4. 36. Розрахунок валів на жорсткість та на вібростійкість.

Жорсткість.

Мета розрахунку – визначити пружні переміщення, які відпо-відають виду деформації, і порівняти їх із допустимими значен-нями, тобто перевірити забезпечення умов жорсткості вала: f ≤ [ f ] , θ ≤ [ θ ] , φ ≤ [ φ ] .

Вали зазнають згинних і крутильних деформацій. Переміщення (лінійні та кутові) при цих деформаціях впливають на роботу підшипників і передач (більшою мірою зубчастих, черв'ячних і меншою – ланцюгових, пасових).

Переміщення: прогини f; кути повертання перерізів θ (при згині); кути скручування φ (при крученні) – потрібно визначати звичайними методами опору матеріалів.

Допустимі пружні переміщення залежать від конкретних вимог до конструкції і визначаються у кожному окремому випадку.

Вібростійкість.

Коливання валів пов'язані з періодичними змінами жорсткості опор і деталей передач, а також навантаження, що передається; неврівноваженістю обертових мас; нерівномірніс-тю розподілу сил у зоні з'єднання валів з іншими деталями.

Найхарактернішими коливаннями валів є поперечні згинні, крутильні та згинально-крутильні. Задача розрахунку на вібростійкість зводиться до визначення діапазону робочих кутових швидкостей валів, при яких амплітуди коливань А не будуть перевищувати допустимі [А]:

А ≤ [ A ] .

Іншими словами, задача розрахунку на вібростійкість зводиться до визначення критичних, резонансних частот обертання вала, при яких його експлуатація заборонена.

5. 45. Умови роботи гідродинамічних підшипників ковзання. Розрахунки підшипників ковзання.

Підшипники ковзання гідродинамічного тертя набули значного поширення в техніці. Принцип роботи цих підшипників пояснюється гідродинамічною теорією змащення, згідно з якою рідкі мастильні матеріали – масла завдяки своїм властивостям (маслянистості та динамічній в'язкості) здатні утворювати на спряжених поверхнях цапфи і вкладишів тонкі плівки, чинити опір зміщенню одного шару рідини відносно іншого та утворювати піднімальні сили в рідинному шарі. У підшипнику ковзання вал завжди встановлюється з певним зазором, який заповнюється мастилом. Якщо вал не обертається (ω=0), то під дією радіального навантаження F_r він займає ексцентричне положення в підшипнику і зазор набуває серпоподібної форми клинової щілини.

Розрахунок.

Спочатку виконують умовні розрахунки підшипників, а потім – уточнені гідродинамічні та теплові. Обмежимося розглядом умовних розрахунків.

1. Для тихохідних механізмів, машин із частими пусками й зупинками, при коливальному русі (втулки важелів, підшипники ресор та ін.), коли повинна виконуватися умова невидавлювання мастильного матеріалу, проводять розрахунок за допустимим тиском у підшипнику. Міцність вкладиша при такому статичному навантаженні залежить від питомого умовного тиску р на вкладиш, який не повинен перевищувати допустимий тиск [ р ], залежний від типу машини:

р = F_r / ( l d ) ≤ [ р ] .

2. Оскільки змащувальна здатність мастила в підшипнику залежить від тепловиділення в зоні контакту, а воно, у свою чергу, залежить від питомого тиску р на цапфу й колової швидкості v, то для підшипників середньої швидкохідності необхідно дотримуватись умови

р v ≤ [ р v ] .

Розрахунок за параметром р · v у наближеній формі поперед-жає інтенсивне зношування, перегрівання і заїдання. Допустимі значення [ р v ] встановлюються з досвіду експлуатації машин.

Для швидкохідних машин розрахунки підшипників ковзання базуються на рівняннях гідродинаміки.

6. 54. Основні параметри та послідовність розрахунку механічних передач.

Основний кінематичний параметр механічної передачі — передавальне відношення , яке дорівнює відношенню кутової швидкості ω₁ ведучої ланки до кутової швидкості ω₂ веденої ланки передачі.

Енергетичними параметрами механічної передачі є передавані потужності на ведучій ланці N₁ і на веденій ланці N₂, а також коефіцієнт корисної дії (ККД), що визначається за співвідношенням η = N₂/N₁. ККД характеризує ступінь досконалості механічної передачі і за ним можна оцінити втрати потужності ∆N у передачі: ∆N = N₁–N₂ = N₁(1–η).

Параметри ω₁ і ω₂, а також N₁ і N₂ є мінімально необхідними для розрахунку будь–якої механічної передачі.

Передавані потужності (Вт), та кутові швидкості (рад/с), визначають крутні моменти, H·м, на валах передачі:

на ведучому валу M₁ = N₁/ω₁; на веденому валу M₂ = N₂/ω₂.

Співвідношення між крутними моментами на валах механічної передачі можна встановити за цими виразами і записати у такому вигляді: N₂/N₁ = i·η або N₂ = N₁·i·η