Виды нагрузок, действующие на детали машин
2. Виды нагрузок, действующие на детали машин.
Нагрузки на детали машин и напряжения в них, как известно, могут быть постоянными и переменными по времени.
Нагрузки на детали машин делятся на:
· номинальные
· расчетные
Расчетная нагрузка Ррасч определяется произведением номинальной нагрузки и коэффициента нагрузки К:
К учитывает динамичность нагрузки и некоторые другие факторы.
По характеру действия нагрузки делят на:
Рекомендуемые материалы
1. статические – длительно действующие на деталь, но постоянно и медленно изменяющиеся в период снятия и приложения нагрузки.
2. повторные или переменные установившегося и неустановившегося режимов.
3. нагрузки малой продолжительности или ударные с коротким циклом изменения напряжения.
Детали, подверженные постоянным напряжениям в чистом виде, в машинах почти не встречаются. Постоянная, неподвижная в пространстве нагрузка вызывает во вращающихся деталях (валах, осях, зубьях зубчатых колёс) переменные напряжения. Однако некоторые детали работают с мало изменяющимися напряжениями, которые при расчёте можно принимать за постоянные. К таким деталям могут быть отнесены детали с большими нагрузками от силы тяжести (в транспортных и подъёмно – транспортных машинах), детали с большой начальной затяжкой (заклёпки, часть крепёжных винтов и пружин) и детали с малым общим числом плавных нагружений.
Переменные напряжения, прежде всего, характеризуются циклом изменения напряжений (отнулевым, знакопеременным симметричным и ассиметричным знакопостоянным или знакопеременным циклами).
Нагрузки могут изменяться плавно или прикладываться внезапно (удары). Существенные ударные нагрузки действуют в машинах ударного действия и в транспортных машинах. Удары также бывают связаны с работой механизмов(переключением зубчатых колёс и кулачковых муфт на ходу, использованием упоров и т.д.), с погрешностями изготовления и увеличенными зазорами в сопряжениях. Очень опасны удары при авариях. Основная характеристика сопротивления удару – ударная вязкость.
Статическим нагрузкам соответствуют статические напряжения, неизменяющиеся в течение длительного времени ни по величине, ни по направлению: заклепки, часть крепежных винтов и пружин, элементы котлов и резервуаров.
Переменным нагрузкам соответствуют переменные напряжения, которые характеризуются циклом изменения напряжения.
В деталях машин возникают следующие циклы:
1) Пульсационный или отнулевой цикл, при котором напряжения изменяются от 0 до max и обратно до нуля (зубья зубчатых колес, работающих в одну сторону, штоки, толкатели и шатуны тихоходных машин, малонагруженные при обратном ходе).
Вычислим некоторые параметры этого цикла:
· среднее напряжение цикла:
· амплитуда:
· коэффициент симметрии:
Растяжение – со знаком «+», сжатие – с «–», кручение – «+» или «–» выбирается условно в зависимости от выбранного напряжения.
2) Знакопеременный симметричный цикл, при котором напряжения изменяются от отрицательного до такого же по абсолютной величине положительного значения (значение изгиба при вращающихся валах).
Симметричный цикл:
Параметры:
· среднее напряжение
· амплитуда
· коэффициент симметрии
σ-1; τ-1 – пределы выносливости при симметричном цикле.
3) Знакопостоянный (винты и пружины) или знакопеременный (большинство деталей); ассиметричные циклы – наиболее общее понятие.
Бесплатная лекция: "5 Выплавка стали в подовых сталеплавильных агрегатах" также доступна.
Ассиметричные циклы – частные случаи динамических переменных нагрузок. При расчетах ударные нагрузки приводятся к статическим через коэффициент динамичности.
