- •1.2. Основные определения курса. Классификация механизмов, узлов и деталей.
- •1.3. Качество. Критерии качества.
- •1.4. Критерии экономичности.
- •1.5. Критерии надежности.
- •Лекция 2. Требования к деталям, критерии работоспособности.
- •2.1. Основные критерии работоспособности деталей и узлов машин.
- •2.2. Взаимозаменяемость.
- •2.3. Стадии разработки при проектировании деталей и узлов машин.
- •Лекция 3. Прочность при переменных напряжениях.
- •3.1. Циклы напряжений в деталях машин.
- •3.2.Усталость материалов деталей машин.
- •3.2.1. Влияние концентрации напряжений на предел выносливости.
- •3.2.2. Влияние абсолютных размеров детали на предел выносливости.
- •3.2.3. Влияние качества обработки поверхности на предел выносливости.
- •3.2.4. Влияние упрочнения поверхности на предел выносливости.
- •3.3. Контактная прочность деталей машин.
- •Лекция 4. Сварные соединения.
- •4.1. Общие сведения о сварке.
- •4.2. Классификация сварных соединений.
- •4.3. Расчет на прочность сварных соединений.
- •4.3.1. Расчет сварных стыковых соединений.
- •4.3.2. Расчет сварных нахлесточных соединений.
- •4.3.3. Расчет сварных тавровых соединений.
- •4.4. Допускаемые напряжения для сварных швов.
- •Лекция 5. Соединения с натягом.
- •5.1. Общие сведения.
- •5.2. Расчет соединений с натягом.
- •5.3. Определение расчетного натяга.
- •5.4. Проверочный расчет на прочность соединяемых деталей.
- •Лекция 6. Шпоночные и шлицевые соединения.
- •6.1. Шпоночные соединения.
- •6.2. Напряженные шпоночные соединения.
- •6.3. Ненапряженные шпоночные соединения.
- •6.4. Расчет шпоночных соединений.
- •6.5. Шлицевые соединения.
- •6.6. Соединения с прямобочным профилем зубьев.
- •6.7. Соединения с эвольвентными зубьями.
- •6.8. Соединения с треугольным профилем.
- •6.9. Расчет шлицевых соединений.
- •Лекция 7. Резьбовые соединения.
- •Винтовая линия.
- •Метрическая резьба.
- •Соотношение сил в винтовой паре.
- •Условие самоторможения резьбы.
- •Кпд винтовой пары.
- •Распределение нагрузки по виткам резьбы.
- •Лекция 11. Резьбовые соединения.
- •Классы прочности и материалы резьбовых соединений.
- •Допускаемые напряжения в болтах при постоянной нагрузке.
- •Расчет резьбы на прочность.
- •Расчет ненапряженного болтового соединения (стержень болта нагружен только внешней растягивающей силой без предварительной затяжки).
- •Напряженное резьбовое соединение (расчет винта на совместное действие растяжения и кручения).
- •Болтовое соединение нагружено силами, сдвигающими детали в стыке.
- •Эффект эксцентричного нагружения болта.
- •Болт затянут, внешняя нагрузка раскрывает стык деталей.
- •Обозначение стандартизированной резьбы.
- •Лекция 10. Механические передачи.
- •10.1. Общие сведения о механических передачах.
- •Основные кинематические и силовые соотношения в передачах.
- •10.2. Зубатые передачи.
- •10.2.1. Общие сведения о зубчатых передачах.
- •10.2.2. Геометрия прямозубых цилиндрических колес.
- •10.2.3. Особенности геометрии цилиндрических косозубых и шевронных колес.
- •10.3. Точность зубчатых передач.
- •13.2. Ременные передачи.
- •Детали ременных передач.
- •Геометрические зависимости.
- •Силы в передаче.
- •Скольжение ремня и передаточное число.
- •Напряжения в ремне.
- •Расчет ременных передач.
- •Лекция 14. Фрикционные передачи.
- •Основные типы фрикционных передач и вариаторов.
- •Цилиндрическая фрикционная передача.
- •Коническая фрикционная передача.
- •Лобовой вариатор.
- •Торовый вариатор.
- •Клиноременный вариатор (вариатор с раздвижными конусами).
- •Дисковые вариаторы.
- •Лекция 15. Цепные передачи.
- •Детали цепных передач.
- •Причины выхода из строя цепных передач.
- •Натяжение и смазывание цепи. Кпд цепных передач.
- •Основные параметры цепных передач.
- •Силы в ветвях цепи.
- •Расчет цепных передач.
10.2.3. Особенности геометрии цилиндрических косозубых и шевронных колес.
Зубья косозубых и шевронных колес нарезают тем же инструментом, что и зубья прямозубых колес. Наклон зубьев получают поворотом режущего инструмента на угол , рис. 10.6, б и в.
Профиль косого зуба в нормальном сечении () соответствует исходному профилю режущего инструмента (инструментальной рейки), следовательно, , как и в прямозубом колесе.
Делительный диаметр и межосевое расстояние для косозубых колес определяют по формулам:
.
Достоинство косозубых передач (по сравнению с прямозубыми):
- бóльшая нагрузочная способность передачи при одинаковых габаритах (благодаря бóльшей длине контактных линий);
- меньшие габариты передачи при тех же нагрузках;
- плавность работы и меньший шум, лучшее восприятие динамических нагрузок (благодаря бóльшему коэффициенту торцевого перекрытия ).
Основным недостатком косозубых передач является возникновение осевой силы, дополнительно нагружающей опоры и валы.
При расчетах зуба на прочность используют сечение, нормальное к направлению зуба.
10.3. Точность зубчатых передач.
При изготовлении зубчатых колес неизбежны погрешности (например, отклонения шага, профиля и направления зуба; перекос осей колес и др.), которые приводят к повышенному шуму при работе, потере точности передачи и дополнительным динамическим нагрузкам.
Точность зубчатых колес регламентируется ГОСТом 1643-81, предусматривающим 12 степеней точности в порядке их убывания от 1 до 12. В машиностроении наиболее часто применяют 6 и 7 (в быстроходных передачах), 8 и 9-ю (в тихоходных передачах) степени точности. Выбор степени точности производят в зависимости от окружной скорости колес . С ростом точности зубчатых колес существенно возрастает стоимость их изготовления.
Для каждой степени точности установлены четыре нормы:
- норма кинематической точности - характеризует погрешность углов поворота колес за один оборот (погрешность может быть связана с отклонениями шага и профиля при изготовлении колес).
- норма плавности работы - характеризует колебания угловой скорости за один оборот колеса (колебания вызывают дополнительные нагрузки и шум).
- норма контакта зубьев -
13.2. Ременные передачи.
Ременная передача - передача трением с гибкой связью. Передача состоит из двух шкивов: ведущего 1 и ведомого 2, закрепленных на валах, и ремня, надетого на шкивы с предварительным натяжением (см. рис.13.3.), Нагрузка передается силами трения, возникающими между шкивами и ремнем.
Рис.13.3.
Мощность, передаваемая ременной передачей, обычно до 50 кВт, хотя может достигать 2000 кВт и больше. Скорость ремня м/с, а высокоскоростных передачах – до 100 м/с и выше. Ограничение мощности и минимальной скорости вызвано большими габаритами передачи. Верхний предел скоростей ограничивается ухудшением условий работы ремней в связи с ростом действующих на них центробежных сил, нагревом, образованием воздушных подушек между ремнем и шкивами и отсюда резким понижением долговечности и КПД передач.
Достоинства ременных передач:
- простота конструкции, эксплуатации и малая стоимость;
- возможность передачи движения на значительные расстояния;
- возможность работы с высокими частотами вращения;
- плавность и бесшумность работы вследствие эластичности ремня;
- смягчение вибраций и толчков вследствие упругости ремня;
- предохранение механизмов от перегрузок вследствие возможного проскальзывания ремня (к передачам с зубчатым ремнем это свойство не относится).
Недостатки ременных передач:
- большие радиальные размеры, в особенности при передаче значительных мощностей;
- малая долговечность ремня в быстроходных передачах (1000…5000 часов);
- большие нагрузки на валы и подшипники от натяжения ремня, необходимость устройств для натяжения ремня;
- непостоянное передаточное число вследствие неизбежного упругого скольжения ремня;
- чувствительность нагрузочной способности к наличию паров влаги и нефтепродуктов.
Области применения ременных передач:
Ременные передачи применяют в приводах для передачи движения от электродвигателя, когда по конструктивным соображениям межосевое расстояние должно быть достаточно большим, а передаточное число может быть не строго постоянным (приводы металлорежущих станков, конвейеров, транспортных, дорожных, строительных и сельскохозяйственных машин и др.).
Классификация ременных передач.
Рис. 13.4.
1). В зависимости от формы поперечного сечения ремня бывают передачи:
- плоскоременные (рис. 13.4., а, б);
- клиноременные (рис. 13.4., в, г);
- поликлиноременные (рис. 13.4., д);
- круглоременные (рис. 13.4., е);
- зубчатоременные.
2). В зависимости от скорости ремня передачи могут быть:
- тихоходные (υ до 10 м/с);
- среднескоростные (υ до 30 м/с);
- быстроходные (υ до 50 м/с);
- сверхбыстроходные (υ до 100 м/с).
3). В зависимости от схемы передачи бывают:
Рис. 13.5.
- открытые (применяются при параллельном расположении валов и одинаковом направлении вращения шкивов (рис. 13.5., а));
- перекрестные (применяются при разном направлении вращения шкивов, в такой передачи ветви ремня перекрещиваются (рис. 13.5., б));
- полуперекрестные (применяются, когда оси валов перекрещиваются под некоторым углом (рис. 13.5., в));
- угловые (применяются, когда оси валов пересекаются под некоторым углом (рис. 13.5., г));
- регулируемые (применяются в тех случаях, когда требуется регулировка передаточного отношения (рис. 13.5., д));
- с натяжным роликом (применяются при малых межосевых расстояниях и больших передаточных отношениях; автоматически обеспечивается натяжение ремня (рис. 13.5., е)).