20. Основные понятия сопротивления материалов.

Упругость – способность материального тела изменять свои размеры и форму под действием внешних сил и полностью их восстанавливать после прекращения воздействия.

Пластичность – способность материального тела изменять свои размеры и форму под действием внешних сил и сохранять их после прекращения воздействия. Деформация – изменения формы или размеров материального тела под действием внешних сил.

Жесткость – способность тела сопротивляться деформации под действием внешних сил. Прочность – способность тела сопротивляться разрушению под воздействием внешних сил. Устойчивость – свойство тела сохранять свою форму под действием внешних сил, направленных вдоль оси. Механическое напряжение — это мера внутренних сил, возникающих в деформируемом теле под влиянием различных факторов. Выносливость – напряжение, при котором начинает разрушаться деталь.

21. Виды нагрузок

По характеру приложения нагрузки бывают сосредоточенные и распределенные. Сосредоточенные нагрузки передают свое действие через очень малые площади. Примерами таких нагрузок могут служить давление колес железнодорожного вагона на рельсы, давление тележки тали на монорельс и т. д.

Распределенные нагрузки действуют на сравнительно большой площади. Например, вес станка передается через станину на всю площадь соприкосновения с фундаментом.

По продолжительности действия принято различать постоянные и переменные нагрузки. Примером постоянной нагрузки может служить давление подшипника скольжения — опоры валов и осей — и его собственный вес на кронштейн. Переменной нагрузке подвержены в основном детали механизмов периодического действия. Одним из таких механизмов служит зубчатая передача, у которой зубья в зоне контакта смежных пар зубчатых колес испытывают переменную нагрузку.

По характеру действия нагрузки могут быть статическими и динамическими. Статические нагрузки почти не изменяются в течение всего времени работы конструкции (например, давление ферм на опоры). Динамические нагрузки действуют непродолжительное время. Их возникновение связано в большинстве случаев с наличием значительных ускорений и сил инерции. Динамические нагрузки испытывают детали машин ударного действия, таких, как прессы, молоты и т. д. Детали кривошипно-шатунных механизмов также испытывают во время работы значительные динамические нагрузки от изменения величины и направления скоростей, то есть наличия ускорений.

22. Выбор подшипников по статической и динамической грузоподъемности

Различают два случая – медленно вращающиеся подшипники с частотой вращения меньше 1 об/мин, n < 1 об/мин, N < N_Б. Они рассчитываются на статическую грузоподъемность. Подшипники с n > 1 об/мин за срок службы испытывают значительное число нагружений и рассчитываются на динамическую грузоподъемность.

Рассмотрим расчет на статическую грузоподъемность. Статическая грузоподъемность – статическая нагрузка, вызывающая остаточную деформацию, равную 0,0001d_k.

d_k – диаметр тела качения. Как показали исследования, статическая грузоподъемность рассчитывается следующим образом:

d_k – диаметр тела качения

z – число тел качения

I – число рядов шариков (роликов)

f₀ – коэффициент, зависящий от величины К

Расчет на динамическую грузоподъемность заключается в следующем. Это такая нагрузка, которую может воспринять подшипник за срок службы, соответствующий одному миллиону оборотов внутреннего колеса. Она определяется расчетом на выносливость. Обозначается динамическая грузоподъемность С. Если бы подшипник за срок службы делал 1 млн. оборотов, то нагрузку надо было сопоставить с С – которая дается в каталогах. Но обычно производится расчет на выносливость, в основе которого лежит уравнение:

q – число нагружений дорожки качения за 1 оборот внутреннего кольца

δ_c – контактное напряжение от нагрузки, равной динамической грузоподъемности

δ_p – контактные напряжения, возникающие от внешней нагрузки Р;

N_h – число нагружений дорожки за заданный срок службы в часах;

N_h =60· L_h·nq

L_h – заданная долговечность работы в часах