Ответы_на_билеты_редактированные

65. Общая хар-ка, классификация и обл. применения цепных передач

Основано на зацеплении цепи и звездочек, не требующих предварительного натяжения цепи, постоянство i из – за отсутствия скольжения. Применяют при значительных тепловых растяжениях, для передачи движения от одного вед. вала к нескольким ведомым. (-) необходима смазка, шум, дополнительные динамические нагрузки.

Область применения: с/х, транспорт, горное оборудование, станкостроение.

61

66 Виды разрушения шарниров цепи и зубьев звездочек. Материалы и критерии работоспособности деталей цепных передач Материал: звездочки – сталь 45,40Х.

пластины цепей – сталь 45,50. ролики – сталь 50,20Х.

Критерии работоспособности: 1)износ шарниров цепи, необходим расчет износостойкости шарниров. P = dBFt <[P] - давление в шарнире. d и B – диаметр валика и ширина цепи.

2)износ зубьев звездочки.

62

67. Общая хар-ка, материалы и критерии работоспособности валов и осей.

На валах и осях размещают вращающиеся детали: зубчатые колеса, шкивы, барабаны и т.д. Вал отлич. от оси тем, что передает вращающий момент от 1 Д к другой, а ось не передает.

Классификация:

1.По форме оси: - прямые; - коленчатые; - с гибкой осью.

2.По форме пов-ти вала: - гладкие; - ступенчатые.

3.По сечению: - сплошные; - полые.

4.Вращающиеся и невращающиеся. Материалы:

Углеродистые и легированные стали. Чаще всего применяют Ст5 для валов без ТО; Сталь45 или 40Х для валов с ТО (улучшение); Сталь20 или 20Х для быстроходных валов на подшипниках скольжения, у кот цапфы

цементируют для повышения износостойкости.

Критерии работоспособности: расчет на прочность, жесткость.

1. Прочность 2. Жесткость 3. Колебания. Осн. расчетная нагрузка – моменты Т и М, выз. кручение и изгиб.

63

68. Проектировочный расчет вала на прочность.

Предварительная оценка по касательным напряжениям. Расчет только на кручение (изгиб. момент неизвестен, т.к. неизвестны расположение опор подшипников) τКР = ТWP ≤ [τKP ] - заниженное значение. Тысячи об/мин: быстроходные валы [τKP ]=10...15МПа; сотни об/мин: средне скоростные [τKP ]= 20...25МПа; десятки об/мин: тихоходные [τKP ]= 30...35МПа

WP ≈ 0,2dвал3 ; dвал = 3Т0,2[τКР ]. Полученный диаметр округляют до стандартного значения.

64

69. Проверочные расчеты вала на статическую и циклическую прочности. Циклическая прочность.

S ≥ [S]= (1,5...2,5)≥ 2,5. Если S ≥ 2,5 , то допускается не выполнять расчет на жесткость.

Расчет при сложном напряженном состоянии: S = Sσ Sτ Sσ2 + Sτ2 , где Sσ =σ−1 (σa K / K0 +ψσσm )

Sσ =σ−1 σa K ; Sτ =τ−1 (τa K / K0 +ψττm ); K = (Kσ Kdσ +1KFσ −1)1KV K A .

Статическая прочность.

										≤[σ]
	σэкв =					σи2 +3		τ2
	σ	и	=		M		τ	=		T
				0,1 d3					0,2 d3

M −изгибающ.момент

T −крут.момент

65

70. Расчет вала на жесткость и виброустойчивость. Расчет на жесткость.

2

2

y

Θ2 ≤ [Θ]З.П. ; y2 ≤ [y]З.П. Прогибы: зубчатые передачи – 0,01м; червячные передачи – 0,005м. Углы поворота в подшипниках – 8-10(минут).

Θ = Fl2 ; y = Fl3 16EIx 48EIy

Виброустойчивость.

е – эксцентриситет.

FЦБ

σF1

= (Ft1KF mnbW )YF min ; KF = KFα KFβ KFV

m

e+y

= mω2

F

(e + y) -

центробежная сила. F

упр

= yc , где с –

ЦБ

ц.т.

зарезонансный

жесткость.

F

= F

; yc = mω2 (e + y);

e

участок

упр

ЦБ

Fупр

е

y(c − mω2 ) = mω2e y = mω2e (c − mω2 )

ω0 = с m c = ω02 m;

y

2

e

((ω0 ω)

2

−1)

0

= mω

где ω0 – собственная частота.

66

71. Общая хар-ка подшипников скольжения, классификация и область применения.

Подшипники служат опорами для валов и вращающихся осей. Они воспринимают радиальные и осевые нагрузки, приложенные к валу, и сохраняют заданное положение оси вала.

Подшипники скольжения – опорный участок вала скользит по поверхности подшипника. Опорный участок вала – цапфа (шип, шейка – рад.нагрузки, пята – осевые нагрузки)

Классификация:

1.По форме цапфы: цилиндрическая; коническая; шаровая.

2.По виду нагружения: радиальные; радиально-осевые; осевые.

3.По конструкции: разъемные; неразъемные.

4.По способу создания давления в масловом слое: гидродинамические; гидростатические.

Достоинства:

1.Можно сделать разъемными

2.Минимальные радиальные размеры

3.Можно создать опоры для крупногабаритных валов

4.Высокие скорости – до 100тыс. об/мин

5.Высокая плавность вращения

6.Хорошо демпфируются ударные нагрузки

7.Может работать в агрессивной среде (высокие температуры, абразивные среды)

Недостатки:

1.Большие, чем в п.к., потери на трение

2.Повышенный расход масла

3.Использование дорогих цветных Ме

4.Повышенный износ

5.Низкая точность вращения

6.Не выпускаются серийно

7.Низкая долговечность

Используются только там, где они необх. по условиям сборки; прецизионные машины, от кот. треб. особо точное направление валов и возможность регулировки зазоров; в агрессивных средах.

Насосы, двигатели внутреннего сгорания, паровые и газовые турбины.

67

72. Виды разрушения подшипников скольжения и основные подшипниковые материалы. Виды разрушения:

Нагрев подшипника – основная причина его разрушения

1.Износ вкладыша и цапфы (Интенсивность износа определяет долговечность подшипника)

2.Задир вкладыша

3.Усталостное выкрашивание вкладыша

4.Отслаивание подшипникового сплава от Ме основы

5.Расплавление подшипникового сплава

Подшипниковые материалы:

Валы: ТО сталь + ХТО + твердое покрытие из Ме (например, хром) + шлифовка и полировка. Вкладыши:

1.Баббит (Б16, Б83)– легкоплавкий материал на основе олова. (+): низкий коэф. трения; хорошая прирабатываемость; высокая теплопроводность. (-): низкая температурная стойкость; низкая прочность; высокая стоимость.

2.Бронза – сплавы на основе меди. Оловянная бронза БрОФ-10-1 – лучший материал для п.ск.

3.Антифрикц. Чугуны (АЧС1). Обеспеч. низк. трение. (-): высокая твердость; низк. прирабатываемость, выс. коэф. Трения

4.Капрон

5.Резина. Используется при смазке водой.

6.Металлокерамика. На основе меди или железного порошка. + графит (самосмазывающийся п.ск.)

7.Полимеры (пластмассы). (+): обладают низким трением, выс. кор.стойкостью. (-): набухание; низкая теплостойкость, прочность и

теплопроводность (применяют в приборах)

8.Твердые породы дерева. Бакаут– тропич. дерево, практически не набухает и не тонет в воде.

73. Виды трения скольж.. Критерии работ. п.ск., работающих при полужид. и жид. смазке. Условные расчеты п.ск. Виды трения:

1. Жидкое.2. Граничное.3.Сухое. 4. Газодинамическое(пов –ти разделены слоем газа)

Критерии работоспособности п.ск., работающих в режиме полужидкостного трения (условные расчеты п.ск.)

1.По условному давлению: p = Fr d ≤ [p]. Производится расчет на износостойкость

2.Расчет на теплостойкость: t = tСР +tОБЪЕМН +tВСП ≤ []t

3.	Оценка тепловыделения: pV ≤ [pV ] 4.		Проверка на вероятность заедания: V ≤ [V ]
Критерии работоспособности п.ск., работающих в режиме жидкостного трения:
1.	Sh = hmin	(Rz1 + Rz2 )≥ [Sh ]= 2 2. Расчет	на теплостойкость: tМАСЛА ≤ []t . Уравнение теплового баланса -
РВЫД = РОТД		= РП + РМ . hmin −толщина масляного слоя, S − зазор.

Факторы, влияющие на толщину масляной пленки, в гидродинамическом п.ск.

Схема смазки гидродинамического подшипника:

P P

е –

D
d

∆= D − d;ψ = ∆d ; ψ - относительный эксцентриситет.

δ= D2 − d2 = ∆2; R = e + r + hmin

эксцентриситет, hmin - толщина масляного слоя. hmin = R − r −e = δ −e = δ(1−e /δ)

hmin = δ(1− χ) = ∆/ 2(1− χ); χ = e /δ

PДля подшипников с определенными геом. парам-ми толщина масляного слоя явл. некот. ф-цией хар-ки раб. режима подшипника. Р – условное среднее давление в

подшипнике, хар-щее нагрузку. Толщина масляного слоя возр. с увеличением вязкости масла и угловой скорости цапфы. С увеличением нагрузки толщина масляного слоя уменьшается.

68

76. Тепловой расчет подшипника скольжения.

tМАСЛА ≤ []t . Уравнение теплового баланса - РВЫД = РОТД = РП + РМ . РМ - уносится из зоны трения маслом; РП - рассеивается на корпусе. РВЫД = Тω; РП = КТ А(tМАСЛА −tСР ); КТ - коэф. теплопередачи. КТ = [Втм2 град].

69

77. Конструкция подшипников качения, классификация и условные обозначения.

Классификация: (-) вибрации и шум при больших скоростях, большие радиальные размеры.(+) дешевые, малые потери на трение, упрощается система смазки.

1.По форме тел качения: шариковый; роликовый; игольчатый; конические и цилиндрические.

2.По характеру воспринимаемой нагрузки: радиальные; радиально-упорные; упорные.

3.по числу рядов тел вращения: однорядные, двухрядные

4.по самоустановлению: самоустанавливающиеся (сферические), не самоустанавливающиеся;

5.по диаметру: сверхлегкая, особо легкая, легкая, средняя, тяжелая серии

6.по классу точности

Условные обозначения: последние 2 цифры – диаметр/5, 3 цифра – серия подшипников, 4 – тип подшипника, 5 и 6

– конструкт. особенности.

_(8) − _(1) _(2) _(3) _(4) _(5) _(6) _(7) _(9)

8 – класс точности; 6,7 – диаметр внутреннего кольца; 5 – типоразмер; 4 – тип подшипника; 2,3 – конструктивная

особенность; 1 – модификация; 9 – материал.
Конструкция:
1. Радиальные подшипники.	2. Радиально-упорные

Шариковый

Роликовый

Шариковый

70