123553 (598586), страница 9

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

Текст из файла (страница 9)

Электродуговая сварка основана на использовании тепла электрической дуги для расплавления металла соединяемых деталей. Чтобы при этом предохранить металл в ванне от окисления, применяют специальную обмазку электродов, либо ведут сварку под слоем флюса, либо в среде защитных газов.

При электрошлаковой сварке источником нагрева служит тепло, выделяющееся при прохождении тока через шлаковую ванну от электрода к изделию. Эта сварка предназначена для соединения деталей большой толщины.

Контактная сварка основана на использовании повышенного омического сопротивления в стыке деталей. По методу осуществления может быть точечной, роликовой.

В последнее время распространяется плазменная сварка. Для соединения миниатюрных ответственных элементов используют лазерную сварку, а также сварку электронным лучом в вакууме.

При расчете сварных конструкций используют зависимости, изученные в сопромате, но вводятся коэффициенты ослабления сварного шва, величина которых зависит от способа осуществления сварки.

1.3.8.4. Соединения пайкой и склеиванием

Пайка - метод неразъемного соединения деталей, при котором плавится только припой, а металл соединяемых деталей остается твердым. Пайка широко применяется в медной аппаратуре, в радиоаппаратуре. Применяют твердые и мягкие припои.

Склеивание применяется в машиностроении, в авиации (стабилизатор). Конструктивно паянные и клееные соединения выполняются примерно одинаково - внахлестку.

1.3.8.5. Клеммовые соединения

Клеммовые соединения применяют для закрепления деталей на валах и осях, цилиндрических колоннах, кронштейнах и т.д.

По конструкции различают два типа клеммовых соединений: со ступицей, имеющей прорезь и с разъемной ступицей. При соединении деталей с помощью клемм используют силы трения, которые возникают от затяжек болтов.

1.3.8.6. Шпоночные, зубчатые (шлицевые) и профильные соединения

Шпонки служат для закрепления деталей на валах с передачей крутящего момента. Клиновые шпонки посажены с зазором по боковым граням и передает М_кр за счет сил трения вследствие запрессовки шпонки.

Призматические шпонки посажены плотно по боковым граням и работают на срез и смятие. Сегментная шпонка является разновидностью призматической и работает так же.

Если нужно передать большой крутящий момент и при этом не отжимать вал в сторону от центральной оси соединения, применяют шлицевое соединение. Разумеется, нагрузка не распределяется равномерно по всем шлицам. Поэтому на смятие (основной расчет) соединение считают по формуле:

,

где К  0,7  0,8 - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения усилий между зубьями;

z - число зубьев;

h - высота поверхности контакта зубьев;

l - рабочая длина зубьев;

r_ср - средний радиус поверхности контакта;

Т - момент.

В отличие от шпонок шлицы могут иметь не только прямоугольный профиль, но также эвольвентный или треугольный.

Профильное (бесшпоночное) соединение.

Профильным соединением называется такое, у которого втулка сажается не на круглую поверхность вала. Такие соединения рассчитывают приближенно по напряжениям смятия, возникающим на рабочих гранях.

1.3.8.7. Соединения деталей посредством посадок с гарантированным натягом (прессовые соединения)

Натягом  называют отрицательную разность диаметров отверстия и вала. После сборки вследствие упругих и пластических деформаций диаметр посадочных поверхностей отверстия и вала становится одинаковым. При этом на поверхностях посадки возникает удельное давление Р и соответствующие им силы трения.

Нагрузочная способность прессового соединения, прежде всего, зависит от величины натяга. Эта величина регламентируется стандартом допусков и посадок. Более подробно о нем будет речь в Основах технологии. Сборку соединения с натягом выполняют прессованием, нагревом втулки или охлаждением вала. Условия прочности соединения при нагружении осевой силой S:

,

где р - давление на поверхности контакта;

d, l - соответственно диаметр и длина шейки вала, на которую насажена втулка;

f - коэффициент трения скольжения.

Условия прочности при нагружении крутящим моментом:

.

При этом Р нужно находить из уравнения совместности деформаций

,

где _р - расчетный натяг;

; ,

где Е₁, Е₂ - модули упругости материалов вала и втулки;

₁, ₂ - коэффициенты Пуассона материалов вала и втулки.

Разновидность соединения - соединение посадкой на конус с затяжкой гайкой.

1.3.9. Механические передачи

Механической передачей называют механизм, который преобразует параметры движения двигателя при передаче рабочим органам машины.

Основные характеристики передач:

мощность N₁ на входе и N₂ на выходе;

быстроходность (частота вращения);

коэффициент полезного действия;

передаточное отношение.

1.3.9.1. Ременные передачи

Передача состоит из двух шкивов и ремня. Нагрузка передается силами трения, возникающими между шкивами и ремнем.

Преимущества: передача движения на довольно значительное расстояние, плавность и бесшумность работы, предохранение механизмов от резких колебаний нагрузки вследствие упругости ремня, от перегрузки вследствие его проскальзывания, простота конструкции и обслуживания.

Недостатки: довольно крупные габариты, проскальзывание ремня.

Основные критерии работоспособности: тяговая способность, определяемая силой трения между ремнем и шкивом; долговечность ремня.

Расчет ременной передачи заключается в определении размеров шкивов, обеспечивающих заданное передаточное отношение, размеров ремня, сил и напряжений в ведущей и ведомой ветвях ремня.

При расчете КПД принимают для плоскоременных передач  = 0,97, для клиноременных -  = 0,96.

В передачах применяют следующие типы плоских ремней: кожаные (дорогие), прорезиненные, хлопчатобумажные (менее долговечные), шерстяные (лучше переносят резкие колебания нагрузки), пленочные из пластмасс (прочные, быстроходные).

1.3.9.2. Фрикционные передачи

Работа фрикционной передачи основана на использовании сил трения, которые возникают в месте контакта двух тел вращения под действием сжимающих сил Q.

Существуют фрикционные передачи с регулируемым и нерегулируемым передаточным отношением, с нерегулируемым - редко.

Фрикционные вариаторы применяют как в кинематических, так и в силовых передачах в тех случаях, когда требуется бесступенчатое регулирование скорости.

Описываемые передачи могут быть нескольких типов:

фрикционная передача с гладкими коническими валками

фрикционная передача с гладкими цилиндрическими валками

лобовой вариатор

вариатор с раздвижными конусами

торовый вариатор

дисковый вариатор

Здесь момент передается за счет трения между набором ведущих и ведомых дисков. Решающее значение для вариаторов имеет проблема скольжения. Различают три вида скольжения.

Буксование наступает при перегрузках. При буксовании ведомый каток останавливается, а ведущий скользит по нему, вызывая местный износ и задир поверхности.

Упругое скольжение связано с упругими деформациями в зоне контакта. Равенство окружных скоростей наблюдается только в точках на линии контакта. А из-за сплющивания упругого тела контакт идет не по линии, а по площади. В остальных точках, кроме указанных, идет скольжение.

Геометрическое скольжение связано с неравенством скоростей на площадке контакта у ведущего и ведомого катков.

1.3.9.3. Зубчатые передачи

Это самый распространенный тип передач. По расположению осей валов различают: передачи с параллельными осями и с цилиндрическими зубчатыми колесами внешнего и внутреннего зацепления; передачи с пересекающимися осями с коническими колесами; передачи с перекрещивающимися осями - конические гипоидные, червячные. По расположению зубьев на колесах различают: прямозубые, косозубые, включая шевронные, и с круговым зубом.

Основные преимущества:

высокая нагрузочная способность и, следовательно, малые габариты;

большая долговечность и надежность работы;

высокий КПД;

постоянство передаточного отношения;

возможность применения в широком диапазоне скоростей, мощностей, передаточных отношений.

Недостатки: повышенные требования к точности изготовления, шум при больших скоростях, высокая жесткость, не позволяющая компенсировать динамические нагрузки.

Расчет на прочность прямозубых и косозубых цилиндрических передач стандартизован (ГОСТ 21354-75). Мы не будем его здесь рассматривать. Некоторые данные см [2, с.183-191]. Расчет конических зубчатых передач [2, с. 191-198].

Особенности планетарных передач.

Планетарными называют передачи, включающие в себя зубчатые колеса с перемещающимися осями.

Достоинства планетарных передач:

широкие кинематические возможности, благодаря чему передачу можно использовать как редуктор с постоянным передаточным отношением, как коробку скоростей с i, изменяемым за счет торможения различных звеньев, как дифференциальный механизм;

компактность и малая масса;

получение больших i в одной ступени;

малая нагрузка на опоры, т.к симметрично расположенные сателлиты уравновешивают силы.

Недостаток - повышенные требования к точности изготовления и монтажа.

Передаточное отношение

.

Передачи с зацеплением Новикова

Наиболее распространенный вид зацепления в зубчатых передачах - эвольвентное, обеспечивающее контакт между зубьями по линии. В 1954 г. М.Л. Новиков предложил зубчатое зацепление с круговыми профилями зубьев. Здесь контакт по поверхности. Следовательно, резко снижается удельное давление на зуб при том же крутящем моменте.

Эти передачи сейчас стандартизованы. Распространение сдерживается дефицитом специального режущего инструмента, связанным со сложностью исходного контура инструмента (ГОСТ 14186-69). Другим недостатком зацепления является повышенная чувствительность к изменению межосевого расстояния.

Характеристики

Список файлов книги