пик2 (Пример домашнего задания)

2017-12-28СтудИзба

Описание файла

Файл "пик2" внутри архива находится в папке "Пример домашнего задания". Документ из архива "Пример домашнего задания", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "проектирование и конструирование машин и роботов (пик)" из 6 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "курсовые/домашние работы", в предмете "проектирование и конструирование машин и роботов" в общих файлах.

Онлайн просмотр документа "пик2"

Текст из документа "пик2"

В учебниках и справочниках по деталям машин к достоинствам фрикцион­ных передач обычно относят простоту формы тел качения и равномерность вра­щения. В качестве недостатков отмечают: большие нагрузки на валы и под­шипники, необходимость специальных нажимных устройств, опасность повреж­дения при буксовании и невозможность получения точных средних передаточ­ных отношений. Из этой характеристики следовало, что применять их можно лишь для неответственных передач при небольших нагрузках. Указание на рав­номерность вращения хотя и заманчиво для высокоскоростных передач, однако не может быть реализовано по причине указанных недостатков.

Основным недостатком, ограничивавшим до последнего времени область применения и сдерживавшим развитие фрикционных передач, являлась необходи­мость создания больших сил взаимного прижатия рабочих тел. Во фрикционных передачах полезная нагрузка передается за счет сил трения, развивающихся на площадках соприкасания рабочих тел. При этом сила прижатия рабочих тел в 1 /f раз больше реализуемой силы трения. Коэффициент трения f в зависимости от материалов и условий контакта изменяется в пределах от 0,20 до 0,05. Сле­довательно, сила прижатия превосходит полезную передаваемую силу в 5 — 20 раз. С учетом необходимого запаса сцепления, зависящего от характера нагружения передачи, необходимая сила прижатая будет еще больше.

Этот недостаток и ограничивал применение фрикционных передач из усло­вия передаваемой нагрузки. При этом ограничение по несущей способности определялась не прочностью рабочих тел (как в зубчатых передачах, где не­сущая способность определяется прочностью, зубьев), а прочностью подшип­ников и валов. С целью снижения нагрузок на валы и подшипники, применялись клинчатые рабочие тела, а также конические и цилиндрические тела с поверх­ностным слоем из неметаллических материалов, обладающих высокими коэффи­циентами трения скольжения. Эти частичные решения приводили одновременно к увеличению габаритов передачи и поэтому не давали решающих преимуществ.

Рациональное разрешение задачи о повышении несущей способности фрикционных передач может быть достигнуто лишь путем разработки передач с валами и подшипниками, разгруженными от усилий прижатия рабочих тел. Таким образом преодолевается лимитирующее влияние грузоподъемности подшипников и прочности валов на несущую способность фрикционных пере­дач и появляется возможность применения стальных рабочих тел, допускаю­щих высокие контактные напряжения на площадках контакта.

В разное время был предложен ряд фрикционных передач с разгружен­ными от сил прижатия валами. Анализ их показал, что все они имели недос­татки, в силу которых не могли конкурировать с зубчатыми передачами, и по­этому не получили промышленного применения.

Исследования, проведенные в ВВИА, привели к разработке соосных фрикционных передач с цилиндрическими рабочими телами, в которых усилия прижатия не передавались на подшипники и валы. Разработанные передачи выполнены по схеме планетарного редуктора (рис. 1) и различаются лишь способом прижатия рабочих тел.

При вращении ведущего вала — солнечного колеса 1 прижатые к нему сателлиты 2 обкатываются по внутренней поверхности охватывающего непод­вижного коронного колеса — кольца 3. Оси сателлитов, помещенные на под­шипниках (на схеме они не показаны) в радиальных прорезях выступающих щек водила 4, увлекают его за собой. Выступающий конец водила является выходным валом планетарного редуктора. Если водило 4 закрепить неподвиж­но, то получится соосная передача с тремя переборами 2, по которым разветв­ляется поток мощности. В этих передачах прикатив рабочих тел осу­ществляется за счет деформирования либо охватывающего кольца 3, либо гильзы ведущего вала 1, либо того и другого. При этом одновременно обеспе­чивается также свобода радиальных перемещений промежуточных тел, что приводит к разгрузке подшипников от усилий прижатия рабочих тел. Такие передачи получили общее название фрикционных передач с замкнутыми нор­мальными силами прижатая.

Рис.1. Схема планетарной фрикционной передачи с цилиндрическими поверх­ностями рабочих тел и замкнутыми силами прижатия

Рис.2. Графики сравнительной несущей способности фрикционных и зубчатых передач

Прижатие рабочих тел осуществляется либо путем изготовления рабочих тел с соответствующими допусками и последующей сборкой с натягом, либо путем применения специального нажимного устройства, размещенного на кольце 3 или в гильзе вала 1 (стрелки на рис. 1 указывают усилия, вызываю­щие деформацию). Деформирование гильзы 1 возможно лишь в случае, когда размеры гильзы позволяют размещать нажимные устройства внутри нее.

По способу действия нажимное устройство может быть выполнено с по­стоянным (статическим) усилием прижатия или с переменным (динамиче­ским), которое автоматически изменяется с изменением передаваемой нагруз­ки. В передачах с постоянным усилием прижатия расчетное усилие прижатия назначается с учетом возможных толчков и ударов для исключения в этом случае возможного проскальзывания. Кроме того, для этих передач усилие прижатия с износом будет несколько уменьшаться, что потребует подтяжки нажимного устройства в процессе длительной эксплуатации. Этот вариант прижатия рабочих тел, очевидно, целесообразен для передач, работающих при спокойной нагрузке. Для большинства авиационных силовых установок и главных корабельных приводов достаточно постоянного усилия прижатия.

В передачах с постоянным усилием прижатия величина контактных на­пряжений, соответствующая максимальным нагрузкам, не меняется. Передачи с переменным усилием прижатия более совершенны. Контактные напряжения на площадках касания рабочих тел таких передач в каждый момент времени соответствуют передаваемым нагрузкам. Снижение расчетного уровня кон­тактных напряжений в передачах с переменным усилием прижатия повышает их технико-экономические характеристики. Существует достаточное количе­ство нажимных устройств, различающихся как принципом действия, так и конструкцией. Принцип действия и конструкция нажимного устройства зави­сят от назначения передачи и условий ее эксплуатации.

Усилия прижатия рабочих тел, как видно из схемы рис.1, не воспринима­ются подшипниками, а замыкаются на валу 1 и охватывающей кольце 3. Сле­дует отметить, что охватывающее кольцо 3 конструктивно может быть выпол­нено в виде корпуса редуктора с внутренней цилиндрической рабочей поверх­ностью или в виде самостоятельной детали, установленной в корпусе. Проме­жуточные тела 2 представляют собой цилиндрические катки на осях. Их оси устанавливается на подшипниках и водиле 4 таким образом, чтобы обеспечи­валась возможность их радиального перемещения относительно оси водила. Свобода радиальных перемещений промежуточных тел 2 необходима для вы­равнивания нагрузки между ними. Однако, это необходимое условие является недостаточным.

Достаточным условием для выравнивания нагрузки на сателлитах будет обеспечение свободы самостоятельной установки охватывающему кольцу 3 или ведущему валу 1. Конструктивное оформление возможности самоустанов­ки указанных элементов 1 и 3 не представляет затруднений. Для этого можно, например, посадить вал 1 или кольцо 3 на эвольвентные шлицы. С точки зре­ния, упрощения конструкции фрикционной передачи предпочтительнее уста­новка на шлицы вала 1. В этом случае кольцо 3 может быть выполнено заодно с корпусом или в виде гильзы, закрепленной в корпусе.

При работе передачи промежуточные тела 2 обкатываются по валу 1 и ко­лесу 3 без скольжения. Из этого следует, что потери в рассматриваемых фрик­ционных передачах будут много меньше, чем в зубчатых передачах. В связи с малыми потерями появляется возможность осуществления фрикционных пе­редач без охлаждения маслом. При работе без смазки фрикционные передачи будут обладать наибольшей экономической эффективностью. Их масса и габа­риты будут наименьшими вследствие большего значения коэффициента тре­ния скольжения и больших допускаемых контактных напряжений.

Как следует из рассмотрения конструкции и кинематики соосных фрик­ционных передач, вибрации и шум в них могут возникать лишь при относительном качении цилиндрических рабочих тел. Другими словами, природа возникновения шума и вибраций рассматриваемых фрикционных передач аналогична таковым для роликовых подшипников в зоне нагружения. Следовательно, уровень шума и вибраций будет зависеть от величины отклонений рабочих поверхностей от цилиндрической формы и будет соответствовать примерно уровню шума тяжело нагруженных подшипников или быть даже меньше, поскольку рабочие тела фрикционных передач всегда прижаты с усилием друг к другу, а в подшипниках между ними имеется зазор.

Сложилось мнение, что нагрузочная способность фрикционных передач существенно ниже, чем зубчатых. Поэтому их применение возможно якобы лишь в механизмах с малыми нагрузками. Легко показать ошибочность мне­ния, исходя из прочности рабочих тел фрикционной передачи. Для этого рас­смотрим две передачи: зубчатую с размерами зубчатых колес dω1, dω2, bω и фрикционную с размерами катков d1, d2 и b. Положим, что материалы и разме­ры зубчатых колес в фрикционных катков одинаковы, т.е.:

dω1= d1; dω2 = d2; bω = b; Епр.з = Епр.ф (1)

где Епр.з, Епр.ф — приведенные модули упругости материалов.

При сравнении нагрузочной способности передач будем исходить из кон­тактной прочности их рабочих тел. Рассматриваем, естественно, передачи с высокой твердостью рабочих поверхностей, обладающих наибольшей нагру­зочной способностью. Примем, что для зубчатых передач с высокой твердо­стью рабочих поверхностей, как и для фрикционных передач, именно контакт­ная прочность будет лимитирующей. Полагая в основу уравнения прочности формулу Герца для стальных материалов:

(2)

Определим окружное усилие, которое может быть реализовано в сравни­ваемых передачах. Выразим входящие в условие прочности величины че­рез параметры рассматриваемых передач. Будем иметь:

  • для зубчатой передачи

(3)

  • для фрикционной передачи

(4)

Где

Ft,Ft— соответственно окружные усилия для зубчатой и фрикционной передачи;

α, β — угол зацепления и угол наклона зубьев зубчатой передачи;

Kз — коэффициент нагрузки зубчатой передачи, учитывающий кон­центрацию нагрузки по длине зуба и дополнительные динамические нагрузки;

Kф — коэффициент запаса сцепления фрикционной передачи;

f — коэффициент трения скольжения;

— передаточное число.

Подставим найденные значения из (3), (4) и (2) и, учитывая соотношение (1), найдем отношение окружных усилий фрикционной и зубчатой передач

(5)

Где H]в, [σH]з — соответственно допускаемые контактные напряжения для фрикционных и зубчатых передач.

Допускаемые контактные напряжения для зубчатой и фрикционной пере­дач будут неодинаковы вследствие разных условий на площадках соприкаса­ния рабочих тел. Для зубчатой передачи характерно скольжение зубьев в про­цессе работы. Допускаемые напряжения в зубчатых передачах зависят от ма­териала и химико-термических видов обработки. Фрикционные передачи по условиям напряженного состояния на площадках контакта ближе к роликовым подшипникам; рабочие тела катятся без скольжения относительно друг друга, на площадках контакта имеются нормальные и касательные силы. Вообще при одновременном действии нормальных и касательных сил напряженное состоя­ние материала будет подсчитываться по зависимостям, отличающимся от ре­шения Герца. Однако, если отношение касательных сих к нормальным не пре­вышает 0,2, то уровень нормальных напряжений не превышает уровня нор­мальных напряжений при отсутствии касательных сил. С ростом касательных сил до указанного отношения 0,2 возрастают лишь глубинные напряжения, достигал при 0,2 значения поверхностных напряжений. На основании этого при расчете фрикционных передач можно до появления экспериментальных данных принимать допускаемые напряжения равными допускаемым напряже­ниям для роликовых подшипников. Как известно, для роликовых подшипни­ков допускаемые напряжения доходят до 3000...3500МПа.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5076
Авторов
на СтудИзбе
455
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее