45.Подшипники качения

Подшипник качения, в котором трение скольжения заменено на трение качения по средствам установки шариков между опорной поверхностью подшипника и валом.

Конструкция подшипника качения позволяет изготавливать их как стандартную продукцию, что значительно снижает стоимость их изготовления.

Они получили преимущественное распространение почти во всех отраслях, и вытеснили подшипники скольжения. Вместе с тем, они имеют недостатки, основной из которых их ограниченная быстроходность, связанная с кинематикой и динамикой тела качения. (центробежные силы и гироскопический момент)

По форме тел качения подшипники разделяются на шариковые и роликовые. К роликовым относятся: цилиндрические, конические, игольчатые. По направлению воспринимаемой нагрузки: радиальные, упорные, радиально-упорные.

Радиальные шариковые подшипники наиболее простые и дешёвые подшипники, допускают небольшие перекосы вала и могут воспринимать небольшие осевые перегрузки.

Радиальные роликовые подшипники. Они различаются по тому, на каком конце подшипника установлена беговая дорожка. Благодаря увеличенной радиальной контактной поверхности они допускают значительно большие нагрузки, в среднем 70-90% и вместе с тем, они совершенно не воспринимают осевых нагрузок и не допускают перекоса вала.

Радиально-упорные шариковые подшипники. Они могу воспринимать осевые нагрузки и для них можно привести различные сравнения, как и для радиальных.

Самоустанавливающиеся подшипники. Эти подшипники используются в случае перекоса вала до 2-3% и допускают небольшую осевую нагрузку.

Роликовые игольчатые подшипники позволяют уменьшить габарит по диаметру при значительных нагрузках.

Упорные подшипники шариковые. Воспринимают только осевые нагрузки.

46. Соединения деталей машин

Детали, входящие в состав машины, могут быть связаны между собой различными связями. Эти связи можно разделить на подвижные и неподвижные.

Подвижны соединения: шарнир, зацепление, подшипники.

Неподвижные соединения: резьбовые, шпоночные. Они обусловлены потребностью расчленять машину на узлы и детали, чтобы упростить её производство, сборку, ремонт и транспортировку. Неподвижные связи принято называть соединениями. Они бывают разъёмные и неразъёмные.

Разъёмные соединения позволяют делать разборку узлов без повреждений входящих в неё деталей. К разъёмным соединениям относятся: резьбовые, штифтовые, клиновые, клемовые, шпоночные, шлицевые и профильные.

Разъёмные соединения должны допускать многократные сборки и разборки без дополнительных технологических операций.

Неразъёмные соединения не допускают разборку и сборку без повреждения ли разрушения входящих в них деталей. К неразъемным соединениям относятся: заклёпочные, сварные, склеиваемые. Применение неразъёмных соединений диктуется требованиями технологии или экономии.

Соединения являются весьма важными элементами конструкции, и многие аварии и отказы в работе машин обусловлены неудовлетворительной конструкцией соединения.

47. Резьбовые соединения

К ним относятся соединения деталей с помощью болтов, винтов и винтовых стяжек.

К достоинствам относятся:

1. Возможность создания и передачи больших осевых нагрузок при малых движущихся силах и моментах

2. Простота преобразования вращательного движения к поступательному

3. Возможность образования самотормозящих и не самотормозящих, легко собираемых и разбираемых, взаимозаменяемых, подвижных и неподвижных компактных соединений

4. Высокая производительность технологии изготовления резьбовых соединений

Существуют подвижные и неподвижные резьбовые соединения. Подвижные обеспечивают высокую точность перемещений, равномерность, плавность и бесшумность хода, возможность реверсирования. Неподвижные обеспечивают высокую прочность, и если необходимо, герметичность.

К недостаткам относится:

1. Низкий КПД

2. Неравномерность нагружения сопряжённых витков резьбы

3. Значительные концентрации напряжения в резьбовых деталях

1-й виток нагружен на 34%, 2-й на 23%, 3-й на 15%, а 10-й на 9%

Основные определения:

Винтовая линия amn образуется гипотенузой треугольника abc при его навинчивание на цилиндр.

Профиль резьбы – это контур сечения резьбы в плоскости, проходящий через ось цилиндра.

По форме профиля резьбы делятся на треугольные , прямоугольные , круглые , трапецеидальные- симметричные и несимметричные , угольные.

По направлению винтовой линии различают правую и левую резьбу. У правой резьбы винтовая линия идёт слева направо, а у левой наоборот.

По числу ходов различают однозаходные, двухзаходные и многозаходные резьбы. Если по параллельным винтовым линиям перемещаются два или несколько рядом расположенных профилей, то они образуют двух-, трёх-, многозаходные резьбы. Наибольшее распространение получила однозаходная резьба. Многозаходная используется в винтовых механизмах.

Наибольшее распространение получила цилиндрическая резьба. Кроме цилиндрических, применяют и коническою резьбу, основой поверхности для которой служит конус. Коническая резьба используется для плотного соединения труб, маслёнок, пробок.

Геометрические параметры, характеризующие резьбу

d – внешний (наружный) диаметр резьбы

d₁ – внутренний диаметр резьбы

d₂ – средний диаметр – это диаметр воображаемого цилиндра, который пересекает резьбу в таком месте, где ширина витка равна ширине шага

h₂ – рабочая высота профиля, которого касаются витки винта и гайки

S – шаг резьбы – расстояние между одноимёнными сторонами двух соседних витков, измеренное в направление оси витка.

S₁ – величина поступательного перемещения образующего профиля за один оборот или величина поступательного перемещения винта или гайки за один оборот.

S₁ = nS, где n – заход

α – угол профиля (60 – метрическая, 55 – дюймовая)

β – угол подъёма резьбы – угол образованный касательной к винтовой линии в точке на среднем диаметре резьбы и плоскостью перпендикулярной диаметру

tgβ=S₁/πd₂

По назначению резьбы подразделяются на крепёжные и винтовые. Крепёжные: треугольная резьба – метрическая и дюймовая.

Резьба с мелким шагом используется в соединениях с переменной нагрузкой и для тонкостенных деталей.

Дюймовая имеет профиль равнобедренный треугольник с углом альфа равны 55, используется в импортном оборудовании.

Трубная резьба – мелкая дюймовая резьба (крепёжная) с закруглёнными вершинами и впадинами. Из-за отсутствия радиальных зазоров она герметична.

Круглая крепёжная резьба – высокая динамическая прочность, используется в тяжёлых эксплуатационных условиях и загрязнённых средах.

Ходовые резьбы применяются для передачи движения, резьбы винтовых механизмов. Бывают: прямоугольные, трапецеидальные-симметричные (α=30 при вершине) – имеет небольшое трение, удобная в изготовлении, и –несимметричные или угольная α=27 и α=3. Эти резьбы используются для винтовых прессов, домкратов, грузовых крюков.