Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Шпора по термеху5

.doc
Скачиваний:
104
Добавлен:
02.05.2014
Размер:
1.88 Mб
Скачать

35-СРЕЗ-РАЗРУШЕНИЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ СДВИГА. СРЕЗ ОБЫЧНО СОПРОВОЖДАЕТСЯ СМЯТИЕМ

37-ЧИСТЫЙ сдвиг — напряженное состояние, при котором по взаимно перпендикулярным площадкам (граням) элемента

возникают только касательные напряжения. Касательные напряжения , где Q — сила, действующая вдоль грани, F — площадь грани. Площадки, по которым действуют только касательные напряжения, называются площадками чистого сдвига. Касательные напряжения на них — наибольшие. Чистый сдвиг можно представить как одновременное сжатие и растяжение, происходящее по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Т.е. это частный случай плоского напряженного состояния, при котором главные напряжения: 1= — 3 = ; 2= 0. Главные площадки составляют с площадками чистого сдвига угол 45о.

При деформации элемента, ограниченного площадками чистого сдвига, квадрат превращается в ромб.  — абсолютный сдвиг,

  относительный сдвиг или угол сдвига

38-КРУЧЕНИЕ- Кручение

Такой вид деформации, при котором в поперечных сечениях возникает только одни крутящие моменты — Мк. Знак крутящего момента Мк удобно определять по направлению внешнего момента. Если при взгляде со стороны сечения внешний момент направлен против час.стр., то Мк>0 (встречается и обратное правило). При кручении происходит поворот одного сечения относительно другого на угол закручивания -j. При кручении круглого бруса (вала) возникает напряженное состояние чистого сдвига (нормальные напряжения отсутствуют), возникают только касательные напряжения. Принимается, что сечения плоские до закручивания остаются плоскими и после закручивания — закон плоских сечений. Касательные напряжения в точках сечения изменяются пропорционально расстоянию точек от оси. Из закона Гука при сдвиге: t=gG, G — модуль сдвига, , — полярный момент сопротивления круглого сечения. Касательные напряжения в центре равны нулю, чем дальше от центра, тем они больше. Угол закручивания , GJpжесткость сечения при кручении. относительный угол закручивания. Потенциальная энергия при кручении: . Условие прочности: , [t] =, для пластичного материала за tпред принимается предел текучести при сдвиге tт, для хрупкого материала – tв – предел прочности, [n] – коэффициент запаса прочности. Условие жесткости при кручении: qmax£[q] – допустимый угол закручивания.

47-МАШИНА КЛАССИФИКАЦИЯ МАШИН-машина – мех устройство предназначена для выполнения полезной работы

По характеру машины делятся на три группы

1 машины – двигатели; преобразующие тот или иной вид энергии в механическую работу (ДВС, турбина и т. д.)

2 машины – преобразователи (генераторы) преобразующие мех энергию в другой вид энергии (компрессор, турбина).

3 машины орудия (рабочая машина) использующая мех энер­гию для выполнения технологического процесса

УСТРОЙСТВО И СТРУКТУРНЫЙ СОСТАВСостоит из трёх размеров: 1) соединения 2) механические передачи 3) детали и узлы передач

соединения классиф на разъёмные и неразъемные.

Разъёмные наз соединения допускающие разборку и после­дующую сборку без нарушения работоспособности входящих в соединение деталей: резьбовые, шлицевые.

Неразъёмные наз. соединения не допускающие разборку без повреждения детали или их элементов: заклёпочные, соед с натягом.

Классификация мех-их передач

1 по принципу передачи движения

а) передачи зацепления: зубчатые, червячные, цепные.

б) передачи трением: фрикционные, ременные

2 по способу соединения деталей передач

а) передача с непосредственным контактом

б) передача с гибкой связью (цепные, ременные)

-ТРЕБОВАНИЯ К МАШИНАМ И ДЕТАЛЯМ МАШИН-Работоспособность – состояние объекта при котором спосо­бен выполнять заданные функции сохраняя значения заданных параметров в пределах установленной техническо-нормативных документаций.

Основные критерии работоспособности д.м. является:

Прочность, жёсткость, износостойкость, теплостойкость, виброустойчивость.

При конструирование д.м. расчёт ведут обычно по одному или двум критериям, остальные критерии удовлетворяются заведомо или не имеют практического значения рассматриваемой детали.

48-НЕРАЗЬЕМНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ-Сварные соединения – неразъёмные соед основанные на использование сил молекулярно-механические сцепления и получаемые путём местного нагрева кромок деталей до расплавленного (сварка плавлением) или пластического состояния с последующим применением механической силы (контактная).

В соответствии со способом разогрева кромок соед деталей различают три сварки: газовая; эл-дуговая; лазерная , плазменная и т.д.

Достоинства:

1 достаточно высокая прочность особенно при статических нагрузках. 2 хорошая технологичность процесса сварки. 3 возможность автоматизации процесса сварки. 4 достаточно высокая герметичность соединения. 5 экономия материала

Недостатки:

1 остаточные напряжения. 2 коробление конструкций. 3 образование различных дефектов сварного шва (не провар, шлаковые включения, подрез) которые в значительной степени могут устранены автоматизацией процесса сварки.

Сварные соединения по взаимному расположению соединяемых элементов подразделяются : а) стыковые

б) нахлёсточные в) тавровые г) угловые.

Расчёт сварных швов на прочность. Стыковые сварные швы рассчитывают по расчётному сечению соединяемых эл-тов деталей без учёта усиления швов, швы с усилением применять не рекомендуется.

При совместном действии на стыковой шов изгибающего момента и растягивающий (сжимающей) силы.

σ = M/Wc + F/A <=[σ΄]p где Wc=S*l2 /6 –осевой момент расчётного шва A=S*l – площадь шва

[σ΄]p - допускаемое напряжения сварного шва

Угловые швы рассчитывают на срез по расчётному сечению расположенного в плоскости биссектрисы прямого угла поперечного сечения шва.

При расчёте сварных конструкций допускаемое напряжение материала сварных швов при статических нагрузках принимают в зависимости от вида сварки, напряжённого состояния шва и от допускаемого напряжения на растяжение материала свариваемых деталей.

При переменных напряжениях в сварных швах допускаемые напряжения понижают умножением на γ.

где R – коэф ассиметрии цикла

Кэф – эффективный коэф концентрации напряжения сварных швов

a и b коэф (табулированы от марки материала)

Тавровое сварное соединение выполненное с разделкой кромок деталей или с глубоким приплавлением кромок деталей рассчитывают как стыковой шов, а без разделки как угловой шов.

Паяные соединения это неразъёмные соед обеспеченные силами молекулярными воздействиями м/у соед деталями и припоем

Отличие : отсутствие высоко температурного нагрева и расплавляемых деталей, что устраняет коробление и позволяет соединять детали с тонкостенными элементами

Припой - сплав или материал вводимый в расплавленном состоянии в зазор м/у соединяемыми элементами деталей.

Припои должны быть легкоплавкими, хорошо смачивать соединяемые поверхности, обладать прочностью, пластичностью, непроницаемостью.

Типы паянных соединений: в нахлёстку, телескопический, встык, вскок, втавр, соприкасающийся.

Расчёт на прочность для стыковых

Условие прочности σ = F/A<=[σ΄]p

Где А – площадь A=S*B [σ΄]p – допускаемое напряжение материала паяного шва τ =F/A<= [τ΄]ср А=l*B

50-ШПОНОЧНЫЕ И ШЛИЦЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Шп соединения это разъёмные соединения которые используются в конструкциях машин для передачи крутящего момента от вала к ступицы и наоборот.

Типы: призматические , сигментные, климовые, тангенциальные, шпонка штифт,

Шп соед могут быть: а) ненапряжённые (призматические, сигментные); б) напряжённые (климовые, тангенциальные, шпонка штифт)

Достоинства: 1 простота конструкций 2 относительно невысокая стоимость 3 удобства сборки и разборки.

Недостатки: 1 трудность взаимозаменяемости 2 снижение прочности сопряженных деталей 3 не рекомендуется применение для быстровращающихся валов

ШлИЦЕВ соед – разъемные соединения предназначены для передачи вращающего момента от ступицы к валу и наоборот.

Достоинства: 1 значительно большая нагр способность при одинаковых габаритах 2 взаимозаменяемость 3 лучшее центрирование деталей 4 высокая надёжность при переменных и реверсивных нагрузках 5отсутствие диз баланса, что важно для быстровращающихся деталей 6 выигрыш в осевых размерах.

Недостатки: 1 более сложная технология изготовления 2 более высокая стоимость

Способы центрирования: 1 по наружному диаметру 2 по внутреннему диаметру 3 по боковым поверхностям зубьев.

Основным критерием работоспособности зуб соед явл смятие

Условие прочности:

σсм=(2Т/dсрZhlψ)<=[σ]см

где Т – вращающий момент; dcp – средний диаметр по высоте зуба ; Z – число зубьев; h – раб высота зуба; l – длина соединения ; ψ – 0,7-0,8 коэф неравномерности распределения нагрузки м/у зубьями dср= (D+d)/2 h=(D-d)/2-2f

52-ФРИКЦИОННЫЕ ПЕРЕДАЧИ-Одной из наиболее простых и во многих случаях достаточно надёжной является фрикционная передача, состоящая в простейшем случае из двух колёс (катков), закреплённых на ведущем и ведомом валах. Для передачи движения без скольжения необходимо приложить к одному из колёс силу Q, достаточную для возникновения трения в месте контакта (рис. 63), при этом касательная сила их сцепления равна по величине передаваемого окружному усилию.                                     Фрикционные передачи могут быть с постоянным и переменным передаточным отношением.

 Последние называются вариаторами (рис. 64 а, б). Достоинствами фрикционных передач являются: плавность и бесшумность в работе, простота конструкции, невозможность поломки при резком изменении крутящего момента на одном из валов благодаря возможности проскальзывания катков, возможность бесступенчатого регулирования скоростей.

Недостатками являются: необходимость прижимного устройства, непостоянство передаточного отношения, невозможность передачи значительных крутящих моментов.

В связи с указанными недостатками фрикционные передачи не получили такого широкого распространения как зубчатые.

                                   

54-ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ-Зуб передачи – механизм, который с помощью зуб зацеплений передаёт и (или) преобразует движение с изменением угловых скоростей и моментов.

Зуб передачи и колеса классифицируют:

По взаимному расположению осей колеса: 1 с параллельными осями (цилиндрические передачи) 2 с пересекающимися осями (коническая) 3 со скрещивающимися (винтовые)

По конструктивному исполнению: 1 открытые 2 закрытые

По числу степеней: 1 одноступенчатые 2 многоступенчатые

По окружной скорости: 1 тихоходные (V<= 3 м/с) 2 среднескоростные (V=3…15 м/с) 3 быстроходные V>15 м/с)

По расположению зубьев относительно образующих колёс: 1 прямозубые 2 косозубые 3 шевронные 4 с криволин. Зубом

По форме профиля зуба: с эволентными зубьями 2 с неэволен.

По расположению зубьев в передачах и колёсах: 1 внешняя

2 внутренняя

По степени точности зацепления: стандартом предусмотрено 12 степеней точности, с увеличением цифры точность падает.

Достоинства: 1 малые габариты 2 высокий КПД 3 большая нагрузочная способность и надёжность работы 4 простота обслуживания.

Недостатки: 1 высокие требования к точности изготовления и монтажа 2 шум при работе со значительными скоростями 3 зуб передача не предохраняет машину от возможных перегрузок

55-ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ПРЯМОЗУБЫЕ ПЕРЕДАЧИ-Основным кинем условием которые должны удовлетворять профиля зубьев явл постоянство мгновенного передаточного отношения передач (эволента, циклоида, окружность) из всего многообразия сопряженных профилей зубьев наиболее распространены эволентные, которые допускают возможность изменения в некоторых пределах межосевого расстояния без нарушения правильности зацепления.

Одноступенчатая зуб передача состоит из двух зуб колёс ведущего и ведомого, меньшая из пары колёс наз. шестерней, большая зуб колесом.

Параметры шестерни 1, параметр зуб колеса 2

Кроме того различают индексы: ω – к начальной окружности b – к основной окр a – к окр вершин f – к окр и параметр впадин

h= ha+hа ha=h*a×m hf=( h*a +C)m

Угол наклонной линии зуба

Pt=Pn/cosβ mt=mn/cosβ mt=Pt/π

Для пары колес зацепления модули должны быть одинаковыми.

Модули стандартизованы и принимают из дискретного ряда предпочтительных чисел, для косозубых цилиндр колёс стандартным принимают нормальный модудь.

d=Zm/cosβ da=d+2ha df=d-2hf

Основными кинемат хар-ками зуб зацепление явл передаточное отношение и коэф торцового перекрытия εα

εα=Z2/Z1=d2/d1=ω1/ω2=n1/n2 εα=φα/τ

где φα - угол поворота зуб колеса от входа в зацепления торцевого профиля зуба до его выхода из зацепления

τ – угловой шаг τ=360/t

56- Цилиндрические колёса с косыми зубьями и их особенности

Образование косозубого колеса можно представить, если взять цилиндрическое прямозубое колесо и сообщить ему крутильную деформацию. При этом угол скручивания, образованный осью колеса и винтовой линией, является углом наклона винтовой линии βº.

Цилиндрические колёса с косыми зубьями применяются при передаче вращения между параллельными и перекрещивающимися осями. В передаче с параллельными осями углы βº обоих колёс равны по величине и противоположны по направлению при внешнем зацеплении и одинаковы по направлению при внутреннем зацеплении. Угол βº (рис. 82, а) называется углом наклона зубьев по делительному цилиндру радиуса r. С другими соосными цилиндрами, начальным (rw) и основным (rb) винтовая поверхность зуба образует, соответственно, углы  и  (рис. 82, а). Шаг винтовой линии равен:

                   .

                                                  рис. 82

В косозубом колесе различают торцовый mt, нормальный mn и осевой mx модули, причём стандартное значение имеет нормальный модуль mn, соответствующий размерам зуба, замеренным по нормали nn к его оси (рис. 82, б), что объясняется установкой режущего инструмента. Аналогично различают торцовый pt, нормальный pn и осевой px шаг (рис. 82, б), связь между которыми определяется формулами:

                      ;           .

Большим достоинством зацеплений с косыми зубьями является возможность получения малогабаритных передач. Так, если для прямозубого колеса , то для косозубого . В экспериментальных конструкциях  доводят до трёх и менее зубьев. Кроме того, увеличивается коэффициент перекрытия, доходя до 10 и выше, что также повышает нагрузочную способность и позволяет уменьшить габариты передачи. Недостатком является возникновение дополнительных осевых усилий, нагружающих подшипники. Этот недостаток устраняется в шевронных передачах.

60-ВалЫ И ОСИ ВАЛ - это деталь, предназначенная для поддержания других деталей с целью передачи вращательного момента.

В прцессе эксплуатации вал испытывает изгиб и кручение.

Ось - это деталь предназначенная только для поддержания на неё насаженных другихдеталей, в прцессе работы ось испытывает только изгиб.

Классификация валов.

1. Поназначению:а) прямые, б) коленчатые, в) гибкие.

2. По форме: а) гладкие,б) ступенчатые.

3. По сечению а) сплошные,б) полые.

Элементы вала.

Валы часто изготавливают из стали-20, стали20х.

Расчёт валов: кр=|Mmax|\W<=[ кр] и=|Mmax|W<=[ и] Оси только на изгиб. W - момент сопротивления сечения [м3]

63-МУФТЫ-Муфты - это устройства, предназначенные для соединения валов с целью передачи вращательного момента и обеспечивающие остановку узла без выключения двигателя, а так же предохраняющие работу механизма при перегрузках.

Классификация.

1. Нерасцепляемые а) жёсткие, б) гибкие.

Достоинства: простота конструкций, низкая стоимость, надёжность.

Недостатки: может соединять валы одинаковых диаметров.

Материал: сталь-45, серый чугун.

2. Управляемые: а) зубчатая,б) фрикционная.

Достоинства: простота конструкции, разные валы, возможно отключение механизма при перегрузке.

3. Самодействующие:а) предохранительные,б) обгонные в) центробежные.

Достоинства: надёжность в работе, передают вращение при достижении определённой частоты вращения за счёт сил инерции.

Недостатки: сложность конструкции, большой износ кулачков.

Выполняются из серых чугунов.

4. Комбинированные.

Муфты подбираются по таблице ГОСТа.

59-Общие сведения о червячных передачах.

Черв передача относятся к передачи зацепления с перекрещивающими осями.

Состоит из червяка и червячного колеса.

Достоинства: а) возможность получения большого передаточного отношения в одной ступице б) плавность и бесшумность работы в) возможность выполнения самотормозящейся пары г)компактность и сравнительно небольшая масса.

Недостатки: а) низкий КПД от 0,7 до 0,85, а в самотормозящихся парах до 0,5 б) необходимость применения для венца колеса дорогостоящих антифр материалов в) значительное тепловыделение.

Ч.п. классифицируется:

По форме поверхности червяка: цилиндрические, глобоидные

По форме профиля витка резьбы: с прямолинейным профилем, с криволинейным профилям

61-Подшипник скольжения, опора или направляющая механизма или машины, в которой трение происходит при скольжении сопряжённых поверхностей. Подшипник скольжения представляет собой корпус, имеющий цилиндрическое отверстие, в которое вставляется вкладыш, или втулка из антифрикционного материала и смазывающее устройство. Между валом и отверстием втулки подшипника имеется зазор заполненный смазочным материалом, который позволяет свободно вращаться валу. Расчёт зазора, подшипника работающего в режиме разделения поверхностей трения смазочным слоем, производится на основе гидродинамической теории смазки. При расчёте определяются минимальная толщина смазочного слоя (измеряемая в мкм), давления в смазочном слое, температура и расход смазочных материалов. В зависимости от конструкции, окружной скорости цапфы, условий эксплуатации трение скольжение бывает сухим, граничным, жидкостным и газодинамическим. Однако даже подшипники с жидкостным трением при пуске проходят этап с граничным трением.

Смазка является одним из основных условий надёжной работы подшипника обеспечивает; низкое трение, разделение подвижных частей, теплоотвод, защиту от вредного воздействия окружающей среды и может быть; жидкой (минеральные и синтетические масла, вода для не металлических подшипников), пластичной (на основе литиевого мыла и кальция сульфоната и др.), твёрдой (графит, дисульфид молибдена и др.) и газообразной (различные инертные газы, азот и др.). Наилучшие эксплуатационные свойства демонстрируют пористые самосмазывающиеся подшипники, изготовленные методом порошковой металлургии. При работе пористый самосмазывающийся подшипник, пропитанный маслом, нагревается и выделяет смазку из пор на рабочую скользящую поверхность, а в состоянии покоя остывает и впитывает смазку обратно в поры.

По направлению восприятия нагрузки различают радиальные и осевые (упорные).