53. Валы и оси.
Использованная литература: 3, стр.44; 1, стр. 269;
Ось – деталь, служащая для удержания колёс и центрирования их вращения. Вал – ось, передающая вращающий момент. Форма вала определяется распределением изгибающих и крутящих моментов по его длине. Правильно спроектированный вал представляет собой балку равного сопротивления. Валы и оси вращаются, а следовательно, испытывают знакопеременные нагрузки, напряжения и деформации. Поэтому поломки валов и осей имеют усталостный характер.
Классификация.
Валы:
Прямые;
Коленчатые;
Гибкие;
Оси:
Прямые;
Фасонные;
54. Расчет валов.
Использованная литература: 4, стр. 296;
Проектный расчет.
Исходные данные: крутящий момент, частота вращения, размеры основных деталей на валу.
1) Предварительная оценка диаметра вала, ориентируясь на диаметр сопряженного вала или по формулам:
2) Разработка конструкции.
3) Проверочный расчет.
Расчёт вала на выносливость.
Выполняется как проверочный на стадии рабочего проектирования, когда практически готов рабочий чертёж вала, т.е. известна его точная форма, размеры и все концентраторы напряжений: шпоночные пазы, кольцевые канавки, сквозные и глухие отверстия, посадки с натягом, галтели (плавные, скруглённые переходы диаметров).
При расчёте полагается, что напряжения изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные напряжения кручения – по отнулевому пульсирующему циклу.
Проверочный
расчёт вала на выносливость по существу
сводится к определению фактического
коэффициента запаса прочности
,
который сравнивается с допускаемым:
где
и
– пределы выносливости материала вала
при изгибе и кручении с симметричным
циклом;
и
– эффективные коэффициенты концентрации
напряжений при изгибе и кручении,
учитывающие галтели, шпоночные канавки,
прессовые посадки и резьбу;
и
–
масштабные коэффициенты диаметра вала;
и
–
амплитудные значения напряжений;
и
– средние напряжения цикла;
и
– коэффициенты влияния среднего
напряжения цикла на усталостную прочность
зависят от типа стали.
55. Подшипники скольжения. Общие сведения, условия работы и критерии расчета.
Использованная литература: 4, стр. 308;
Подшипники
скольжения применяют при необходимости
разъемной конструкции по условиям
сборки; высокоскоростные подшипники
(
);
при особых требованиях к точности
положения валов и радиальным зазорам;
при особых условиях работы; дешевые
тихоходные механизмы.
Классификация.
По форме рабочей поверхности подшипника (цапфы):
Цилиндрическая;
Плоская;
Коническая;
Шаровая;
По виду нагрузки и расположению на валу:
Шип;
Шейка;
Пята;
Условия работы.
Работа сил трения нагревает подшипник и цапфу. Чем больше нагрев, тем интенсивнее должно быть тепловыделение. Температура подшипника ограничена материалом и сортом смазки. Перегрев подшипника является основной причиной поломки.
Работа подшипника сопровождается износом вкладыша и цапфы, при достижении предельного значения которого подшипник бракуют. Вкладыши могут разрушаться под действием ударных перегрузок.
Режимы трения.
Различают жидкостный и полужидкостный режимы. При жидкостном поверхности цапфы и вкладыша полностью разделены слоем масла и не соприкасаются. При полужидкостном происходит одновременно жидкостное и граничное трение – трение граничными пленками, образованными смазкой на поверхности. При этом износ подшипника происходит даже без абразивных частиц внутри.