Вопрос №3: Критерии работоспособности к расчетам деталей машин.
Основными критериями работоспособности машин являются прочность, жесткость и износоустойчивость, а в некоторых случаях теплостойкость и виброустойчивость.
Прочность – способность материала детали воспринимать нагрузки не разрушаясь и без значительных деформаций.
Основные критерии прочности – предел текучести, предел прочности и предел выносливости. Метод оценки прочности – расчет по допускаемым напряжениям по условиям прочности:
или
Жесткость – способность материала детали сопротивляться изменению формы и размеров при нагружении.
Изнашивание – процесс разрушения и отделения материала с поверхности твердого тела и накопления его остаточной деформации при трении. Результат изнашивания – износ.
Износостойкость – свойство материала сопротивляться изнашиванию в определенных условиях трения.
Теплостойкость – способность конструкции работать в пределах заданных температур в течении заданного времени.
Виброустойчивость – способность конструкции работать в заданном диапазоне режимов без недопустимых колебаний.
Самоторможение резьбы - Явление, возникающее при условии, когда угол подъёма винтовой линии резьбы меньше приведённого угла трения. Виды стопорения крепежа.
Все нарезные детали крепежа машин должны быть надежно застопорены от самоотвертывания. Несоблюдение этого правила приводит к самым серьезным последствиям; известны случаи, когда отвернувшиеся внутри механизма гайка или болт вызывали тяжелые аварии и выводили из строя дорогостоящие агрегаты.
Различают два основных способа стопорения. Позитивное (или жесткое) стопорение заключается в том, что стопоримая деталь соединяется со стопорящей деталью жесткой связью — стопором; отвертывание стопоримой детали невозможно без среза, разрушения или деформации стопора. К этому способу относится стопорение шплинтами, отгибными шайбами, пластинками, вязочной проволокой и т. д.
Другой способ заключается в создании повышенного трения между стопоримой и стопорящей деталями; этот способ называют фрикционным стопорением. К нему относится стопорение контргайками, упругими подкладными шайбами, самоконтрящимися гайками и т. д. Фрикционное стопорение менее надежно, чем позитивное; всегда существует опасность уменьшения силы трения и, как следствие, ослабление соединения. По этой причине во всех ответственных соединениях и в соединениях, расположенных внутри машины, применяют только позитивное стопорение (главным образом шплинтами). Менее ответственные соединения, ослабление которых не может вызвать аварии машины, а также наружные (доступные для наблюдения) соединения допускается стопорить фрикционным способом. Однако в этом случае необходим периодический контроль с подтяжкой ослабевших соединений.
Классификация редукторов Редукторы классифицируют по следующим основным признакам:
Тип передачи: зубчатые ,червячные, зубчато-червячные);
Число ступеней: одноступенчатые, двухступенчатые и т. д.
Тип зубчатых колес
цилиндрические,
конические,
коническо-цилиндрические и т. д.
Относительное расположение валов редуктора в пространстве:
горизонтальные,
вертикальные;
Особенности кинематической схемы:
развернутая соосная,
с раздвоенной ступенью и др.
Чаще всего сегодня применяются цилиндрические редукторы, имеющие высокие нагрузочную способность и КПД: одноступенчатые, двухступенчатые развернутой, раздвоеной и соосной схем, трехступенчатые развернутой и раздвоенной схем. Если компоновка машины и двигателя требует ортогонального расположения быстроходного и тихоходного валов (т. е. оси валов пересекаются под углом 90°), то применяются конические или коническо-цилиндрические двухступенчатые и трехступенчатые редукторы.
При соосном расположении рабочей машины и двигателя оптимальны планетарные редукторы — наиболее легкие и компактные при больших передаточных отношениях. Но их нельзя использовать для точных механизмов из-за сложностей с выборкой зазоров. К тому же, инерционность планетарных редукторов выше, чем у цилиндрических, из-за большого момента инерции водила.
Редукторы, в которых использованы червячные передачи (червячные цилиндрические, глобоидные, спироидные, червячно-цилиндрические и цилиндро-червячные) могут обеспечить высокое передаточное отношение при низком уровне шума, но имеют низкие КПД и ресурс. Редуктор и электродвигатель часто объединяют в один компоновочный блок, который называют мотор-редуктором. Как универсальные элементы привода, эти блоки находят свое применение практически во всех областях промышленности. Использование мотор-редукторов позволяет значительно упростить и удешевить конструкцию привода, снизить его габариты, а также затраты на обслуживание. Редукторы стандартизованы и серийно выпускаются специализированными машиностроительными заводами. А поскольку потребности отраслей промышленности весьма многобразны, разновидностей редукторов тоже немало.