24 Билет

1. КПД винтовой пары. Условие самоторможения.

Кпд без учета трения в резьбе при преобразовании поступательного движения во вращательное:

При преобразовании вращательного движения в поступательное

где - приведенный угол трения, ; - приведенный коэффиц. Трения

К пд винтовых пар для ходовых винтов 0,8 ÷ 0,9; для крепежных резьб (однозаходных) η<0.5 и они являются самотормозящимися и .

Условие самоторможения:

для малых углов

2. Методика проверочного и конструкторского расчета плоскоременной передачи.

Эти передачи находят высокое применение в приводах со значительным расстоянием от двигателя до рабочего органа. Передаваемая мощность – 50 кВт, передаточное число до 6.

Р асчет плоскоременных передач основан на характеристиках тяговой способности, полученных в виде кривых скольжения. Примерная последовательность расчета плоскоременной передачи: определяют диаметр малого шкива (по пропорции с диаметром вала) d₁≈60T₁^{1/ 3}, затем большого шкива d₂=d_1*u; назначают и определяют другие параметры передачи (a, L, α₁, υ); определяют тяговую силу F_t; вычисляют коэффициенты c_α, c_υ, c_p и с_ο; определяют [p] и находят ширину ремня b.

[p]=p_ο*c_α*c_υ*c_p*с_ο; b= F_t/[p]

3. Классификация валов и осей. Материалы и обработка валов и осей. Расчет валов на жесткость и колебания.

Валы служат для поддержания насаженных на них деталей, оси не передают крутящих моментов.

Различают оси неподвижные и вращающиеся, валы по форме оси можно разделить на прямые, коленчатые и гибкие.

Валы, не подвергающиеся термообработке, изготавливаются из сталей Ст 5, Ст 6, термообработанные (улучшенные) – из сталей 45, 40Х, быстроходные валы на подшипниках скольжения – из цементуемых сталей 20, 20Х, 12ХН3А, 18ХГТ.

Расчет валов на жесткость

Критерии жесткости: прогибы валов y, углы поворота θ, углы закручивания φ.

, где - длина участка вала; - полярный момент инерции вала диаметром d_i.

; , где - перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Расчет валов на колебания.

Наиболее активными колебаниями для валов являются изгибные (поперечные), крутильные и изгибно-крутильные.

Угловая скорость вала, при которой возникает резонанс, называется критической. Расчет сводится к определению частоты собственных колебаний и сравнению ее с частотой возмущающих сил.

Неуравновешенная центробежная сила , где - угловая скорость вала, - радиус вращения центра тяжести диска; прогиб вала , где - модуль упругости, - осевой момент инерции. Т. о. , тогда , отсюда , если , то , тогда критическая скорость , т. к. , то . Статическая сила тяжести . Т. о. . Т. к. , то . С учетом g, . С учетом , .

4. Расчет клиноременных и цепных передач.

Расчет клиноременных передач.

Мощность передачи с одним ремнем в заданных условиях эксплуатации рассчитывают по формуле

, где - номинальная мощность передачи с одним ремнем; - коэффициенты, учитывающие соответственно угол обхвата, длину ремня, динамичность нагрузки. Требуемое число ремней в передаче , - коэффициент, учитывающий число ремней, вводится при ; необходимое число клиньев поликлинового ремня , где - мощность, допускаемая ремнем с 10 клиньями.

Расчет цепных передач.

Мощность ; линейная скорость , где t – шаг, n – частота вращ., z – число зубьев;

Межосевое расстояние или ; передаточное отношение ; длина ремня , где - целое число.

Билет№25 Вопрос 1.

Фланговые швы (Ф.Ш.).

Основными напряжениями Ф.Ш. являются касательные напряжения τ в сечении m-m. Сечение m-m проходит через биссектрису прямого угла и является наименьшим. Длину фланговых швов ограничивают . Расчет швов выполняют по среднему напряжению - условие прочности флангового шва по касательному напряжению. Иногда соединения внахлест усиливаются прорезными швами.

обычно лежит в пределах (10 … 15) В этом случае условие прочности записывается: Широко распространены сварные соединения нагруженные не только растягивающей силой, но и крутящим изгибающим моментом.

В этом случае напряжения распространяются не равномерно.

M

Напряжение пропорционально радиусам

и перпендикулярны им.

Max напряжения наблюдается на концах швов

При расчете по данной формуле принято допускать, что напряжение распределяется равномерно и образует пару сил с плечом b, которое уравновешивается моментом М.

Билет№25 Вопрос 2.

В простейшем случае фрикционная передача состоит из 2 катков, прижатых друг к другу силой . Вращение передается от одного катка к другому за счет трения между ними.

Во всех фрикционных передачах должно быть соблюдено соотношение, определяющее их работоспособность: , где К – коэффициент запаса сцепления, - окружная сила, - сила прижатия.

Фрикционные передачи подразделяются на:

- Нерегулируемые - Регулируемые. Области применения: С постоянным передаточным отношением в качестве кинематических цепей. С переменным передат. отнош. используют в станкостроении, текстильной промышленности, с/х машиностроении.

Типы фрикционных передач и вариаторы:

1). Фрикционная передача с гладкими цилиндрическими катками.

, ε – коэффициент упругого скольжения. ε= 0,01-0,03

К=1,2-1,5 – для силовых фрикционных передач.

К=3 – для фрикционных передач используемых в приборах.

Обычно

2 ). Коническая фрикционная передача.

,

Силы прижатия к катку:

При увеличении

передаточного числа, сила прижатия

ведущего катка , уменьшается, а - увеличивается.

3). Вариаторы – тип фрикционной передачи, предназначенный для бесступенчатого регулирования скорости вращения. Используется в трансформаторах, в транспортном машиностроении, станкостроении. Бывают: лобовые, дисковые, конические, цепные, клиноременные, шаровые и др.

Расчет фрикционной передачи: Расчет на контактную прочность.

- Формула Герца.

Где - удельная нагрузка, - приведенный радиус кривизны, - приведенный модуль упругости. . , - модуль упругости материалов катков

; “+” – для внешнего контакта, “-” – для внутреннего.

Если ; ; . - коэффициент Пуассона (для стали =3).

Билет№25 Вопрос 3.

К

инематика подшипника. Кинематика представляет собой кинематический планетарный механизм в котором водилом является сепаратор, а центральными колесами внутренние и наружные кольца. Наружным диаметром являются сателлиты.

Е сли отношение если α>18°  0,19…0,95; α=12°

α=12°

Билет№25 Вопрос 4.

Критерий работоспособности:

Основная причина потерей работоспособности – износ шарниров цепи.

Условие расчета: обеспечить равнопрочность всех звеньев шарниров, звездочек.

Основной критерий – удельное давление в шарнирах. , где B – ширина

[p] – допустимое значение.

- коэффициент динамической нагруженности

- смазки , - коэффициент межосевого расстояния , - коэф. реж. раб. В сутки, - коэф. способа натяжения, - коэф. наклона цепи. ≤3

Практический расчет цепной передачи сводится к определению: По заданной мощности Р , n, i. Необходимо найти: t, a, L (длину цепи), (малой звездочки).

Шаг цепи определяется исходя из передаваемой мощности и удельной цепи.

, , ,

не соотв. Поэтому вводят коэффициент: ;

;

= = f(t) – функция шага.

По значению расчетной мощности P определяют шаг t который сравнивают с рекомендуемым. = рек. После шага уточняют межцентровое расстояние цепи (Длина цепи выражается в шагах).

(в шагах) , мм.

Проверочный расчет. Проверочный расчет производится по запасу прочности.

, = 1,2 … 3,0