σ_н^/ < [σ_н^/] σ_н^/= М / W = 6M/h*l² ≤ [σ_н^/] W – осевой момент сопротивления, h – толщина шва, принимаемая равной толщине меньшей из соединяемых частей,l – расчетная длина равная факт-ой.При действии перерезывающей силы Fn σ_ш = Fn*Sш/(Jш*h) ≤τ _с^/, где Sш – статический момент относительно нейтральной оси части сечения сварного шва, Jш – момент инерции сечения сварного шва. При одновременном действии силы F и момента изгибающего получим σ_р = F/hl + 6Mи/hl²≤[σ_р^/].При совместном действии F и М основной Ме и шов испытывают сложное напряженное состояние, но F и М действуют в одной плоскости, значит σ_∑ ^/ = σ_р^/ + σ_н^/ ≤ [σ_р^/] Если прочности шва недостаточно, то следует принять конструктивные или технологические меры по повышению прочности шва (изменяют прямой шов на косой)Преимущество заклеп соед – стабильность и контролируемость качества. а глав недостатком сварки является возникновение внутр (сварочных) напряжений. Они приводят к короблению конструкций, возникновению трещин в шве и преждевременному выходу из строя, особенно при действии переменных нагрузок. 48.сварные соединения: виды швов и соединений, разрушений, конструирование соединений. сварные соединения угловыми швами: типы швов и соединений, разрушение, расчет и конструирование.Угловые сварные швы выполняют нахлесточным соединением Ме. Угловые сварные швы. В зависимости от внеш нагрузки: 1. Лобовые швы (перпендикулярно напр-ю силы). 2. Фланговые швы (шов // вектору силы). Длина не менее 30 мм. 3. Косые. 4. Комбинированные.В угловых швах концентрация напряжений выше, чем в стыко­вых. Эффективные коэффициенты концентрации напряжений достига­ют значений Ко— 1,7...2,4 при автоматической и Ко— 2,3...3,2 при ручной сварке.По форме попереч сечения делят на: нормальный, прямой, выпуклый, вогнутый, улучшенный, улучшенный-вогнутый. Чем больше разница в катетех, тем прочнее. В расчеты угловых швов закладывают, в кач-ве катета, катет вписанного сечения шва прямоуг треуг-ка. Угловые швы расчит на срез. σ_ср^/ < [σ_ср^/]Расчет ведут по наименьшему шву, расположенному в биссектрисной плоскости прямого шва. Минимальная площадь сечения шва равно n=m*l=l*k*sin45=0.7*l*k Размер высоты опасного сечения шва равно m=0.7k условен, т.к. при сварке расплавляется основной металл. Фактически m>0.7k.