- •Лекция № 1 Взаимозаменяемость. Допуски и посадки
- •Термины и определения
- •Лекция №2 Допуски и посадки (продолжение)
- •2.1. Построение полей допусков
- •2.2. Основные понятия о посадках
- •2.3. Расчет предельных размеров деталей Метод «максимум – минимум».
- •Средний зазор:
- •Средний натяг:
- •2.4. Нанесение размеров с обозначением предельных отклонений или посадок
- •Лекция №3 Допуски и посадки (продолжение)
- •3.1. Вероятностный расчет полей допусков деталей и соединений
- •3.2. Расчет посадок с учетом температурной деформации
- •Лекция №4 Расчет размерных цепей
- •4.1 Основные понятия, термины и определения
- •4.1.1. Размерная цепь и ее звенья
- •4.1.2. Исходные и составляющие звенья
- •4.2. Основные формулы для расчета размерных цепей
- •4.3. Проектировочный расчет размерных цепей Расчет может быть выполнен двумя способами: способом равных допусков и способом одного квалитета (равноточных допусков).
- •4.3.1. Решение задачи проектировочного расчета способом равных допусков
- •4.3.2. Решение задачи проектировочного расчета способом одного квалитета
- •Лекция № 5
- •5.Отклонения формы, расположения и шероховатость поверхностей.
- •5.1. Шероховатость поверхностей.
- •5.2.1 Волнистость поверхности.
- •5.2.Отклонения формы и расположения поверхностей.
- •5.2.1.Отклонения формы
- •5.2.2. Отклонения расположения поверхностей.
- •Лекция №5
- •5.1. Выбор системы посадок
- •5.2. Рекомендации по выбору квалитета
- •5.3.1. Посадки с зазором
- •5.3.2. Переходные посадки
- •5.3.3. Прессовые посадки
- •Лекция № 6 Элементы приборных устройств. Валы и опоры
- •6.1 Общие сведения о валах, осях и опорах
- •6.2 Расчеты валов и осей
- •6.2.1. Расчеты на прочность
- •6.2.2. Расчет вала на крутильную прочность
- •Лекция №7 Валы и опоры (продолжение)
- •7.1 Расчет валов (продолжение)
- •7.1.1 Расчет вала на изгибную прочность
- •7.1.2 Расчет на крутильную жесткость
- •7.1.3 Расчет на изгибную жесткость
- •7.2. Опоры
- •7.2.1 Классификация.
- •7.2.2. Подшипники качения
- •Лекция №8 Шарикоподшипники
- •8.1 Шариковые подшипники качения
- •8.1.1 Конструкция
- •Лекция № 9 Подшипники
- •9.1 Понятие грузоподъемности стандартных подшипников
- •9.2 Грузоподъемность подшипников качения
- •9.3 Выбор подшипников по статической грузоподъемности
- •9.4 Выбор подшипника по динамической грузоподъемности
- •Лекция № 10
- •10.1 Трение в подшипнике качения
- •12.3. Посадки колец подшипника качения.
- •Лекция №11.
- •11.1 Подшипники скольжения.
- •11.1.1 Цилиндрические подшипники скольжения.
- •11.2 Основные параметры цилиндрических подшипников скольжения
- •11.2.1 Расчет подшипника скольжения
- •11.3 Момент трения подшипников скольжения
- •11.3.1 Расчет радиального момента трения.
- •11.3.2 Расчет осевого момента трения
- •Лекция № 12
- •12.1 Механические передачи.
- •12.2 Классификация по признакам
- •12.4. Силовое исследование передач
- •12.5. Динамические исследования передач
- •Лекция №13
- •13.1. Многоступенчатые зубчатые передачи. Основные понятия.
- •13.2. Классификация многоступенчатых зубчатых передач.
- •13.3. Виды передач в редукторе
- •13.4. Расчёт электромеханического привода.
- •13.4.1. Общие сведения об электромеханических приводах.
- •Лекция №14
- •14.1. Структурная схема нерегулируемого привода
- •14.2 Структурная схема регулируемого привода
- •Параметры регулируемых приводов:
- •14.3. Критерии работоспособности.
- •14.4. Основные характеристики и параметры приборных электродвигателей
- •1. Механическая характеристика.
- •2. Номинальная частота вращения nном и частота вращения холостого хода nхх. (ном ,XX).
- •14.6. Выбор двигателя по пусковому моменту
- •Лекция № 15 зубчатые передачи
- •15.1. Классификация.
- •По форме колёс и расположению геометрических осей
- •15.2. Основные понятия.
- •15.3. Основные параметры.
- •15.4. Основная теорема зацепления.
- •15.5. Общие требования к профилям зубьев.
- •Лекция № 16
- •16.1. Цилиндрическая эвольвентная зубчатая передача
- •16.2. Основные геометрические параметры эвольвентного цилиндрического зубчатого колеса
- •16.3. Виды зубчатых колёс в зависимости от толщины зуба по делительной окружности
- •1 6.4. Параметры при построении контакта эвольвентных профилей двух колес в зацеплении
- •Лекция № 17
- •17.1. Выбор участка эвольвенты для профиля зуба колеса
- •17.2. Элементы и параметры двух нулевых колёс эвольвентного профиля
- •17.3. Основные свойства эвольвентного зацепления.
- •Лекция № 18
- •18.1. Определение минимального числа зубьев колеса
- •18.2. Коррегирование эвольвентного зацепления
- •Лекция № 19 Расчёт зубчатых колёс на прочность
- •19.1 Виды повреждений зубьев.
- •Поломка зубьев при статических и динамических перегрузках.
- •Выкрашивание поверхности зубьев.
- •19.2. Силовые соотношения в прямозубых эвольвентных зубчатых передачах
- •19.3 Расчёт зубчатых передач на изгиб зубьев
- •19.4. Расчёт зубчатых колёс на контактную прочность.
- •19.5. Эвольвентные зубчатые передачи с внутренним зацеплением зубьев.
- •Лекция №20 Упругие элементы
- •20.1. Основные определения
- •20.2. Материалы упругих элементов
- •20.3. Основные параметры стержневых упругих элементов
- •Упругие элементы (продолжение)
- •21.2. Формулы для расчета геометрических параметров винтовой цилиндрической пружины
- •21.3. Пружины растяжения с начальным натяжением
- •21.4. Устойчивость пружин сжатия
- •21.5. Упругие несовершенства
- •Лекция №22 Плоские пружины
- •22.1. Формулы для определения геометрических параметров
- •22.2. Термобиметаллические пружины
- •22.2.1. Основные определения
- •22.2.2. Характеристики тб пружин
- •22.3. Маркировка пружин
- •Лекция № 23 червячная передача
- •23.1. Передаточное отношение червячной передачи
- •23.2. Геометрические и кинематические соотношения в червячной передаче
- •24.1. Скорость скольжения профилей зубьев в червячной передаче
- •24.2. Усилия в зацеплении червячной передачи
- •Передача «винт-гайка».
- •26.1. Кинематические и силовые соотношения в передаче
- •Лекция № 22 Планетарные передачи.
- •22.1. Определение по плану скоростей.
- •22.2. Определение i0 методом обращенного движения
- •Лекция № 27 Направляющие прямолинейного движения
- •Лекция №28 Муфты
- •28.1. Соединительные муфты
- •28.1. Втулочная муфта
- •28.2.Пальцевая (поводковая) муфта
- •28.3.Эластичные пальцевые муфты
- •Лекция№29 Предохранительные муфты
- •29.1.Место установки предохранительной муфты
- •29.3.Предохранительная фрикционная муфта
- •29.4.Кулачковая предохранительная муфта
- •29.2.Шариковая предохранительная муфта
- •28.4.Упругая муфта с винтовыми пружинами сжатия
- •Лекция№30 Потенциометры
- •30.1. Характеристики потенциометра
- •30.4.Конструкция
- •30.2. Расчёт потенциометров
- •30.3. Расчёт функционального потенциометра.
- •Лекция №31 Кулачковые механизмы
- •31.1. Основные сведения
- •31.2 Кинематика кулачковых передач
- •31.3. Силы в кулачковых передачах
- •31. 4. Программные механизмы
6.2 Расчеты валов и осей
Учитывая, что напряжения в материале валов и их деформация вызываются действием крутящих Мкр и изгибающих моментов Мизг, расчеты валов приборных передач основаны на фундаментальных условиях расчета на прочность и жесткость. Вращающиеся валы при работе испытывают циклически изменяющиеся напряжения, так как направление внешней нагрузки в любой конкретно существующей конструкции остается постоянным. Расчет осей ведется с учетом только изгибающих моментов Мизг.
6.2.1. Расчеты на прочность
Условия расчета на прочность
Где σmax – расчетное нормальное напряжение,
[σ] - допускаемое нормальное напряжение.
где σ-1 – предел выносливости при симметричной циклической нагрузке.
τmax – максимальное касательное напряжение.
Расчет валов начинается с выбора материала для их изготовления. Следующим этапом расчетов является составление расчетной схемы реальной конструкции. При проектировочных расчетах валы рассматриваются как прямые стержни, опирающиеся на шарнирные опоры, причем один шарнир является шарнирно-неподвижным, а другой – шарнирно-подвижным, что соответствует системе с тремя степенями свободы.
6.2.2. Расчет вала на крутильную прочность
Расчет вала на крутильную прочность является предварительным.
Он проводится в том случае, когда продольные размеры вала и места расположения колес на валу неизвестны.
Условие расчета на крутильную прочность имеет вид:
где [τ] – допускаемое касательное напряжение,
τпр – одно из предельных касательных напряжений для выбранного материала вала:
τв, τт, τ0, τ-1 ;
n – коэффициент запаса прочности приборного устройства, для работы устройства в лабораторных условиях n =1,5…2,5.
При отсутствии достаточных сведений о механических характеристиках выбранного материала вала в проектировочном расчете можно пользоваться эмпирической зависимостью:
В свою очередь допускаемые напряжения [σ] определяется по формуле:
При нормальных условиях работы σпр принимают равным пределу выносливости материала при симметричном цикле нагружения σ-1.
Крутящий момент, действующий на валу, является постоянным на участке вала между точками закрепления колес или других элементов конструкции, передающих этот момент.
Крутящий момент можно определить по формуле:
где Р - окружная сила, действующая по касательной в точке зацепления колеса и шестерни. Так как крутящий момент постоянен на данном валу
(Мкр = const ),то:
Расчетное значение максимального касательного напряжения определяется по формуле:
где Wр – полярный момент сопротивления для круглого поперечного сечения вала (мм3)
Выражая диаметр вала d из формулы, соответствующей условию крутильной прочности, окончательно получаем:
Полученное в результате расчета значение dвала округляется в большую сторону и выбирается из нормального ряда линейных размеров.
Лекция №7 Валы и опоры (продолжение)