Иванов М.Н. - Детали машин (1065703), страница 60
Текст из файла (страница 60)
пример 16.2). 307 Больше напряжено второе сечение. 7. Проверяем статическую прочность при перегрузках — формула (15.8). При перегрузках напряжения удваиваются и для второго сечения а = 130 МПа а 4=39 МПа; [47=0,84,=0,8 450=360 МПа; 0„= 130'439'= =136< (8т1=360 МПа. 8. Проверяем жесткость вала.
По условиям работы зубчатого зацепления опасным является прогиб вала под шестерней. Для определения прогиба используем табл. 15.2. Средний диаметр на участке! (см. рис. 15.1) принимаем равным И =65 мм. Здесь У=лбГ3'/64=л 65'8/64=88.108 мм4. Ьйр:дКигзатК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 Глава 16 подшипники Назначение н классификация.
Псдшяшики служат опорами для валов и вращающихся осей. Они воспринимают радиальные и осевые нагрузки, приложенные к вал~, и сохраняют заданное положение оси вращения вала. Во избе,кание снижения КПД механизма погери в подшипниках должны быть минимальными. От качества подшипников в значительной степени зависят работоспособность и долговечност ь машин, Подшипники классифицируют по виду трения и воспринимаемой нагрузке. По виду трения различаюг: подшипники скольжения, у которых опорный участок вала скользи г по поверхности подшипника; подшипники качения, у которых трение скольжения заменяют трением качения посредством установки шариков или роликов между опорными поверхностями подшипника и вала.
По воспринимаемой нагрузке различаю! подшипники: радиальные воспринимают радиальные нагрузки; упорные — воспринимают осевые нагрузки; радиально-упорные — воспринимают радиальные и осевые нагрузки. Все типы подшипников широко распространены. ~ 16.1. Подшипннки скольжения — общие сведения н классификация Опорный учаеток вала называют уапфой. Форма рабочей поверхности подшипника скольжения, так же как и форма цапфы вала, может быть цилиндрической (рис. 16.1, а)„плоской (16.1, б), конической (рис.
16.1, в) или шаровой (рис. 16.1, г). Цапфу, передающую радиальную нагрузку, называют шипом, если она расположена на конце вала, и шейкой при расположении а~ 4~ ф Рис !ь ! Ьйр:ПКигзаиК-с1т.пагод.ги зозс1т®и1.Ьу ~сд:464840172 в середине вала, Цапфу, передающую осевую нагрузку, называют пятой а опору (подшипника) — - подпятником.
Подпятники работают обычно в паре с радиальными подшипниками (рис. 16.1, б). Большинство радиальных подшипников (рис. 16.1, а) могут воспринимать также и небольшие осевые нагрузки (фиксируют вал в осевом направлении). Для этого вал изготовляют ступенчатым с галтелями, а кромки подшипника закругляют. Подшипники с конической поверхностью (рис. 16.1, в) применяют редко, Их используют при небольших нагрузках в тех случаях, когда необходимо систематически устранять зазор от износа подшипника с целью сохранения точности механизма. Для этого на валу устанавливают коническую втулку, положение которой регулируют гайками. Так же редко применяют и шаровые подшипники. Эти подшипники допускают перекос оси вала, т.
е. обладают свойством самоустановки. Их применяют преимущественно как шарниры в рычажных механизмах с периодическим поворотом в пределах ограниченных углов. Пример конструктивного оформления подшипника изображен на рис. 16.2. Основным элементом подшипника является вкладыш 1 с тонким слоем антифрикционного материала на опорной поверхности. Вкладыш устанавливают в специальном корпусе подшипника 2 или непосредственно г в корпусе машины (станине, раме и т. д.). Под- 1 роб нее о конструкции Р,' подшипников см, 9 16.5.
Область применения подшипников скольжения в современном машиностроении сократилась в связи с распространением подшипников качения. Однако значение подшипников скольжения в современной технике не снизилось, Их применяют очень широко, и в целом ряде конструкций они незаменимы. К таким подшипникам относятся: 1) разьемные подшипники, необходимые по условиям сборки, например для коленчатых валов; 2) высокоскоростные подшипники (о>30 м/с), в условиях работы которых долговечность подшипников качения резко сокращается (вибрации, шум, большие инерционные нагрузки на тела качения); 3) подшипники прецизионных машин, от которых требуется особо точное направление валов и возможность регулировки зазоров; 4) подшипники, работающие в особых условиях (воде, агрессивных средах и т.
п.), в которых подшипники качения неработоспособны из-за коррозии; 5) подшипники дешевых тихоходных механизмов и некоторые другие. 309 Ьйр:ПКигзатК-бт.пагод.ги зозбт®и1.Ьу ~сд:464840172 ~ 16.2. Условия работы и виды разрушения подшипников скольжения Вращению цапфы в подшипнике противодействует момент сил трения. Работа трения нагревает подшипник и цапфу. От поверхности трения теплота отводится через корпус подшипника и вал, а также уносится смазывающей жидкостью. Для любого установившегося режима работы подшипника существует тепловое равновесие: теплоотдача равна тепло- выделению.
При этом устанавливается определенная температура. Чем больше тепловыделение и хуже условия теплоотдачи, тем выше температура теплового равновесия. Эта температура не должна превышать некоторого предельного значения, допускаемого для данного материала подшипника и сорта масла. С повышением температуры понижается вязкость масла и увеличивается вероятность заедания цапфы в подшипнике. В конечном результате заедание приводит к выплавлению вкладыша, Лерегрев подшипника является основной причиной его разрушения. Работа подшипника сопровождается износом вкладьииа и цапфы, что нарушает правильную работу механизма и самого подшипника. Если износ превышает норму, то подшипник бракуют.
Интенсивность износа, связанная также с работой трения, определяет долговечность подшипника. При действии переменных нагрузок (например, в поршневых двигателях) поверхность вкладыша может выкрашиваться вследствие усталости. Усталостное выкрашивание свойственно подшипникам с малым износом и наблюдается сравнительно редко. В случае действия больших кратковременных перегрузок ударного характера вкладыши подшипников могут хрупко разрушаться. Хрупкому разрушению подвержены малопрочные антифрикционные материалы, такие, как баббиты и некоторые пластмассы.
~ 16.3. Трение и смазка подшипников скольжения Режимы трения и критерии расчета. Выше отмечено, что работа трения является основным показателем, работоспособности подшипника. Трение определяет износ и нагрев подшипника, а также его КПД. Для уменьшения трения подшипники скольжения смазывают. В зависимости от режима работы подшипника в нем может быть полужидкостное или жидкостное трение.
Схематизированное представление об этих режимах дает рис. 16.3. Лри жидкостном трении рабочие поверхности вала и вкладыша разделены слоем масла, толщина й которого больше суммы высот Я, шероховатостей поверхностей (на рис. 16.3 разделяющий слой масла изображен толстой линией): 310 Ь11р:ПКигзатК-бт.пагод.ги зозбгп®и1.Ьу ~сд:464840172 Ь) Я„+ Я„. (1б.1) При этом условии масло воспринимает внешнюю нагрузку, предотвращая непосредственное соприкасание рабочих поверхностей, т. е. их износ.
Сопротивление движению в этом Случае определяется только внутренним (ш трением в смазочной жидкости. Значение коэффициента жидкостного трения находится в пределах 0,001...0,005 (что может быть меньше коэффициента трения качения). При полужидкогтном трении условие (1б.1) не соблюдается, в подшипнике будет смешанное трение — одновременно жидкостное и граничное. Граничным называют трение, при котором трущиеся поверхности покрыты тончайшей пленкой масла, образовавшейся в результате действия молекулярных сил и химических реакций активных молекул масла и материала вкладыша. Способность масла к образованию граничных пленок (адсорбции) называют маслянистостью (лип костью, смачиваемостью).
Граничные пленки устойчивы и выдерживают большие давления. Однако в местах сосредоточенного давления они разрушаются, происходит соприкасание чистых поверхностей металлов, их схватывание и отрыв частиц материала при относительном движении. Полужидкостное трение сопровождается износом трущихся поверхностей даже без попадания внешних абразивных частиц.
Значение коэффициента полужидкостного трения зависит не только от качества масла, но также и от материала трущихся поверхностей. Для распространенных антифрикционных материалов коэффициент полужидкостного трения равен 0,008...0,1. Для работы подшипника самым благоприятным режимом является режим жидкостного трения. Образование режима жидкостного трения является основным критерием расчета большинства подшипников скольжения. При этом одновременно обеспечивается работоспособность по критериям износа и заедания.
Основы теории жидкостного трения. Исследование режима жидкостного трения в подшипниках основано на гидродинамической теории смазки'. Эта теория базируется на решениях дифференциальных уравнений гидродинамики вязкой жидкости, которые связывают давление, скорость и сопротивление вязкому сдвигу. * Основоположником этой теории является Н.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
