О.А. Ряховский, А.В. Клыпин - Детали машин (1065792), страница 2
Текст из файла (страница 2)
мм среднее арифметическое отклонение профиля микроне- ровностей от базовой линии, мкм Н, — высота профилей микронеровностей, мкм 3 — коэффициент безопасности з — коэффициент запаса сцепления Т вЂ” вращающий момент, Н м ~„— температура масла, 'С и — передаточное отношение о — окружная скорость, м/с И' — осевой момент сопротивления изгибу, ммз й'е — максимальная радиальная деформация, мм И'1 — мощность теплообразовання, Вт и — распределенная нагрузка, Н/мм х — коэффициент смещения исходного контура Угэ — коэффициент формы зуба Ял — коэффициент долговечности г — число зубьев Д вЂ” диапазон регулирования скоростей а — угол профиля, град а, — угол зацепления, град ~3 — делительный угол наклона зуба, град у — угол подъема витка червяка, град 6 — прогиб, мм е — относительное удлинение Л вЂ” коэффициент полезного действия Π— угол поворота сечения на опоре, град р — динамическая вязкость, Па - с и — коэффициент Пуассона материала р — приведенный радиус кривизны, мм о 1 — предел выносливости прн симметричном цикле, МПа о — амплитуда напряжений, МПа о„— эквивалентное напряжение, МПа ог — напряжение изгиба, МПа [о]г — допускаемое напряжение изгиба, МПа ол — предел выносливости, МПа а — среднее напряжение, МПа о„— расчетное контактное напряжение, МПа [о]„— допускаемое контактное напряжение, МПа о, — предел прочности, МПа ы,„— напряжение смятия, МПа [и], — допускаемое напряжение смятия, МПа а, — предел текучести, МПа т — касательное напряжение, МПа [г] — допускаемое касательное напряжение, МПа ~р — угол трения, град Ш вЂ” коэффициент относительных потерь а — угловая скорость, с 1 10 Общие вопросы проектирования Конструирование — зто процесс создания машин в виде сборочных и рабочих чертежей на основе расчетов на прочность, износостойкость и др., конструкторского, технологического и эксплуатационного опыта.
Все детали в машинах делятся на две группы: общемашиностроительного применения (валы, подшипники, зубчатые колеса и др.) и специальные, используемые, например, в поршневых двигателях и компрессорах, грузозахватных устройствах подъемно-транспортных машин. В учебнике рассматриваются детали первой группы: соединения, передачи, валы, подшипники, муфты, смазочные и уплотнительные устройства, упругие элементы и корпусные детали. Простые детали машин: осн с металлическими цапфами, примитивные зубчатые колеса, винты, кривошипы, полиспасты были известны до Архимеда. В эпоху Возрождения итальянский живописец, ученый, инженер Леонардо да Винчи создал новые механизмы: зубчатые колеса с перекрещивающимися осями, шарнирные цепи, подшипники качения.
Тогда же стали применять канатные и ременные передачи, грузовые винты, шарнирные муфты. Теория эвольвентного зубчатого зацепления была создана Л. Эйлером в середине ХЪ'П1 в., но широкое применение зубчатых передач началось только в конце Х1Х в., когда их научились изготавливать методом обката. Первые патенты на шарикоподшипники были выданы в Англии в 1772 и 1778 гг., но централизованное их производство началось в Германии в 1883 г., в США в 1889 г. Важный вклад в создание механических конструкций внесли Н. Н. Венардос (1882) и Н. Г.
Славянов (1888), разработавшие дуговую электрическую сварку, а также профессор Военно-воздушной инженерной академии им. Н. Е. Жуковского М. Л. Новиков, предложивший эффективные передачи зацеплением. а) а) о в) г) в) о г) о 12 13 1.1. Критерии работоспособности и расчет деталей машин )оаботоспособкосгнь — зто способность изделия выполнять заданные функции с параметрами, установленными техническим заданием. Она характеризуется рядом критериев, которые применяют с учетом условий работы деталей механизмов и характера их нагружения. Основными критериями работоспособности являются: Лроч ность — способность детели выдерживать нагрузки без разрушения.
В зависимости от характера нагрузок рассматриваются прочности статическая, усталостная и ударная. Различают 3 вида нагрузок: в постоянные во времени (статические) нагрузки„действующие в машинах, например, силы начальной затяжки винтов, весовые нагрузки, давление жидкости или газа в стационарно работающих машинах (рис. 1.1, а); и переменные нагрузки рассматривают в трех вариантах: с постоянными амплитудами в стационарно работающих Рис. 1.1. Виды нагрузок деталей машин: а — статическая; б — г — переменные машинах (рис.
1.1, б, в. г)„с переменными амплитудами— внестационарно работающих машинах (рис. 1.2, а, б, в); со случайными амплитудами, вызываемыми ударами волн, случайными колебаниями оснований, случайными неровностями дороги, неоднородностями обрабатываемой поверхности, воздействием рабочих процессов, в том числе тяговой силы реактивных летательных аппаратов (рис. 1.2, г); а ударные нагрузки в машинах ударного действия или других машинах вследствие погрешностей изготовления. Нагрузки, представленные на рис. 1.1, называют стационарными (амплитуда постоянна во времени), а представленные на рис. 1.2, — нестационарными (амплитуда переменна во времени).
Соответствующие расчеты деталей отражают характер изменения напряжений, концентрацию напряжений, влияние абсолютных размеров, шероховатости и упрочнения поверхности. Жесшкосоть — способность деталей, сборочных единиц сопротивляться изменению формы под действием нагрузок.
Жесткость вызвана собственными упругими деформациями деталей, приближенно вычисляемыми по формулам сопротив- Рис. 1.3. Схемы неетецнонарного.натруженна деталей: а, в — систематическое ступенчатое негруженне: б — систематическое непрерывное нагружение; г — нагружение циклическими случайными напряжениями ления материалов и контактными деформациями (перемещениями), определяемыми при начальном контакте деталей по линии или в точке по формулам Герца„а при начальном контакте по площади — с помощью экспериментальных зависимостей. Износостойкость — способность материала рабочих поверхностей деталей сопротивляться изнашиванию. Она определяется видом трения (скольжения или качения), наличием смазочного материала, режимом трения (жидкостыым, полу- жидкостным, граничным и сухим), уровнем защиты от загрязнений, материалом и твердостью трущихся поверхностей.
Износостойкость — важный критерий работоспособности, так как около 90% деталей, имеющих подвижные сопряжения, выходят из строя именно из-за износа. Виброустойчивость — способность машины сопротивляться появлению вредных вынужденных колебаний и автоколебаыий, т. е. колебаний, вызываемых ими самими. Колебания вызывают дополнительные деформации деталей, снижая их циклическую прочность. Теплостойкость — способность машины работать при повышенных температурах — особо актуальна в машинах с большим тепловыделением в рабочем процессе (тепловые и электрические машины, машины для горячей обработки металлов). Теплостойкость ограничивает работоспособность машин, поскольку снижаются несущая способность масляного слоя в трущихся парах и точность деталей из-за температурных деформаций. Так, температурные деформации лопаток турбин могут вызвать выборку зазоров и аварию машины.
Коррозиопная стойкость — сопротивление металлов химическому или электрохимическому разрушению поверхностных слоев и коррозиоыыой усталости. Средства борьбы — специальное легнроваыые или покрытия. 1.2. надежность машин Надежность — способность машины выполнять в течение заданного времени или наработки свои функции, сохраняя в определенных пределах эксплуатационные показатели.
Надежность определяется как для всей машины, так и для ее отдельных деталей. Основными критериями надежности являются: безотказность, долговечность, ремонтопригодыость и сохраняемость. Безотказность — свойство объекта сохранять работоспособность в течение заданного времени. Долговечность — свойство машины (отдельной детали) сохранять работоспособность до наступления предельного состояния прн установленной системе технического обслуживания. Долговечность характеризуется ресурсами (техническим или назначенным).
Ремонтопригодность — пригодность машины к предупреждению, обнаружению и устранению отказов проведением ремонта. Сохранлемость — свойство машины сохранять требуемые эксплуатационные показатели в течение установленного срока хранения. В зависимости от вида изделия надежность может определяться всеми заданными свойствами или только частью их. 1.3. стандартизация Стандартизация играет большую роль в развитии машиностроения. Распространение стандартизации на группы машин потребовало разработки типажа машин с взаимной увязкой их основных параметров (в частности, мощности электродвигателей, грузоподъемности грузовых автомобилей и т. и.).
Стандарты разделяются на международные (ИСО), государственные (ГОСТ) и ведомственные. На продукцию общемашиностроительного применения разработано много сотен стандартов. Принципиальным положением стандартизации является использование предпочтительных чисел и рядов.
Они сокращают число оригинальных деталей. Ряд предпочтительных чисел — это числа геометрической прогрессии со знаменателем д = 6К00. Для и = б; 10; 20; 40 величина д принимает значения 1,6; 1,26; 1,12; 1,06. Соответственно обозначают ряды чисел Бб„Л10, Б20, Б40. Агрегатнрование в машиностроении — это возможность конструирования машин из нормализованных агрегатов, узлов и деталей, связанных в единую систему и изготовляемых централизованыо.
Агрегатирование имеет широкое распространение в станкостроении, особенно при создании многошпиндельных сверлильных и расточных станков. Сертификация машин — это проверка и удостоверение их показателей, гарантирующих качество. Обязательная серти- 14 15 фикацкя машин производится в соответствии с требованиями ' стандартов. Так, при изготовлении металлорежущих станков должны быть соблюдены следующие требования: безопасность конструкций, электробезопасность, электромагнитная совместимость, уровень шума и вибраций, содержание вредных веществ в воздухе рабочей зовы, эргономические параметры и энергоэффективность. 1.4.
Машиностроительные материапы (если он больше 1%), например 12ХНЗ означает сталь 0,12% углерода, до 1% хрома и 3% никеля. Обозначения основных легирующих элементов:  — вольфрам, à — марганец, Д— медь, М вЂ” молибден, Н вЂ” никель, Р— бор, С вЂ” кремний, Т— титан, Х вЂ” хром, Ф вЂ” ванадий, Ю вЂ” алюминий. В качестве примера в таблице 1.1 приведены механические свойства некоторых сталей (а, — предел прочности, о — предел текучести, и, — предел выносливости при симметричном цикле, МПа) э зависимости от марки стали и вида термообработки.
Материалы деталей выбирают в соответствии с основными критериями работоспособности, технологичности и экономичности. Металлы и их сплавы. Если основным критерием работоспособности является прочность, преимущественно применяют эакаливаемые и улучшаемые стали, по критерию жесткости — нормализуемые и улучшаемые стали. Если основным критерием является контактная прочность, то используют стали, закаливаемые по поверхности до высокой твердости 57 — 62 НКС,.
При средних значениях номинальных напряжений в деталях и сложных геометрических формах последних применяют литейные сплавы (чугуны, сплавы на основе алюминия и магния), как правило, без термообработки. При скольжении под нагрузкой применяют материалы возможно более высокой твердости в паре с антифрикционными (в подшипниках и направляющих) или в паре с фрикционными материалами, имеющими повышенное трение (в фрикцнонных муФтах и тормозах). Стали — сплавы желева с углеродом (до 2%), плотность стали 7„85 ° 10а кг/мз.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
