- •Лекция 1
- •1. Основные понятия тмм
- •1.1. Понятие машины и механизма
- •1.2. Звенья, кинематические пары и цепи
- •1.3. Кинематическая схема механизма
- •1.4. Степень подвижности (свободы) механизма
- •1.5. Структурный анализ и синтез механизмов
- •Правила структурного анализа
- •2.3 План ускорений механизма (пум)
- •3. Силовой анализ (исследование) механизма
- •3.1 Силы, действующие на звенья механизма
- •Сопротивление материалов
- •1. Общие сведения
- •1.1. Основные понятия и определения.
- •1.2. Схематизация внешних нагрузок.
- •1.3 Схематизация элементов конструкций
- •1.4. Типы опор, реакции связей
- •1.5 Деформация тел
- •1.6. Гипотезы и допущения сопротивления материалов
- •2. Внутренние силы. Метод сечений.
- •Понятие о напряжениях.
- •3. Растяжение (сжатие).
- •3.1. Напряжение и деформация при растяжении.
- •3.2. Закон Гука при растяжении.
- •3.3. Испытание материалов на растяжение или сжатие.
- •3.4 Допускаемые напряжения и запас прочности.
- •4. Изгиб
- •4.1 Общие понятия и типы опор.
- •4.2 Изгибающие моменты и изгибающие силы. Правила знаков и эпюры изгибающих моментов.
- •4.3 Деформации и напряжения при изгибе. Закон Гука при изгибе. Условие прочности при изгибе.
- •5. Сдвиг
- •5.1 Чистый сдвиг и его особенности.
- •6. Кручение
- •6.1 Основные понятия и определения.
- •6.2 Деформации и напряжения при кручении. Закон Гука при кручении.
- •7. Расчёты на прочность деталей, работающих в условиях сложного нагружения.
- •7.1. Изгиб с кручением.
- •8. Устойчивость сжатых стержней.
- •9. Прочность деталей работающих в условиях переменных нагрузок.
- •9.1 Циклы изменения нагружения.
- •9.3 Факторы, влияющие на предел выносливости.
- •1.1 Этапы создания машин. (Стадии разработки конструкторской документации).
- •1.2 Машиностроительные материалы
- •1.3 Основные требования, предъявляемые к деталям машин
- •I Механические передачи
- •1. Блок-схема машины
- •1.1 Основные кинематические и энергетические соотношения в передаче.
- •1.2. Классификация передач механической энергии.
- •2. Зубчатые передачи
- •2.1. Классификация зп
- •8. По наличию коррекции
- •2.2. Основные кинематические и геометрические параметры цилиндрической прямозубой зп
- •2.3 Усилия в зацеплении цилиндрической прямозубой передачи.
- •2.4 Расчётные нагрузки.
- •2.5 Виды разрушений и критерии работоспособности зп
- •2.6. Расчет зубчатых цилиндрических прямозубых передач по напряжениям изгиба (проверка на отсутствие усталостного излома зубьев)
- •Расчет зубчатых цилиндрических прямозубых передач по контактнымнапряжениям (проверка на отсутствие усталостного выкрашивания поверхностей зубьев)
- •2.8. Проверка прочности зубьев при действии пиковой нагрузки
- •2.9. Расчетная схема нагружения валов цилиндрической прямозубой передачи
- •2.10. Цилиндрические косозубые передачи
- •Силы в зацеплении цилиндрической косозубой передачи
- •Расчетная схема нагружения валов цилиндрической косозубой передачи
- •2.11. Шевронные передачи
- •2.12 Зубчатые конические передачи
- •Проектный и проверочный расчет прямозубых конических передач на изгибную и контактную прочность зуба.
- •2.17 Силы в зацеплении конической передачи
- •2.13 Передачи между перекрещивающимися валами
- •Червячная передача с цилиндрическим червяком
- •Геометрические параметры червячной передачи
- •Передачи гибкой связью к передачам гибкой связью относятся ременные и цепные передачи.
- •3. Ременные передачи
- •3.1. Общие сведения
- •3.2. Силы и напряжения в ремне
- •3.3. Способы регулирования натяжения ремня
- •3.4. Порядок расчёта клиноремённой передачи.
- •3.9. Кривые скольжения. Коэффициент тяги.
- •4. Цепные передачи
- •4.1. Общие сведения.
- •Классификация цп
- •4.2. Геометрические параметры цепной передачи.
- •4.3. Проектный и проверочный расчет цепной передачи.
- •Способы регулирования натяжения цепи:
- •Способы смазки цепи.
- •5.3 Проверочный расчет валов
- •Расчёт валов и осей на усталостную прочность
- •5.4 Проектный и проверочный расчет осей
- •6. Подшипники
- •6.1. Подшипники качения
- •Выбор подшипников качения.
- •Расчёт подшипников качения по динамической грузоподъёмности (расчет на долговечность)
- •6.2. Подшипники скольжения.
- •7. Соединения
- •7.3. Резьбовые соединения
- •Неразъемные соединения
- •7.4. Сварные соединения (электродуговой сваркой)
- •1. Стыковые.
- •2. В нахлёстку. 3. Тавровое соединение.
- •7.5. Заклепочные соединения
- •8. Муфты приводов
- •8.1. Характеристика и классификация муфт
- •8.2. Глухие муфты
- •Глухие муфты (втулочные - а, б и фланцевая - г).
- •8.3. Компенсирующие муфты
- •Схемы смещения валов: а) осевое, б) радиальное, в) угловое, г) комбинированное Жесткие компенсирующие муфты
- •Муфта упругая втулочно-пальцевая
- •Муфта упругая со звездочкой
- •8.4. Управляемые муфты
- •Кулачковые и зубчатые муфты
- •Кулачковая (а) и зубчатая (б) муфты
- •Фрикционные сцепные муфты
- •Управляемая сцепная муфта
- •8.5. Самоуправляемые муфты
- •Обгонные муфты
- •Роликовая обгонная муфта
- •При определенной скорости вращения полумуфты под действием центробежных сил грузы колодки 2 преодолевают силу сжатия пружины, прижимаются к барабану ведомой обоймы, и муфта плавно включается.
8. По наличию коррекции
8.1 Корригированные – со смещением инструмента.
8.2 Не корригированные – без смещения инструмента.
2.2. Основные кинематические и геометрические параметры цилиндрической прямозубой зп
Передаточным отношением зубчатой передачи называют отношение угловых скоростей или частот вращения ведущего колеса к ведомому - передаточное отношение.
m – модуль - основной параметр зубчатого зацепления:
.
Параметры прямозубых цилиндрических колес, изготовленных без смещения:
- диаметр делительной окружности:
- диаметр окружности вершин:
- диаметр окружности впадин:
- диаметр основной окружности:
- угол зацепления.
- высота головки зуба.
- высота ножки зуба
- высота зуба
- ширина зубчатого колеса (ведомого)
,
где yа– коэффициент ширины в межосевых расстояниях, который выбирают в зависимости от расположения зубчатых колес относительно опор и твердости рабочих поверхностей зубьев.
- ширина шестерни (ведущей)
.
Межосевое расстояние должно быть равно полусумме делительных диаметров зубчатых колес
.
2.3 Усилия в зацеплении цилиндрической прямозубой передачи.
Окружную Ft, радиальную Fr и нормальную Fn силы определяют по следующим зависимостям:
- вращающий момент на шестерне (ведущем колесе ЗП);
- вращающий момент на зубчатом колесе (ведомом колесе ЗП);
- окружная сила в зацеплении ЗП;
- равны по 3-му закону Ньютона;
Из этого равенства следует:
- (без учета сил трения).
- радиальная сила в зацеплении ЗП;
- нормальная сила в зацеплении ЗП.
2.4 Расчётные нагрузки.
Расчёт зубчатых передач ведётся по расчётным нагрузкам. За расчётную нагрузку принимают максимальное значение удельной нагрузки распределённой по контактной линии зуба.
Как правило, передаваемая нагрузка распределяется по ширине зубьев неравномерно вследствие наличия следующих факторов:
- неточности изготовления и монтажа;
- деформации валов;
- дополнительные динамические нагрузки.
Эти факторы учитываются коэффициентом нагрузки k, определяемым зависимостью:
,
- коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями (зависит от скорости и степени точности). Для прямозубых передач =1.
- коэффициент концентрации нагрузки, учитывает неравномерности распределения нагрузки по длине зуба.
Наиболее предпочтительным является симметричное расположение при .
- коэффициент динамичности (зависит от скорости и от степени точности зубчатых колес).
В качестве расчетной нагрузки для зубчатых передач рассматривается расчетный вращающий момент , определяемый по формуле:
,
–номинальный вращающий момент.
k - коэффициент нагрузки.
Обычно значение коэффициента нагрузки находится в интервале 1,1 … 1,5.
Таким образом, всегда расчетный вращающий момент .
2.5 Виды разрушений и критерии работоспособности зп
В таблице 2.1 описаны наиболее часто встречающиеся виды разрушения зубчатых передач, а также критерии работоспособности, выполнение которых обеспечит их отсутствие.
Вид разрушения |
Описание |
Критерий работоспособности |
Примечание |
1. Усталостный излом зубьев
|
Возникает при многократном действии переменных напряжений изгиба |
Объемная прочность |
Характерно для передач, зубья которых закалены до высокой твердости |
2. Усталостное выкрашивание боковых поверхностей зубьев
|
Возникает при многократном действии контактных напряжений на рабочих поверхностях зубьев.
Материал отслаивается, возникают углубления (раковины). |
Контактная (поверхностная) прочность |
Характерно для закрытых передач, работающих при хорошей смазке |
3. Хрупкий излом или пластическая деформация
|
Возникает при кратковременных перегрузках (пиковых нагрузках)
|
Объемная прочность при перегрузках
Контактная прочность при перегрузках
|
Характерно для передач, зубья которых закалены до высокой твердости |
4. Износ
|
В местах контакта двух зубьев наблюдается относительное скольжение, сопровождающееся истиранием боковых поверхностей зубьев. |
Износостойкость
|
Характерно для открытых передач, работающих при обедненной смазке |
5. Заедание или схватывание
|
Вследствие высоких контактных давлений и трения происходит повышение температуры, возникает микросварка поверхностных слоёв и разрушение этой связи |
Теплостойкость |
Характерно для передач с повышенным скольжением в зацеплении (червячные, винтовые, гипоидные) |