- •Теплостойкость.
- •1.Соединения встык
- •2.Расчет на прочность
- •3.Соединение внахлестку
- •3.Соединения в тавр
- •Преимущества зубчатых передач
- •Недостатки:
- •Поломка зуба у основания зуба в зоне перехода эвольвенты в галтель
- •Усталостное выкрашивание поверхностных слоев зуба
- •Абразивный износ
- •Уровень шума
- •I. Нормы точности
- •Кинематическая точность
- •Плавность работы
- •Пятно контакта зубьев
- •II. Шероховатость рабочих поверхностей зубьев
- •III. Боковой зазор – зазор между неработающими сторонами зубьев
- •Геометрические параметры цепных передач
- •Лекция 13 Ременные передачи.
- •Прочность
- •Геометрические параметры ременных передач
- •Силовые зависимости
- •Прочность
- •Жесткость
- •Вибрационная устойчивость
- •I.Расчет валов на прочность
3.Соединения в тавр
Соединения, где соединяемые детали расположены во взаимно перпендикулярны плоскостям.
Типы соединения в тавр:
Соединение выполнено с разделкой кромок (стыковым швом).
Опасным сечение будет в зоне термического влияния.
Рассчитываем это соединение, как соединение в стык.
При действии момента:
Соединение выполнено без разделки кромок угловыми швами
Угловые швы рассчитывают в опасном сечении по высоте шва(по площадке перпендикулярно нормальному сечению шва) по касательным напряжения
;
Лекция 7
Шпоночные, шлицевые соединения.
Разъемное соединение.
Все шпоночные соединения служат для передачи крутящего момента от вала на ступицу или наоборот, для фиксации деталей на валах и осях.
Типы шпонок:
Соединение призматическими шпонками
Соединение сегментными шпонками
Соединение шпонками-штифтами
Соединение призматическими шпонками
С тандартизованы:
d- диаметр вала
h-высота шпонки
b-ширина шпонки
l-длина шпонки
lр - рабочая длина шпонки
-запись шпонки в конструкторской документации
1.Вал.
2. Фрагмент втулки.
Шпоночные соединения не напряженные, требуют точной обработки вала и отверстия.
Между поверхностью шпонки и паза ступицы есть зазор, шпонка входит в паз втулки.
Преимущество: относительная простота соединения
Недостатки:
Необходимость точной ручной подгонки соединений
Шпонки при перегрузках перекашиваются на валу, т.е занимают относительно неустойчивое положение.
По назначению шпонки бывают:
1. Простые шпонки для передачи только крутящего момента
2 .Направляющие шпонки, обеспечивают перемещение ступицы по отношению к валу в осевом направлении.(применяют, когда Fа по отношению к валу должна иметь перемещение) Направляющие шпонки крепят как правило на валу.
Для повышения устойчивости направляющей шпонки в пазу ее крепят винтами.
выбирают так, чтобы подшипники можно было снять без снятия шпонки.
Расчет призматических шпонок
Соединение передает крутящий момент. Ft=2T/d. Эта нагрузка стремится срезать шпонку.
Срез
-проверочная зависимость
Смятие поверхности контакта, наиболее опасная зона контакта шпонки со ступицей
;
Допустимое напряжение применяют для материала ступицы, т.к., как правило, она имеет меньшую прочность по сравнению с валом и шпонкой.
У стандартизованных шпонок размеры b и h зависят от диаметра вала. Эти размеры подобраны так, что нагрузку соединения ограничивают на напряженная среза. Поэтому на срез шпонку мы не выполняем. По напряжениям смятия шпонку только проверяют.
Определяем:
-проектная формула
Выбор шпонки:
1. По диаметру вала выбрать параметры шпонки из стандарта (h и b так как l
задана в широком диапазоне)
2. Рассчитать из проектной формулы.
Длину шпонки округлить в большую сторону до ближайшего стандартного значения. Длина шпонки должна быть не меньше диаметра вала.
До 50 мм на (0,2,5,8)-стандартные размеры
После 50мм-через 5
После 100мм - на 0
Сегментные шпонки
Эти соединения выполняют на концах валов.
Преимущества:
Не требует ручной подгонки
Сегментные шпонки занимают положение значительно глубже.
Исключает перекос осей.
Недостатки:
Ослаблено сечение вала, т.к глубина паза больше.
Ниже нагрузочная способность, чем у призматических шпонок.
Сегментность шпонки предназначена для передачи крутящего момента. Они стандартизованы. Работают на срез и на смятие.
На срез сегментную шпонку не рассчитывают, а в основе своей рассчитывают на смятие.
-для материала ступицы(втулки).
Шпонки-штифты (круглые шпонки)
1-вал
2-фрагмент втулки (ступицы)
3- штифт, шпонка.
Шпонки-штифты устанавливают на торцевые поверхности, то есть на конец вала.
Эти шпонки устанавливают в отверстие с натягом.
Отверстие исследуется в сборе, калибруется, затем устанавливаются шпонки. Соединения не стандартизированы.
Рассчитывают на смятие:
- проверочная зависимость
z-количество шпонок-штифтов.
Зубчатые шлицевые соединения.
Для фиксации деталей на валу и передачи крутящего момента применяют зубчатые шлицевые соединения.
Для фиксирования деталей на валу и передачи крутящего момента соединение подвижное, ненапряженное.
Соединения призматические многошпоночное, только шпонки выполнены заодно с валами.
z -количество выступов.
Преимущества соединения этого типа:
Большая нагрузочная способность (работает несколько шпонок, нагрузки распределяются более равномерно)
Выше усталостная прочность вала по сравнению со шпоночными соединениями
Соединения хорошо центрируют детали (особенно при перемещении ступицы по валу в осевом направлении под нагрузкой)
Лучше воспринимает ударные нагрузки
Недостаток:
Высокая трудоемкость
Высокая стоимость (Дополнительная термообработка (протягивание))
По форме профиля зуба шлицевые соединения разделяются:
Прямобочные шлицевые соединения
Эвольвентные шлицевые соединения
Треугольные(мало распространены) шлицевые соединения
Прямобочные шлицевые соединения –Наиболее широко распространены, стандартизированы, три серии соединений.
Отличаются высотой и числом зубьев.
Соединения легкой серии; z-число зубьев от 6 до 20
Соединения средней серии
Соединения тяжелой серии: h-выше и z>0
Шлицевые соединения с прямобочными зубьями различаются высотой выступов и количеством зубьев и по способу центрирования (ступицы по отношению к валу)
Соединение с центрированием по боковым граням(осуществляется по ширине зуба)
2 - втулка, имеет пазы
Применение:
Центрирование по боковым граням обеспечивает равномерное распределение нагрузки по зубьям.
Применяют для тяжело нагруженных деталей
Недостаток:
Худшее центрирование деталей
Ц ентрирование по наружному диаметру D.
1-вал с выступами
2-втулка, имеет пазы.
Во внутреннем диаметре имеется зазор. У такого соединения впадины выполняют протяжкой
Недостаток:
Прочность невысокая, но твердость ступицы не может быть высокой.
Более низкая несущую способность- за счет материала втулки.
Данное соединение обеспечивает более высокую соосность вала и ступицы.
Центрирование осуществляется удовлетворительно, но лучше чем центрирование по боковым граням.
Центрирование по внутреннему диаметру d.
В тулка может быть выполнена с достаточно высокой прочностью (закалка), ступица может быть обработана шлифовкой по внутреннему диаметру.
Преимущества:
Центрирование по внутреннему диаметру обеспечивает высокую центровку (наилучшая из 3)
Несущая способность достаточно высокая.
Шлицевые соединения с эвольвентными зубьями.
1-по боковым граням
2 - центрирование по наружному диаметру.
Особенность - боковые поверхности выступов выполнены по профилю эвольвенты( т.е. зубья выполняют по профилю эвольвенты).
Наиболее часто центруются:
По боковым граням
Центрирование по наружному диаметру в некоторых случаях.
Обрабатывают методами зубофрезирования. Высота зуба шлицов равна модулю (угол зацепления)
Преимущества:
Достаточно хорошо воспринимают вибрационные и ударные нагрузки
Имеют повышенную прочность
Достаточно высокая технологичность
Недостатки:
Высокая трудоемкость и стоимость
III С треугольными зубьями
Не стандартизованы зубья выполняют заодно с валом, во втулке – треугольные выступы. Соединение не подвижное - втулка по отношению к валу не перемещается.
Выполняют на тонкостенных втулках, а также применяется при стесненных габаритах по диаметру. Используются редко.
Лекция 8
Зубчатые передачи.
Зубчатая передача – механизм, который с помощью зубчатого зацепления передает и преобразует параметры движения с изменением частот вращения и моментов на валах.(угловой скорости)
Принцип действия основан на зацеплении пары зубчатых колес.
По расположению осей валов зубчатые передачи различают:
С параллельными осями, осуществляется цилиндрическими колесами с прямыми, косыми и шевронными зубьями.
С пересекающимися осями валов: передачи с коническими колесами с прямыми, косыми и круговыми зубьями.
С перекрещивающимися осями: передачи червячные.
Передачи цилиндрическим колесом и рейкой с прямыми и косыми зубьями. Применяют для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот.