Силовые зависимости
1
.Передача
к работе готова, но движение не передается.
Для готовности передачи к работе
необходима сила трения следовательно.
Ремень нужно натянуть, в этом случае
создается
-
начальное натяжение ремня.
2.
Передача работает- передает крутящий
момент Т. Нижняя ветвь ремня ведущая
,
верхняя ветвь ремня ведомая
Напряжение в вервях перераспределяются.
- усилие натяжения ведущей ветви.
-
усилие натяжение в ведомой ветви.
По
условие равновесия шкива имеем
Полезная
окружная нагрузка, передаваемая передачей
Два уравнения, три неизвестных. Задача статически неопределима
Применяют
формулу Эйлера
Зависимость между нагрузками шкива при абсолютно неупругой нити.
- усилие натяжения ведущей ветви
-угол
обхвата ремнем ведущего шкива
f-коэффициент трения между ремнем и шкивом
-
основание натурального логарифма
Из последней зависимости определяют минимальное необходимое начальное натяжение ремня. Если начальное напряжение меньше рассчитанного, то начнется буксование – ремень по отношению к шкиву проскальзывает, а передачи движения нет.
На ремень действует центробежная сила.
А- площадь сечения ремня
-
ускорение свободного падения
-
скорость
-плотность ремня
b-ширина поперечного сечения
-высота
ремня
-центробежное
натяжение ремня - ослабляет полезное
действие предварительного натяжения
и уменьшает силу трения и снижает
нагрузочную способность передач.
Опыты
показали, что существенное влияние
центробежной нагрузки при
Для
тихоходных
Среднескоростные
(до
)
передачи центробежная нагрузка не
оказывает влияния на тяговую способность.
Для высокоскоростных ( ) центробежная нагрузка оказывает влияние.
Известно,
что для
влияние
центробежной силы выражается в нескольких
процентах (5%) и поэтому цетробежную силу
не учитываем
Лекция 14
Валы и оси.
Вращающиеся детали машин устанавливают на валах и осях. Валы и оси обеспечивают определенное (постоянное) положение в пространстве вращающихся деталей и положения их геометрических осей. Валы передают крутящий момент, воспринимающий изгибающий моменты и поперечные нагрузки. Их всегда выполняют вращающимися. Оси имеют такое же назначение как и валы, но оси не передают крутящий момент. Принципы конструирования и расчет валов и осей одинаково.
Ось - деталь, предназначенная для установки на них вращающихся деталей и не передающих полезного крутящего момента. Они подвержены действию только изгибающего момента, т. е. работают на изгиб.
Типы осей:
вращающиеся
неподвижные
Валы - служат для установки вращающихся деталей и для передачи крутящего момента вдоль геометрии вала.
Валы передают крутящий момент и воспринимают изгибающий момент и поперечные нагрузки. Их всегда выполняют вращающимися.
Принципы конструирования валов и осей одинаковы.
Типы валов:
1. По назначению:
- Валы передач,
- Коренные валы (несут рабочие органы машины)
2. По форме геометрии осей:
- Прямые,
- Коленчатые,
- Гибкие.
3. По конструкции:
- Гладкие (постоянного диаметра),
- Ступенчатые,
- Вал с шестернею
4. По форме сечения:
- цилиндрические,
- профильные,
- шлицевые,
-
кольцевые (полые
),
- сплошные.
полые валы имеют одинаковую прочность как и сплошные, но легче на 50%, и дороже.
Форма вала по длине определяется распределением нагрузок по длине, действующих на вал, условиями технологии и сборки.
По условию прочности целесообразны конструкции валов переменного сечения по длине сечения, т.к. нагрузка по длине не равномерна и технология изготовления сложна.
Поэтому условию прочности удовлетворяют ступенчатые валы. В ступенчатых валах диаметры различны по длине. Для уменьшения концентрации напряжений переходные участки выполняют с галтелями и канавками.
Опорные части вала (по которым устанавливают подшипники) называются цапфами. Промежуточные цапфы называются шейками вала. Концевые- называют шпилями. цапфы выполняют цилиндрическими, коническими и сферическими.
В
ступенчатых валах
различны
по длине. Для уменьшения концентрации
напряжения переходные участки валов
выполняют с галтелями, а также выполняют
канавки.
Выбор материала зависит от типа эксплуатации: (Материал : Сталь.)
1. В зависимости от назначения вала применяют сталь 5 и 6 без термообработки, для неответственных валов.
2. Качественные среднеуглеродные и легированные углеродистые стали (40, 50 ,40Х) подвергают термообработке, термообработка-улучшение, применяют для валов с незначительными ударными нагрузками.(термообработка- улучшение)
3. Низкоуглеродистые стали, низколегированные, цементируемые стали с высокой твердостью на поверхности и вязкой сердцевиной. Хорошо воспринимают ударные и вибрационные нагрузки (20Х, 18ХГТ, 12ХНСА). Цементируют- для повышения износостойкости, (для быстроходных валов на подшипниках скольжения, требуется весьма высокая твердость цапф)
Расчет валов:
Валы рассчитываются по трем критериям: