30. Виды опор и опорные реакции при построении эпюр сил и моментов.

Типы опор и реакции в них:

1) жесткое защемление (жесткая заделка)

Данная опора исключает осевые и угловые смещения, т.е. данная опора воспринимает осевые силы и моментную нагрузку. 3 реакции: R_z, M_R, R_y.

2) шарнирно-неподвижная опора. Допускает только угловые смещения. Не воспринимает (не сопротивляется) моментные нагрузки. 2 реакции: R_y, R_z.

3) шарнирно-подвижная опора. Данная опора исключает смещения только в вертикальном направлении.

Для определения реакций опор составляются уравнения равновесия.

ΣF_ix = 0

ΣF_iy = 0

ΣF_iz = 0

ΣM_ic = 0

c – любая точка стержня.

Из уравнений равновесия определяют опорные реакции. После этого делается проверка, используется незадействованное уравнение равновесия.

31. Механические передачи: основные силовые и кинематические соотношения.

Механическая передача – устройство для передачи работ от двигателя к исполнительному механизму.

Привод = двигатель + исполнительный механизм + передача.

Механические передачи предназначены для согласования вида, параметров движения и расположения двигателя и исполнительного механизма, когда скорости движения рабочих органов машины отличаются от скоростей стандартных двигателей, т.е. рабочий орган требует вращательный момент больший или меньший, чем на валу двигателя. В отдельных случаях требуется также изменить пространственную ориентацию элементов передачи.

Классификация механических передач.

1.

а) передачи, уменьшающие скорость и увеличивающие крутящий момент – редукторы.

б) передачи, увеличивающие скорость и уменьшающие крутящий момент – мультипликаторы.

2. по способу передачи движения

а) трением: с непосредственным контактом – фрикционные, с гибкой связью – ременные.

б) зацеплением: с непосредственным контактом – зубчатые, червячные, с гибкой связью – цепные. К зубчатым передачам относятся цилиндрические, конические, планетарные, волновые.

3. по характеру движения валов

а) с неподвижными осями валов.

б) с подвижными осями валов (планетарные передачи).

4.

а) с постоянным передаточным числом (редукторы, мультипликаторы).

б) с переменным передаточным числом: ступенчатые – коробки передач; бесступенчатые – вариаторы.

Основные силовые и кинематические соотношения

1) мощность (кВт)

P₁ – на входе

P₂ – на выходе

P = Tω, T – вращающий момент

2) частота вращения (об/мин)

n₁

n₂

Характеристики 1,2 необходимы для проектирования передач

3) угловая скорость (рад/с)

ω₁ – вал двигателя

ω₂ – вал исполнительного механизма

ω = 2πn

4) КПД

η = P₂/P₁ < 1

Для многоступенчатой передачи: η = η₁*η₂*… *η_i

5) окружная (линейная) скорость (м/с)

V = Rω

6) окружная (тангенциальная) сила (Н)

F_t = P/V = 2T/d

7) вращающий момент (Н*м)

T = P/ω = F_td/2

8) передаточное число

U = ω₁/ω₂ = n₁/n₂

Для n-ступенчатой передачи: U = U₁*U₂*…*U_n

При V₁=V₂ скольжения отсутствует;

При V₁>V₂: V₂ =V₁(1-ε)

ε – коэффициент скольжения

32. Ременные передачи: классификация и основные геометрические параметры.

Ременная передача – механическая передача вращательного движения при помощи натянутого приводного ремня, перекинутого через шкивы, закрепленные на валах.

Ременная передача состоит из ведущего и ведомого шкивов и надетого на них ремня. Основное назначение – передача механической энергии от двигателя исполнительным механизмам, как правило, с понижением частоты вращения.

Ременные передачи по форме поперечного сечения ремня подразделяются на плоскоременные, клиноременные, круглоременные.

Условием работы ременных передач является натяжение ремня, которое можно осуществить следующими способами: 1) одевание ремня с натягом; 2) свободное одевание с последующими увеличением межосевого расстояния (используются натяжные устройства).

Достоинства ременных передач.

1) возможность передачи движения на значительные расстояния

2) возможность работы с высокими скоростями

3) плавность и малошумность работы

4) предохранение механизмов от резких колебаний нагрузки

5) защита от перегрузки в результате проскальзывания ремня по шкиву

6) простота конструкции, отсутствие необходимости смазочной системы

7) возможность передачи движения под любым углом

8) малая стоимость

Недостатки ременных передач.

1) значительные габаритные размеры

2) значительные силы, действующие на валы и опоры

3) непостоянство передаточного отношения

4) малый срок службы ремней в быстроходных передачах

Критерии работоспособности ременных передач.

1) тяговая способность; характеризуется силами сцепления ремня со шкивом, определяется максимальным усилием F_t, при повышении которого начинается буксование. F_t = 2T/d.

2) долговечность ремня; ограничивается сопротивлением усталости при циклическом нагружении.

Геометрические параметры ременной передачи.

a – межосевое расстояние

β – угол между ветвями ремня

α – угол обхвата ремнем малого шкива

α = 180-β

sin β/2 = (d₂-d₁)/2a

β~(d₂-d₁)/a (рад)

l – длина ремня, l = 2a+0,5π(d₂+d₁)+(d₂-d₁)²/4a