ДМ - Конспект лекций для бакалавров (Андриенко ЛА) (528097), страница 18

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 18)

обеспечивают требуемый коэффициент запасапрочности по отношению к пределу текучести материала вала или оси. Поэтому на статическую прочность валы и оси рассчитывают по наибольшейкратковременной нагрузке, действующей, например, при пуске, торможении, реверсировании или срабатывании предохранительного устройства.На этом этапе расчетов действительную конструкцию и условиянагружения вала заменяют расчетной схемой (как правило, статически определимой балкой на двух опорах).По составленной расчетной схеме определяют реакции в опорах, строятэпюры изгибающих и крутящих моментов. Эквивалентные напряжения вопасном сечении определяют по 4-й теории прочностиЭ  и2  32 ,здесь σи=Ми/Wи; τ=Мк/Wк – наибольшие напряжения от изгиба моментом Ми и от кручения моментом Мк; Wи, Wк – осевой и полярный момент сопротивления сечения вала.Крутящий момент Мк (внутренний силовой фактор) в расчетом сечениивала равен вращающему моменту Т (внешней нагрузке на вал).Запас прочности для валов по пределу текучестиS Т  Т  Э  [ S ]Т ;[ S ]Т  1,3...

2Расчет на сопротивление усталостиРасчет на сопротивление усталости проводить нет необходимости, если  1,K  SТгде σ-1 – предел выносливости материала при изгибе со знакопеременным симметричным циклом изменения напряжений,ε – коэффициент влияния абсолютных размеров (масштабный фактор),Kσ – эффективный коэффициент концентрации напряжений,Э 146Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************SТ – минимальный коэффициент запаса усталостной прочности принимают с учетом ответственности конструкции SТ=1,5…2,5.Если это условие не выполняется, необходим расчет на сопротивлениеусталости.Вследствие вращения вала напряжения изгиба в различных точках егопоперечного сечения изменяются по симметричному циклу (рис.8.3, а).Напряжения кручения пропорциональны вращающему моменту и изменяются условно по отнулевому циклу (рис.8.3, б)Расчет выполняется в форме проверки коэффициента запаса S прочности в опасных сечениях.

Прочность обеспечивается, если S≥[S].SS  S S2  S 2 [S ] ,где Sσ и Sτ – запасы по нормальным и касательным напряжениямS  1 Д;аS 1 Да  Д m ,где σа=σи; τа=τm=τк/2;а)б)Рис.8.3ψτД – коэффициент чувствительности к асимметрии цикла для рассматриваемого сечения вала (детали) Д   ,K Дгде ψτ – коэффициент чувствительности к асимметрии цикла для стандартных образцов (ψτ~0,1).Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении147Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.**************************** 1 Д  1;K Д 1 Д  1,K Дσ-1, τ-1 – пределы выносливости гладких образцов при симметричныхциклах изгиба и кручения.KσД ,KτД – коэффициенты снижения предела выносливости K 11K Д     1 ; K d K F KV K 11K Д     1  K d K F KVKσ ,Kτ – эффективные коэффициенты концентрации напряжений.Концентратором напряжений являются переходные участки вала, шпоночный паз, шлицы, резьба, а также давление в месте установки детали снатягом.

Концентрация напряжений снижает предел выносливости.Kdσ ,Kdτ – коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечногосечения – масштабный фактор. Чем больше размеры детали, тем меньшепредел выносливости.KFσ ,KFτ – коэффициенты влияния качества обработки поверхности. Сувеличением шероховатости поверхности детали предел выносливости понижается.KV - коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

Упрочнениедетали значительно повышает предел выносливости.При действии в расчетном сечении нескольких источников концентрации напряжений учитывают более опасный из них (с наибольшим значениемKσД и KτД).Расчет валов на жесткостьвыполняют в тех случаях, когда их деформации (линейные или угловые) существенно влияют на работу сопряженных с валом деталей: зубчатыхколес, подшипников, соединений, вызывая увеличение концентрации контактных напряжений, повышение изнашивания, снижение сопротивленияусталости и точности.Различают изгибную и крутильную жесткость вала.Изгибную жесткость оценивают по линейным f (прогиб вала) и угловым γ перемещениям под действием сил и изгибающих моментов.

Требуемаяизгибная жесткость обеспечивается при соблюдении условий:F ≤ [f] и γ ≤ [ γ].148Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************Допускаемые значения [f] и [ γ] зависят от назначения вала или оси. Такдопустимый прогиб червяка [f] = (0,005…0,008)m, а допустимый угол наклона сечения вала под зубчатым колесом [γ] ≤2 угл. мин.; при установке радиальных шариковых подшипников [γ] ≤1,6 угл. мин., а конических роликовыхподшипников [γ] ≤0,4 угл.мин.Крутильную жесткость валов оценивают углом закручивания φ поддействием вращающего момента.

Часто для валов передач крутильная жесткость не имеет существенного значения и такой расчет не проводят.9. Подшипники скольжения.Подшипники скольжения (рис.9.1) состоят из корпуса, вкладышей исмазывающих устройств.Рис.9.1. Элементы подшипника скольженияВ простейшем виде подшипник качения представляет собой вкладыш(втулку), который с зазором устанавливают на цапфу вала и закрепляют вкорпусе (рис.9.2).149Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************Рис.9.2. Подшипник скольжения: 1 – вал, 2 – корпус с втулкойНесущую способность подшипника обеспечивает применение смазочного материала (жидкого, газообразного, пластического).Рис.9.3. Подшипник скольжения с отверстиями для подачи смазочного материала.В зависимости от воспринимаемой нагрузки подшипники скольженияподразделяются на радиальные и упорные (осевые).Упорные подшипники часто называются подпятниками.Достоинства:1.

Надежно работают в высокоскоростных приводах;150Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************2. Способны воспринимать значительные упорные и вибрационныенагрузки вследствие большой демпфирующей способности масляногослоя;3. Работают бесшумно;4. Имеют сравнительно малые радиальные размеры;5. Разъемные подшипники допускают установку их на шейки коленчатыхвалов, при монтаже не требуют демонтажа муфт, шкивов и т.д.;6. Для тихоходных валов машин могут иметь простую конструкцию.Рис. 9.4Недостатки:1. Требуют постоянного надзора к наличию смазочного материала иопасности перегрева, перерыв в подаче смазочного материала ведет кразрушению подшипника;2.

Имеют сравнительно большие осевые размеры;3. Значительные потери на трение в период пуска и при несовершеннойсмазке;4. Большой расход смазочного материала, необходимость его отчистки иохлаждения.Применение:1.2.3.4.при работе с ударами;для валов больших диаметров, для которых нет подшипников качения;при работе в агрессивных средах;для высокоскоростных валов;и др. условиях, когда применение подшипников качения невозможно илинерационально.151Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************В общем в машиностроении для подшипников скольжения наиболее частоприменяют жидкие смазочные материалы – масла. Масла имеют низкий коэффициент внутреннего трения, хорошо очищают и охлаждают рабочие поверхности, их легко подавать к местам смазывания.

Недостатком являетсянеобходимость уплотнения мест смазывания.Вязкость является важнейшим свойством масел. Она характеризует объемное свойство смазочного материала оказывать сопротивление относительному перемещению его слоев. В гидродинамических расчетах используютдинамическую вязкость, μ, Па  с . Вязкость существенно понижается с ростомтемпературы (примерно по кубической параболе).Режимы смазыванияПодшипники скольжения работают при наличии смазочного материалав зазоре между цапфой вала и вкладышем.Смазыванием называется подведение смазочного материала в зонутрения, смазкой – действие смазочного материала.При неподвижном вале жидкий смазочный материал из зоны контактавыдавлен, но на поверхности цапфы и вкладыша сохраняется ее тонкая пленка h  0.1мкм . Режим граничной смазки (при этом свойства смазочного материала отличаются от объемного).Вращающийся вал вовлекает смазочный материал в клиновой зазормежду цапфой и вкладышем, в результате чего возникает несущий масляныйслой, характеризующийся значительной гидродинамической подъемной силой, под действием которой вал всплывает.152Краткий конспект лекций по курсу «Детали машин»Автор д.т.н., профессор кафедры РК-3 Андриенко Л.А.****************************Рис.

9.5По мере увеличения скорости hмасл .слоя увеличивается, но отдельныемикровыступы трущихся поверхностей задевают друг друга. Работу подшипника в этот момент характеризует режим полужидкостного смазки. Граничную и полужидкостную называют несовершенной смазкой.При дальнейшем увеличении скорости трущиеся поверхности полностью разделены сплошным устойчивым масляным слоем.

Возникает режимжидкостной смазки, при котором изнашивание и заедание отсутствует.Подшипники скольжения, в которых масляный слой создается привращении вала - называется гидродинамическим. Если масляный слой создается подачей масла под давлением – гидростатическим.Материалы вкладышей.Вкладыши бывают металлические, металлокерамические и неметаллические.Металлические – бронзы, баббиты, алюминиевые и цинковые сплавы,антифрикционные чугуны. Бронзовые вкладыши используются при среднихскоростях и больших нагрузках. Баббит - сплав на основе олова или свинца,применяют при тяжелых и средних режимах работы.

Характеристики

Список файлов лекций