Билеты. БИЛЕТЫ. Основные понятия и аксиомы статики
 Скачать 1.03 Mb.
|
|
Критерий работоспособности и расчета детали машин. Работоспособностью называют такое состояние деталей, при котором они способны нормально выполнять заданные функции с параметрами, установленными нормативно-технической документацией (стандартами, техническими условиями и т. п.). Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин: - прочность; - жесткость; - износостойкость; - коррозионная стойкость; - теплостойкость; - виброустойчивость. Прочность – главный критерий работоспособности большинства деталей, характеризующий длительную и надежную работу машин. Этим критерием оценивают способность детали сопротивляться разрушению или пластическому деформированию под действием приложенных к ней нагрузок. Жесткость характеризуется изменением размеров и формы детали под нагрузкой. Расчет на жесткость предусматривает ограничение упругих перемещении деталей в пределах, допустимых для конкретных условий работы. Такими условиями могут быть условия работы сопряженных деталей (например, качество зацепления зубчатых колес и условия работы подшипников ухудшаются при больших прогибах валов) и технологические условия (например, точность и производительность обработки на металлорежущих станках в значительной степени определяются жесткостью станка и обрабатываемой детали). Изнашивание – процесс постепенного изменения размеров деталей в результате трения. При этом увеличиваются зазоры в подшипниках, в направляющих, в зубчатых зацеплениях, в цилиндрах поршневых машин и т. п. Увеличение зазоров снижает качественные характеристики механизмов – мощность, КПД, надежность, точность и пр. Теплостойкость. Нагрев деталей машин может вызвать следующие вредные последствия: понижение прочности материала и появление ползучести; понижение защищающей способности масляных пленок, а следовательно, увеличение изнашивания деталей; изменение зазоров в сопряженных деталях, которое может привести к заклиниванию или заеданию; понижение точности работы машины (например, прецизионные станки). Чтобы не допустить вредных последствий перегрева на работу машины, выполняют тепловые расчеты и, если необходимо, вносят соответствующие конструктивные изменения (например, искусственное охлаждение). Виброустойчивость Вибрации вызывают дополнительные переменные напряжения и, как правило, приводят к усталостному разрушению деталей. В некоторых случаях вибрации снижают качество работы машин. Основные понятия о передачах. Назначение передач. Передачами называют механизмы, служащие для передачи механической энергии на расстояние. При этом функции передачи энергии, как правило, совмещают с решением следующих основных задач: согласование угловых скоростей рабочих органов машин и двигателей, которое обеспечивается путем преобразования угловой скорости w и вращающего момента М при постоянной мощности двигателя Р; преобразование вращательного движения двигателя в поступательное, винтовое или другое движение рабочего органа машины. По принципу передачи движения от ведущего звена к ведомому передачи делятся на две группы: передачи трением – с непосредственным контактом жестких тел(фрикционные) и гибкой связи(ременные); передачи зацеплением – с непосредственным контактом твердых тел (зубчатые, винтовые и червячные) и гибкой связью (цепные). Кинематические и силовые соотношения в передачах. Во всех механических передачах различают два основных звена: входное (ведущее 1) и выходное (ведомое2 ). Передача, состоящая только из ведущего и ведомого звеньев, называется одноступенчатой. Основные характеристики передач: мощность Р на ведущем и Р2 (кВт) и угловая скорость w1 ведущего и w2 ведомого валов ( рад/с). Эти характеристики минимально необходимы и достаточны для выполнения проектировочного расчета любой передачи. Кроме основных различают производные характеристики: Коэффициент полезного действия (КПД) η = Р2 / Р1 Окружная скорость ведущего или ведомого звена (м/с) v = ωd/2, где d – диаметр катка, шкива, колеса и др., м. Окружная сила передачи (Н) Ft = P / v = 2M / d, где Р – в Вт. Вращающий момент (Н*м) М = P / ω = Ftd/2, где Р – в Вт; d – в м; ω – в рад/с. Передаточным отношением механической передачи называется отношение угловой скорости ведущего звена к угловой скорости ведомого звена. u12 = ω1 / ω 2 = n1 / n2, где ω – в рад/с; n – в мин-1. 39. Зубчатые передачи. В технике зубчатыми передачами на ведомом валах называются такие механизмы, которые осуществляют передачу вращательного движения с одного вала на другой и при этом изменяют частоты вращения с помощью зубчатых колес и реек. Классификация видов зубчатых передач по расположению осей вращения: Цилиндрическая передача состоит из колёсной пары обычно с разным числом зубьев. Оси зубчатых колёс в цилиндрической передаче параллельны. Отношение чисел зубьев называется передаточным отношением. Малое зубчатое колесо называется шестернёй, большое — колесом. Если шестерня ведущая, а передаточное число больше единицы, то говорят о понижающей передаче. Частота вращения колеса будет меньше частоты вращения шестерни. Одновременно при уменьшении угловой скорости увеличивается крутящий момент на валу. Если передаточное число меньше единицы, то это повышающая передача. Коническое зацепление. Характеризуется тем, что оси зубчатых колёс пересекаются и вращение передаётся между валами, которые расположены под определённым углом. В зависимости от того, какое колесо в передаче ведущее, они тоже могут быть повышающими и понижающими. Червячная передача имеет скрещивающиеся оси вращения. Большие передаточные числа получаются из-за соотношения числа зубьев колеса и числа заходов червяка. Червяки используются одно-, двух- или четырехзаходные. Особенностью червячной передачи является передача вращения только от червяка к червячному колесу. Обратный процесс невозможен из-за трения. Система самотормозящаяся. Этим обусловлено применением червячных редукторов в грузоподъёмных механизмах. 40. Валы и оси. Зубчатые колеса, шкивы, звездочки и другие вращающиеся детали машин устанавливают на валах и осях. Валы и оси предназначены для поддержания сидящих на них деталей, но валы ещё и передают вращающие моменты. Оси могут быть неподвижными или вращаться вместе с насаженными на них деталями. По конструкции прямые валы и оси мало отличаются друг от друга. Прямые валы и оси могут быть гладкими или ступенчатыми, по типу сечения - сплошными и полыми. Участки вала или оси, лежащие в опорах, называются цапфами. Они подразделяются на шипы, шейки и пяты. Шипом называется цапфа, расположенная на конце вала или оси. А шейкой - расположенная в средней части вала или оси. Пятой называют цапфу, передающую осевую нагрузку. Опорами для шипов, шеек и пят служат подшипники и подпятники. Муфты. Муфтой называется устройство для соединения концов валов или для соединения валов со свободно сидящими на них деталями. Назначение муфт – передача вращающего момента без изменения его значения и направления. Постоянные. Глухие муфты соединяют соосные валы в одну жесткую линию. Применяются в тихоходных приводах. Втулочная муфта – втулка, насаживаемая на концы валов. Применяются для передачи небольших вращающих моментов. Фланцевая муфта – две полумуфты стянутые болтами. Жесткие компенсирующие муфты – предназначены для соединения валов с компенсацией радиальных Δ, осевых λ и угловых γ смещений, возникающих вследствие неточности изготовления и монтажа. Упругие муфты – они смягчают точки и удары, служат посредством защиты от резонансных крутильных колебаний, возникающих вследствие неравномерного вращения. Управляемые. Сцепные муфты служат бля быстрого соединения и разъединения валов при работающем двигателе. Применяются при строгой соосности валов. 41. Подшипники скольжения. В большинстве случаев они состоят из корпуса, вкладыша и смазывающих устройств. Основным элементом подшипника скольжения является вкладыш, внутренняя поверхность которого в процессе работы находится в состоянии скольжения относительно поверхности цапфы. Подшипники скольжения работают надежно в высокоскоростных приводах и способны воспринимать ударные и вибрационные нагрузки. Смазка для них может быть полужидкостная и жидкостная, которая подается в подшипник по ходу вращения цапфы через масленки разнообразных конструкций. Подшипники качения. Подшипники качения представляют собой готовый узел, основным элементом которого являются тела качения - шарики или ролики, установленные между кольцами и удерживаемые на определенном расстоянии друг от друга обоймой. В процессе работы тела качения катятся по дорожкам колец, одно из которых обычно неподвижно. Подшипники качения различают по форме тел качения – шариковые и роликовые и по направлению воспринимаемой нагрузки - радиальные, радиально-упорные, упорно-радиальные и упорные, причем ролики могут быть цилиндрическими, коническими, бочкообразными, игольчатыми и витыми. Выбор типа подшипников зависит от его назначения, направления и величины нагрузки, угловой скорости, режима работы, стоимости подшипника и особенностей монтажа. Смазочные материалы в подшипниках качения уменьшают трение и шум, отводят теплоту, защищают подшипник от коррозии, заполняют зазоры в уплотнениях, обеспечивая герметизацию подшипникового узла. В зависимости от условий работы применяют различные способы подачи масла в подшипники (капельное смазывание и др.). В редукторах и коробках передач часто применяют подачу масла разбрызгиванием из масляной ванны одним из быстровращающихся колес. Твердые смазочные материалы (графит и др.) применяют в распыленном состоянии для подшипников, работающих при температурах свыше 3000 С. |