- •Лекція №1
- •1.2. Види навантажень на деталі
- •1.3.Розрахунок деталей на міцність по допустимих коефіцієнтах запасу
- •1.4. З’єднання дм
- •1.5.Рознімні з’єднання деталей машин
- •1.6. Види різьб
- •2.1Маркування різьб
- •2.2 Основи розрахунку різьбових з’єднань на міцність
- •2.3 Залежність між крутним моментом, прикладеним до гайки, та осьвою силою гвинта.
- •3.1 Розрахунок на міцність різьбових деталей при статичних навантаженнях
- •3.1.1. Деталь навантажена тільки осьовою силою без попереднього та подальшого затягання.
- •3.1.2. Деталь навантажена осьовою силою та крутним моментом.
- •3.1.3.Болтове з’єднання навантажено силами, що зсувають деталі в стику
- •3.1.4.Різьбова деталь навантажена осьовою силою та згинальним моментом
- •3.1.5 Розрахунок болтів клемового з’єднання
- •Лекція №4
- •4.1 Розрахунок групи болтів, попередньо затягнутих і навантажених постійною зовнішньою осьовою силою
- •4.2 Передачі гвинт-гайка
- •Лекція №5 Шпонкові з’єднання
- •5.1 Ненапружені шпонкові з’єднання
- •5.2 Розрахунок на міцність
- •Лекція №6
- •6.1 Напружені шпонкові з’єднання
- •6.2. Шліцеві з’єднання (зубчасті)
- •Розрахунок на міцність
- •6.3 Профільні (безшпонкові) з’єднання
- •6.4 Штифтові з’єднання
- •6.5. Клинові з’єднання
- •6.6 Нерознімні з’єднання
- •7.1 Заклепкові з’єднання
- •7.2 Види пошкоджень і основи розрахунку на міцність
- •7.3 Зварні з’єднання
- •8.1 Зварні з’єднання у стик
- •8.2 Розрахунок на міцність
- •8.3 Зварні з’єднання внапусток
- •8.4 Розрахунок на міцність
- •8.5 З’єднання впритул
- •2) З’єднання по рис.8 (площина дії моменту перпендикулярна площині стикові з’єднуваних елементів конструкції) може бути виконане з кутовими швами. В цьому випадку: дотичне max напруження
- •Переваги й недоліки зварних з’єднань.
- •Лекція №9
- •9.1 З’єднання деталей з натягом
- •9.2 Циліндричні з’єднання з натягом
- •9.3 Способи збирання з’єднань з натягом
- •9.4 Основи розрахунку на міцність
- •Розділ II передачі приводів Лекція №10
- •10.1 Функції передач
- •10.2 Класифікація механічних передач
- •10.3 Основні силові й кінематичні залежності механічних передач
- •Лекція №11
- •11.1 Фрикційні передачі і варіатори
- •11.2 Лобовий варіатор швидкості
- •11.3 Основні кінематичні залежності
- •11.4 Основи розрахунку на міцність
- •12.1 Зубчасті передачі
- •12.1 Переваги й недоліки зубчастих передач, область застосування
- •12.2 Види руйнування зубців
- •12.3 Способи зміцнення робочих поверхонь
- •Термічні способи
- •Хіміко - термічні способи
- •12.4 Розрахунок на міцність циліндричних коліс евольвентного зачеплення
- •13.1 Розрахунок зубців на витривалість при згині (прямозубі циліндричні евольвентні колеса)
- •13.2 Проектний розрахунок
- •Лекція№14
- •14.1 Визначення допустимих напружень на згин [σF]
- •14.2 Специфіка геометрії, роботи та розрахунку косозубих циліндричних коліс
- •14.3 Особливості розрахунку зубців циліндричних зубчатих коліс на міцність
- •14.4 Розрахунок на витривалість при згині
- •Лекція №15
- •15.1.Особливості розрахунку на контактну витривалість
- •15.2 Конічні зубчасті передачі
- •15.3 Основні геометричні й кінематичні параметри
- •Лекція №16
- •16.1 Оцінка та область застосування конічних зубчастих передач
- •16.2 Основи розрахунку на міцність
- •16.3 Розрахунок конічних зубчастих коліс на контактну міцність
- •17.1 Черв’ячні передачі
- •17.2 Класифікація черв’ячних передач
- •17.3 Види червя’ків
- •17.4 Зусилля в полюсі зачеплення черв’ячних передач
- •18.1 Розрахунок по напруженнях згину
- •18.2 Розрахунок на контактну міцність
- •18.3 Визначення допустимих напружень
- •18.4 Тепловий розрахунок черв’ячних передач
- •19.2 Передаточне відношення
- •19.3 Зусилля в зачепленнях
- •19.4 Специфіка розрахунку на міцність
- •19.5 Оцінка та область застосування
- •19.6 Хвильові механічні передачі (хмп)
- •19.7 Геометричні і кінематичні параметри коліс
- •20.2 Основи розрахунку на міцність
- •21.2 Передачі з гнучкими ланками Загальна кінематична схема
- •21.3 Види шківів
- •21.4 Схеми пасових передач
- •Кінематичні й геометричні параметри пасових передач
- •21.6 Напруження в пасах ( на прикладі плоскопасової передачі)
- •22.2 Розрахунок плоских пасів
- •22.3 Особливості розрахунку клинопасових передач
- •22.4 Розрахунок пасів на довговічність
- •22.4 Переваги й недоліки пасових передач, область застосування
- •23.2 Умови роботи та матеріли елементів ланцюгових передач
- •23.3 Основні геометричні і кінематичні параметри
- •23.4 Критерії роботоздатності та основи розрахунку на міцність
- •Лекція №24
- •24.1 Вали та осі
- •24.2 Розрахунки валів та осей
- •Послідовність розрахунку
- •24.4 Розрахунок вала на витривалість (втомлюваність матеріалу)
- •24.5 Розрахунок валів на жорсткість
- •25.1 Опорні ділянки валів та осей
- •25.2 Опори ковзання
- •25.3 Матеріали вкладишів
- •25.4 Розрахунок підшипників напівсухого
- •25.5 Розрахунок
- •25.6 Область застосування підшипників ковзання
- •26.2 Класифікація пк
- •26.3 Критерії роботоздатності та матеріали
- •26.4 Підбір стандартних пк
- •26.5 Визначення динамічної вантажопідйомності пк
- •26.6 Специфіка підбору радіально-упорних підшипників
- •Переваги, недоліки, область застосування
- •27.1 Муфти приводів
- •27.2 Класифікація муфт
- •I клас, I група
- •I клас, III группа:
- •II клас, iIгрупа
- •III клас (самокеровані):
- •27.3 Критерії роботоспроможності і основи розрахунку на міцність
11.4 Основи розрахунку на міцність
Основний вид руйнування - спрацювання (стирання) в зоні контакту під дією змінних контактних напружень, а також викришування робочих поверхонь від втомленості матеріалу.
Отже, важливо правильно підібрати матеріал котків для зони контакту. Підбирається матеріал за принципом максимально можливих значень коефіцієнта тертя ковзання f і сил зчеплення робочих поверхонь. З другого боку - матеріал повинен бути стійким проти спрацювання. Парадокс у тому , що гарне зчеплення мають звичайно матеріали, що є малостійкими проти спрацювання : гума, шкіра, деревина, пластмаси тощо. Через те на практиці часто роблять бандажовані котки (плакат, коментарі). Для суцільних котків застосовують сталь
високовуглецеву (з термообробкою), чавун і т.іп.
Залежно від виду матеріалу розрахунок котків на міцність різний. Є два види розрахунку на міцність.
При застосуванні для робочих поверхонь котків матеріалів , що легко зминаються (неметали) основний вид руйнування - спрацювання під дією розподіленого по площі контакту навантаження.
Розрахунок ведеться на обмеження питомого навантаження. Для випадку , наприклад , лінійного (теоретично) контакту (найбільш широко використовується циліндричні - конічні котки і т.п.):
(11.4.1)
де q - навантаження, що приходиться на одиницю довжини контактної лінії (рис.1), Н/м ;
Fn - нормальне зусилля в зоні контакту, Н;
b - довжина лінії контакту, мм;
kB - коефіцієнт, що враховує нерівномірність розподілу навантаження по довжині лінії контакту (практично це - прямокутна площадка, бо матеріал зминається) внаслідок прогину валів, перекосу катків, похибок виготовлення і монтажу валів, котків і т.д.
kB = 1.0...1.3
Звичайно величина [q] відома з таблиць, тому з рівняння (11.4.1) визначають b.
Далі
(11.4.2)
де dв1 беруть приблизно рівним діаметру вала електродвигуна - діаметр вала ведучого катка.
(11.4.3)
При застосуванні металів (сталь, чавун) основний вид руйнування - викришування робочих поверхонь котків під дією змінних у часі контактних напружень (втомленість матеріалу).
Умова міцності
σн (11.4.4)
де σн , [σ]н - дійсне та допустиме контактне напруження ( індекс Н пов’язано з першою літерою прізвища автора формули для визначення контактного напруження - HERZ (Г. Герц)
Формула Герца має різний вигляд залежно від того, який вид контакту котків (лінія, точка)
У вигляді початкового теоретичного контакту по лінії (циліндричні, конічні катки) :
σн =н (11.4.5)
де Е - зведений модуль пружності матеріалів котків в зоні контакту,
, (11.4.5)
Е1 - модуль пружності матеріалу ведучого котка, для сталі Е=2.15*105 МПа
Е2 - веденого котка.
При однаковому матеріалі (обидва котки, наприклад сталеві або чавунні) Е1= Е2=Е;
q - питоме навантаження в зоні контакту,
, (11.4.6)
коефіцієнт Пуассона (стала таблична величина, залежить від виду матеріалу) для сталі υ =0.3
- зведена кривизна робочих поверхонь котків в зоні контакту,
=, (11.4.7)
- радіуси кривизни поверхонь ведучого й веденого катків.
При зовнішньому дотиканні двох циліндрів (рис.1)
При зовнішньому дотиканні двох конусів (рис.2) :
(11.4.8)
(11.4.9)
Для лобового варіатора швидкості (рис.3) - маємо випадок контакту циліндра (ведучий каток) з площиною (ведений каток) Тому тут :
, (11.4.10)
тобто
(11.4.11)
За формулою (11.4.5) виконується перевірний розрахунок.
Проектний розрахунок виконується в такому порядку :
залежність (11.4.5), як рівняння з одним невідомим , вирішується відносно одного з основних геометричних параметрів передачі , звичайно це - між осьова відстань або діаметр ведучого катка d1.
Для цього в залежності (11.4.5) розшифровують величину , замінюють
(11.4.12)
де - коефіцієнт діаметра катка, для циліндричних катків =0,4...0,6 ;
замінюють також
Позитивні якості, недоліки, область застосування.
Позитивні якості : швидкохідність , плавність і безшумність , простота конструкції , запобіжні якості , можливість безступінчастого регулювання швидкості.
Недоліки : великі зусилля притискання котків , а звідси - підвищене спрацювання котків , підшипників та валів , знижений К.К.Д. , обмежена величина потужності , що передається , непостійне передаточне число внаслідок проковзування котків.
Область застосування : силові передачі застосовуються рідко і - до потужності ≈ 20квт. Безступінчасті варіатори швидкості застосовуються ширше, дуже широко - в кінематичних схемах приладів.Передаточне число :
Для силових передач -
Для приладів -
Лекція № 12