18. Усилия и моменты, действующие в резьбовом моединении. Кпд резьбы. Условие самоторможения

;

;

Допущения:

• Вся нагрузка передается одним прямоугольным витком;

• Нагрузка распределенная по поверхности витка заменяется одной сосредоточеной

• Момент представляется как окружное усилие, приложенное на среднем диаметре к элементу гайки

• 

;

Для профилей отличных от прямоугольного все сохраняется, только ввожится приведенный коэффициент трения:

Условие самоторможения:

Предотвращение самоторможения:

1. Повышение трения в резьбе (контр. Гайки)

2. Увеличение трения на поверхности гайки (шайба гровера)

3. Жесткое соединение гайки с деталью

4. Жесткое соединение гайки со стержнем болта

19. Расчет элементов резьбы на прочность

Нагрузка по виткам распределена неравномерно, наибольшая нагрузка на первый виток.

Поэтому выполнять большое количество витков нецелесообразно.

В расчетных моделях применяется равномерное распределение нагрузки по виткам.

Для повышения равномерности нагрузки применяют доп. конструктивные решения:

1. На большей части гайки создают одинаковые деформации с деформациями болта;

2. Разгрузка наиболее нагруженных витков;

3. Применение гайки с меньшими модулями упругости (бронза, латунь)

1. Смятие резьбы по кольцевой поверхности

2. Изгиб витка

3. Сдивиг витка

4. Растяжение болта

Резьба проектируется так чтобы было соблюдено условие равнопрочности – равновероятное разрушение по всем критериям.

Для стандартной гайки наиболее опасный критерий – растяжение.

20. Расчет ненапряженного и напряженного болтового соединения

Ненапряженное болтовое соединение

• Нет внешней нагрузки (нет напряженного болта)

• Нет предварительной затяжки

Напряженное болтовое соединение

21. Расчет болтового соединения, нагруженного силами, сдвигающими детали в стыке

1. Чистый болт

2. Черный болт

С точки зрения надежности с чистым болтом лучше, но не технологично. Проще с черным болтом. Габариты в чистом меньше.

22. Расчет эксцентрично нагруженного болта

Для предупреждения эксцентричного нагружения применяют дополнительные конструктивные мероприятия:

• Применение косых шайб;

• Подторцовка;

• Бобышка;

• Шайбы из более податливого материала;

• Применение сферических шайб

23. Расчет резьбовых сединений при действии нагрузки, расекрывающей стык в деталях

Условие совместности деформаций:

;

24. Расчет резьбовых соединений при действии переменных нагрузок

1. Болты рассчитываются по нераскрытию по максимальной величине циклического нагружения

2. Проверяется стержень болта на действие циклического нагружения

25. Расчет групповых болтовых соединений, нагруженных моментом и силой, сдвигающими детали в стыке

1. Определ-ся критерий работоспособности всей конструкции

2. Находится наиболее нагруженный болт и определяется внешняя нагрузка на его элемент

3. Болт относится к одному из рассмотреных случаев

4. Определяется нагрузка на него и выполняется расчет

5. Остальные болты в группе принимаем одинаковыми

Допущения:

• Поверхности стыка имеют оси симметрии;

• Поверхности стыка при нагружении остаются плоскими;

• Все болты одинаково затянуты

1. 

2. 

Теорема косинусов:

26. Расчет групповых болтовых соединений, нагруженных моментом и силой, раскрывающими стык деталей

1. 

2. 

3. 

4. 

Усилие предварительной затяжки определяется как большее из двух условий:

1. Отсутствие раскрытия стыка

2. Отсутствие сдвига

27. Особенности расчета ходовых и грузовых винтов

Применение:

• Создание больших осевых усилий

• Осуществление медленных и точных перемещений

Болт:

1. Растяжение/сжатие

2. Изнашивание резьбы

3. Потеря устойчивости

Гайка:

1. Смятие опорной поверхности гайки

2. Растяжение

3. Срез буртика

28. Расчет соединений с гарантированным натягом

Применяется для соединения и передачи нагрузок в деталях типа вал-втулка.

Натяг – отрицательная разность между действительными размерами отверстияи действительного размера вала.

Сборка:

• Механическая

• Тепловая

По этому значеию вибирается стандартная посадка.

29. Шпоночные соединения. Расчет призматической шпонки

Служат для соединения деталей и передачи момента между деталями типа вал-втулка.

Бывают:

• Напряженные (клиновые)

• Ненапряженные (призматические, сегментные, цилиндрические)

30. Шлицевые соединения и их расчет

Представляют собой многошпоночное соединение, в котором шпонки выполнены за одно целое с валом.

Достоинства:

• Большая нагрузочная способность (меньшие габариты при одинаковой нагрузке)

• Меньшая концентрация напряжений

• Технологичны

31. Передачи. Их основные характеристики. Фрикционные передачи. Принцип действия

Передачи предназначены для согласования работы двигателя с работой исполнительного мехмнизма.

Передачи по принципу работы разделяются на:

• Передачи зацеплением:

• с непосредственным контактом (зубчатые и червячные);

• с гибкой связью (цепные, зубчато-ременные).

• Передачи трением (сцеплением трущихся поверхностей):

• с непосредственным контактом поверхностей (фрикционные);

• с гибкой связью (ременные).

По Виду энергии:

• механические;

• электрические;

• гидравлические;

• пневматические

Причины применения передач:

1. оптимальные режимы работы двигателя не всегда совпадают с оптимальным режимом работы исп. механизма;

2. Необходимость регулирования скорости работы и моментов на исполнительном органе при постоянных параметрах двигателя;

3. Необходимость преобразования одного вида движения в другой;

4. нет возможности непосредственно соединить двигатель и исп. механизм

Основные параметры передач:

1. мощность (нагрузочная способность)

2. быстроходность

3. передаточное отношение (опред. в направлении потока мощности)

Производные параметры:

1. КПД

2. мощность, потеряная в передаче

В фрикционных передача нагрузки осуществляется за счет сил трения.

Достоинства фрикционных передач:

• простота тел качения;

• равномерность вращения, что удобно для приборов;

• возможность плавного регулирования скорости;

• отсутствие мёртвого хода при реверсе передачи.

Недостатки фрикционных передач:

• потребность в прижимных устройствах;

• большие нагрузки на валы, т.к. необходимо прижатие дисков;

• большие потери на трение;

• повреждение катков при пробуксовке;

• неточность передаточных отношений из-за пробуксовки.

Основными видами поломок фрикционных передач являются:

• усталостное выкрашивание (в передачах с жидкостным трением смазки, когда износ сводится к минимуму);

• износ (в передачах без смазки);

• задир поверхности при пробуксовке.