83 Передача винт-гайка

Передача в.-г. служит для преобразования вращ. движ. в поступательное. В винтовых мех. вращение винта или гайки осущест­вляют обычно с помощью маховика, шестерни и т.п. При этом передаточное отношение условно можно выразить от­ношением окружного перемещения маховичка S_M к перемеще­нию гайки (винта) S_Г:

i =S_M /S_Г = πd_M,/p1 ; где d_M —диаметр маховичка (шестерни и т. п.); p1—ход винта. При малом p1 и сравнительно большом d_M можно получить очень большое i. Например, при p1= 1 мм d_м = 200мм, i = 628. Зависимость между окружной силой F_t на маховичке и осевой силой F_A на гайке (винте) запишем в виде: F_t = F_A / ; где — к.п.д. винтовой пары. Для i= 628 и =0,3 получим F_A=190 F_{t . Т}аким образом, при простой и компактной конструкции передача в.-г. позволяет получать большой выигрыш в силе или осуществлять медленные и точные перемещения. Осн. недостаток передачи — низкий к.п.д. В соответ­ствии с этим передачу в.-г. применяют в мех., где необходимо создавать большие усилия (домкраты, прессы и т. п.), а также в мех. точных перемещений (мех-мы подачи станков, измерительные, установочные и регулировоч­ные мех.). Разработано много конструкций специальных винтовых пар, которые позволяют компенсировать ошибки изготовления, зазоров и износа; обеспечивают очень большие передаточные отношения дифференциальная двойная резьба с разным ша­гом; повышают к.п.д. путем замены трения скольжения трением качения (шариковые винтовые пары) и т. п.

85 Валы и оси

Валы и оси

Валы предназначены для:

1) Поддержания вращающихся деталей

2) Для передачи вращающегося момента

3) восприятия изгибающих нагрузок и кручения. Оси: 1) не передают полезного вращающегося момента; 2) воспринимают только изгибающий момент.

Составные части вала

Контактирующую часть вала с корпусом или насаженными деталями называют цапфой.

Цапфу, расположенную на конце вала называют шип. Промежуточная часть вала называтся шейкой. Шип, передающий осевые нагрузки называют пятой.

Классификация валов и осей

По назначению: валы передач; коренные валы машин (несущие). По геометрической форме: прямые ; коленчатые; гибкие

По форме и конструктивным признакам прямые валы и оси бывают: постоянного диаметра; ступенчатые. Также могут быть сплошными и полыми.

Закрепление дет., устанавливаем. на валу

Закрепление деталей на валах производится в осевом и тангенсальном направлениях.

Закрепление в тангенсальном направлении необходимо для передачи вращающегося момента. Производится шпонками, шлицами, штифтами, посадками с натягом. Для закрепления в осевом направлении используются конструктивные элементы балок – заплечики, буртики, а также втулки, штифты, установочные кольца, стопорные шайбы.

86 Расчет валов

Расчет на кручение. проектировочный расчет вала производят условно только на кручение, а влияние изгиба, концентрации напряжений и характера нагрузки на прочность вала компенсируют понижением допускаемых напряжений на

кручение [τ]к . При проектировочном расчете обычно определяют диаметр выходного конца, а для промежуточного вала — диаметр под колесом. Диаметры других участков вала назначают при разработке конструкции с учетом технологии изготовления и сборки. Диаметр расчетного сечения вала: где Мк — крутящий момент, Мк = Т, Н.м; [τ]_к — допускаемое напряжение на кручение, Н/мм2./ Оси работают как поддерживающие детали и поэтому нагружены только изгибающими нагрузками. Действием растягивающих и сжимающих сил пренебрегают. Проектировочный расчет осей на статическую прочность выполняют аналогично расчету балок с шарнирными опорами обычными методами сопромата.

Уточненый расчет валов.

Проверочный расчет валов производят на сопротивление усталости и на жесткость. Расчет на сопротивление усталости заключается в определении расчетных коэффициентов запаса прочности в предположительно опасных сечениях, предварительно намеченных в соответствии с

эпюрами моментов и расположением зон концентрации напряжений. При расчете принимают, что напряжения изгиба изменяются по симметричному циклу, а напряжения кручения по отнулевому циклу. Проверку на сопротивление усталости производят по коэффициенту запаса прочности S. Амплитуда симметричного цикла напряжений при изгибе вала

амплитуда отнулевого цикла напряжений при кручении вала

— результирующий изгибающий момент (МВ и МГ — изгибающие моменты в вертиканой и горизонтальной плоскостях); Мк — крутящий момент; Wм и Wк — моменты сопротивления изгибу и кручению сечения вала: Wм = 0,1d³; Wк = 0,2d³.

Проверочный расчет на сопротивление усталости ведут по максимальной длительно действующей нагрузке. Минимально допустимое значение коэффициента запаса прочности [s] = 1,6...2,5. Расчет валов на жесткость выполняют в тех случаях, когда их деформации (линейные или угловые) существенно влияют на работу сопряженных с валом деталей.

Различают изгибную и крутильную жесткость вала. Изгибную жесткость валов оценивают углом θнаклона, который определяют методами сопротивления материалов. Крутильную жесткость валов оценивают углом закручивания на единицу длины вала.

91-92 Подшипники качения. Классификация и типы.

Преимущество подшипников качения по сравнению с подшипниками скольжения:

1. меньше потери на трение; 2. меньше осевые габариты; 3. проще в обслуживании;4дешевле

Недостатки: 1. значительнее диаметральные размеры; 2. хуже воспринимают ударные нагрузки, вследствие линейного или точечного контакта; 3. имеют ограничения по частоте вращения; 4. подшипники не разъемные

Классификация под. качения По направлению воспринимающей нагрузки: 1радиальные (только радиальную нагрузку)2 радиально-упорные и упорно-радиальные (воспринимают радиальную и осевую нагрузку)3упорные – воспринимают только осевую нагрузку)

По форме тел качения и числу их рядов:

0 – шариковый однорядный;1 – двухрядный

2 – роликовый с короткими цилиндрическими роликами;3 – роликовый, самоустанавливающийся (сферический) с бочкообразными роликами

4 – рол. (игольчатый) с длинными цилиндрическими роликами;5 – рол. с витыми цилиндрическими роликами;6 – шар. радиальноупорный. 7 – рол. конический радиально-упорный; 8 – шар. упорный подшипник

9 – рол. упорный подшипник.

В зависимости от размеров и нагрузочной способности подшипники делятся на серии: 1-а и 7-ая – особо легкая, 2-ая серия – легкая, 3-ая – средняя, 4 – тяжелая, 5-ая серия, 6-ая серия – средняя широкая, 8-ая и 9-ая – сверхлегкая. Также существует 5 классов точности: 0, 6, 5, 4, 2.