- •1. Классификация деталей и узлов машин. Основные направления в развитии конструкции машин.
- •2. Виды нагрузок, действующие на детали машин.
- •3. Допускаемые и предельные напряжения. Запас прочности. Табличный и дифференциальный методы определения допускаемых напряжений и запаса прочности.
- •4. Определение допускаемых напряжений для деталей, изготовленных из пластических, малопластичных и хрупких материалов при действии статической нагрузки.
- •5. Основные критерии работоспособности и расчёта деталей машин.
- •7. Классификация соединений и критерии их работоспособности.
- •8. Конструкция, классификация и область применения заклепочных соединений. Разновидности заклепок, материалы, применяемые для изготовления заклепок.
- •9. Расчет заклепочных соединений.
- •10. Сварные соединения, общие сведения, классификация, применение. Расчет сварных соединений встык при нагружении центрально-приложенной силой и моментом.
- •11. Соединения внахлестку. Расчет лобовых соединений швов, нагруженных центрально - приложенной силой и моментом.
- •12. Расчет фланговых швов при нагружении растягивающей силой и моментом.
- •13. Соединения контактной сваркой. Общие сведения, расчет.
- •14. Соединение деталей с гарантированным натягом. Общие сведения, применение. ___Усилия запрессовки и распрессовки.
- •15. Материалы резьбовых соединений. Предохранение резьбовых соединений от самоотвинчивания.
- •16. Момент завинчивания. Кпд и условия самоторможения.
- •17. Резьбовые соединения, основные понятия и определения. Типы резьб. Взаимодействие между винтом и гайкой.
- •18. Расчет винтовых соединений при нагруженном силами в плоскости стыка.
- •20. Расчет групповых резьбовых соединений, работающих на сдвиг.
- •21 .Расчет винтовых соединений при действии центральной отрывающей силы.
- •22. Расчет резьбовых соединений, нагруженных моментом и силой, раскрывающими стык деталей.
- •23. Расчет винтов, подверженных переменной нагрузке.
- •24. Шпоночные соединения. Классификация, расчет, применение.
- •26. Соединение штифтами. Конструкция, классификация применение.
- •27. Назначение и роль передач в машинах. Классификация механических передач.
- •28. Фрикционные передачи, принцип действия, классификация, применение. Способы прижатия катков.
- •29. Передачи с цилиндрическими и коническими катками. Сила нажатия тел качения. Передаточные отношения.
- •30. Классификация вариаторов. Принцип действия и основные кинетические соотношения лобового вариатора.
- •31. Принцип действия и основные кинематические соотношения вариатора с раздвижными конусами.
- •32. Торовый вариатор. Принцип действия и основные кинематические соотношения.
- •33. Дисковый вариатор. Принцип действия и основные кинематические соотношения.
- •34. Основы расчета прочности фрикционных пар. Материалы, применяемые для изготовления катков
- •35. Ременные передачи. Принцип действия, классификация, оценка, применение. Материалы плоских приводных ремней
- •36. Клиновые ремни. Конструкция, сравнительная оценка, применение. Расчет клиноременных передач по тяговой способности.
- •37. Силы и напряжениия в ремнях.
- •38. Кинематика ременных передач и критерии расчета. Работа упругого ремня на шкивах.
- •39. Основные геометрические зависимости в ременных передачах.
- •41. Зубчатые передачи. Общие сведения, классификация, применение.
- •42. Виды разрушения зубьев и критерии работоспособности и надежности зубчатых передач. Виды разрушений:
- •43. Расчет зубьев прямозубых цилиндрических колес на изгиб.
- •44. Расчет зубьев цилиндрических прямозубых колес на контактную прочность.
- •45. Особенности расчета и область применения цилиндрических косозубых и шевронных колес.
- •46. Определение расчетных нагрузок при расчете зубчатых передач.
- •48. Передачи коническими зубчатыми колесами. Общие сведения и характеристика. Материалы, применяемые для изготовления зубчатых колес.
- •49. Расчет конических колес на прочность по изгибу и контактным напряжениям.
- •51. Конструкция червячных редукторов.
- •52. Причины выхода из строя червячных передач, критерии их работоспособности и расчета. Материалы, применяемые для изготовления червячных передач.
- •53. Расчет червячных передач на прочность по изгибу и контактным напряжениям.
- •54. Расчетная нагрузка и коэффициент нагрузки при расчете червячных передач.
- •55. Силы, действующие в червячном зацеплении.
- •56. Тепловой расчет и охлаждение червячных передач.
- •57.Глобоидные передачи. Общие сведения. Расчет
- •58. Классификация приводных цепей. Основные характеристики, сравнительная оценка, применение цепных передач
- •59. Основные параметры цепных передач
- •60. Несущая способность и подбор цепных передач
- •61. Передачи винт – гайка. Общие сведения, применение, расчет
- •62. Валы и оси. Общие сведения и основы конструирования. Материалы и обработка осей и валов. Критерии расчета
- •64. Уточненный расчет валов
- •65. Расчет валов на жесткость
- •66. Подшипники качения. Общие сведения, классификация, условные обозначения, применение
- •67. Основные типы подшипников качения, их характеристика. Материалы, применяемые для изготовления подшипников
- •68. Основные критерии работоспособности и расчета подшипников качения
- •69. Распределение нагрузки между телами качения
- •70. Подбор подшипников качения
- •71. Подшипники скольжения, общие сведения, применение. Трение и смазка в подшипниках скольжения
- •72. Условия работы и критерии работоспособности и расчета подшипников скольжения
- •73. Условные расчеты подшипников. Расчет подшипников скольжения при условии жидкостного трения
- •74. Материалы, применяемые для изготовления подшипников скольжения
- •75. Муфты. Общие сведения, назначение, классификация. Глухие муфты. Разновидности и расчет
- •76. Виды несоосности валов. Жесткие компенсирующие муфты. Расчет крестовой муфты
- •77. Расчет муфты со скользящим вкладышем и зубчатой муфты
- •78. Назначение упругих муфт и их динамические свойства.
- •79. Конструкция и расчет упругих муфт.
- •80. Управляемые или сцепные муфты. Общие сведения. Кулачковые и зубчатые (сцепные) муфты.
- •81. Фрикционные муфты. Общие сведения. Расчет дисковых муфт.
- •82. Конические муфты. Расчет.
- •83. Муфты свободного хода. Расчет.
- •84. Цилиндрические шинно-пневматические муфты. Расчет.
- •85. Автоматические самоуправляемые муфты, предохранительные муфты. Основы расчета.
- •86. Центробежные муфты. Расчет.
- •87. Пружины, общие сведения, назначение, классификация, конструкция и основные геометрические параметры витых цилиндрических пружин. Основные расчетные зависимости.
36. Клиновые ремни. Конструкция, сравнительная оценка, применение. Расчет клиноременных передач по тяговой способности.
Принципиальные основы конструкции. В этой передаче ремень имеет клиновую форму поперечного сечения и располагается в соответствующих канавках шкива. В передаче может быть один или несколько ремней. Несколько тонких ремней применяют взамен одного толстого для уменьшения напряжения изгиба.
Форму канавки шкива выполняют так, чтобы между ее основанием и ремнем был зазор . При этом рабочими являются боковые поверхности ремня. В то же время ремень не должен выступать за пределы наружного диаметра dН шкива, так как в этом случае кромки канавок быстро разрушают ремень.
Расчетным диаметром dp шкива является диаметр окружности расположения центров тяжести поперечных сечений ремня или нейтрального слоя при изгибе — ширина bр. Все размеры, определяющие фopмy шкива, выбирают по соответствующим таблицам стандартов в зависимости oт размеров поперечного сечения ремня, которые также стандартизованы.
Применение клинового ремня позволило увеличить тяговую способность передачи путем повышения трения. Положим, что вследствие натяжения ветвей ремня его элемент длиной dl прижимается к шкиву силой dR. При этом элементарная сила трения, действующая в направлении окружной силы:
dF=dFnf=dRf/sin(/2).
В клиноременной передаче трение увеличивается с уменьшением угла клина . Значение f/sin(/2)=f’’ называют приведенным коэффициентом трения. Для стандартных I ремней угол принят равным 40°.
Клиновая форма ремня увеличивает его сцепление со шкивом примерно в три раза. Дальнейшему увеличению сцепления путем уменьшения угла препятствует появление самозаклинивания ремня в канавках шкива. При самозаклинивании ремень испытывает дополнительный перегиб на сбегающих ветвях и быстрей paзрушается от усталости.
При определении угла профиля канавки шкива учитывают , что при изгибе на шкиве профиль ремня искажается: ширина ремня в зоне растяжения уменьшается, а в зоне сжатия увеличивается. При этом угол профиля ремня уменьшается. Если ремень, деформированный таким образом, расположить в канавке шкива с углом, равным углу профиля недеформированного ремня, то давление р на его боковые грани распределится неравномерно. Долговечность ремня в этом случае уменьшится. В целях выравнивания давления углы канавок делают меньше угла профиля ремня: чем меньше диаметр шкива, тем меньше угол канавки. По стандарту на размеры шкивов клиноременных передач канавки изготовляют с углами 34...40°.
Значительное увеличение трения позволяет сохранить нагрузочную способность клиноременной передачи при значительно меньших углах обхвата по сравнению с плоскоременной передачей.
Для лучшего использования возможностей клиноременной передачи на практике рекомендуется принимать угол обхвата клиноременной передачи 120° и в редких случаях до 70°. Малое значение допускаемых углов обхвата позволяет строить клиноременные передачи с малыми межосевыми расстояниями а и большими передаточными отношениями , а также передавать работу с одного ведущего шкива нескольким ведомым.
Конструкция клинового ремня должна обладать достаточной гибкостью для уменьшения напряжений изгиба и в то же время иметь значительную продольную и поперечную жесткость. Применяют ремни с различной структурой поперечного сечения.
Клиновые ремни изготовляют в виде замкнутой бесконечной ленты.
Расчет клиноременных передач по тяговой способности.
Передачи клиновыми и поликлиновыми ремнями рассчитывают по тяговой способности и долговечности. В качестве исходных данных задаются: кинематическая схема передачи, расчетная передаваемая мощность N, условия эксплуатации, частота вращения ведущего шкива n, передаточное число u.
В соответствии с заданным или выбранным типом ремня и в зависимости от крутящего момента на быстроходном валу выбирают сечение ремня (по таблице). Может оказаться, что для заданного крутящего момента подходят ремни двух сечений. В этом случае расчеты обычно ведутся в двух вариантах. Окончательный выбор производят при сравнении рассчитанных вариантов.
Минимальный расчетный диаметр меньшего шкива принимают только в случае очень жестких требований, предъявляемых к габаритам привода. В остальных случаях используют один из стандартных диаметров, следующих за минимальным.
Передаточное число клиноременной передачи обычно берут 4 – 5, однако допускается u 10.
Диаметр большего шкива dр2:
.
Здесь ε – коэффициент скольжения ремня. Его значения берутся для кордтканевых клиновых ремней ε = 0,02, а для кордошнуровых ε = 0,01. Диаметр dр2 также округляется по стандарту.
При выбранных dр1 и dр2 определяют окончательное передаточное число ременной передачи:
,
и уточняют передаточные числа других передач привода с тем, чтобы общее передаточное число отличалось от заданного не более чем на 4%.
Межосевое расстояние а ременной передачи определяется компоновкой привода. Оно должно находится в пределах:
,
где h – высота сечения ремня. Если межосевое расстояние не задано, рекомендуется выбирать его по таблице.
При выбранном межосевом расстоянии находят расчетную длину ремня u, которую округляют до стандартного значения
.
По окончательно принятой длине ремня пересчитывают межосевое расстояние
.Для компенсации отклонений размеров ремней и шкивоа, удобства монтажа и снятия ремней, а также для создания их натяжения и подтягивания при вытяжке, конструкция передачи должна допускать изменение межосевого расстояния в сторону уменьшения на 0,01L при клиновых и на 0,013L – при поликлиновых ремнях, в сторону увеличения на 0,025L для клиновых, на 0,02L - для поликлиновых ремней.
Угол обхвата ремнем меньшего шкива
Он должен быть не менее 1100. Если α01 окажется меньше рекомендованного, то необходимо увеличить межосевое расстояние и изменить длину ремня.
Мощность (кВт), допускаемая на один клиновой ремень или поликлиновой ремень с десятью ребрами, определяется по формуле:
.
Здесь N0 – мощность, допускаемая на один ремень при α = 1800, u = 1, исходной длине L0 и спокойной работе; Сα – коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата на тяговую способность ремня; СL - коэффициент, учитывающий влияние длины ремня на его долговечность, определяется в зависимости от отношения L/L0, Ср – коэффициент режима работы; ∆NИ = 0,0001∆ТИnб – поправка, учитывающая уменьшение влияния на долговечность изгиба ремня на большом шкиве с увеличением передаточного числа; ∆ТИ – поправка к крутящему моменту на быстроходном валу, Н·м; nб – частота вращения быстроходного вала, мин -1.
Расчетное число клиновых ремней в передаче
.
Натяжение ремней в передаче неодинаково вследствие разницы в размерах канавок и различия в длине и ширине ремней. Для уменьшения разброса в натяжении ремней их при изготовлении сортируют по отклонениям длин на группы, указываемые в маркировке ремня. Комплект ремней для передачи составляется из ремней одной группы. Сменять ремни рекомендуется комплектами.
С учетом неравномерности распределения нагрузки между ремнями действительное число ремней в передаче:
,
Для повышения безотказности работы передачи следует принимать =1. Целесообразно иметь в передаче = 3…6.
Число ребер поликлинового ремня:
.
Рекомендуемое число ребер указывается в таблице.
Для расчета валов и подшипников необходимо знать усилия, действующие на валы.
Сила начального натяжения одного клинового ремня, (Н)
,
где v – скорость ремня, м/с; - число ремней; q – масса одного погонного метра ремня (таблица). Усилие, действующее на валы клиноременной передачи:
.
Здесь α01 – угол обхвата на меньшем шкиве.
Для поликлинового ремня с числом ребер Z сила начального натяжения, (Н),
,
где q10 –масса одного погонного метра ремня с 10 ребрами (таблица).
Усилие, действующее на валы поликлиновой ременной передачи:
.
Шкивы клиноременных и поликлиноременных передач, при серийном производстве, рекомендуется делать сварными из тонкостенных штамповых элементов.
Размеры профиля канавок и обода литых и точеных шкивов клиноременных передач приведены в таблицах.
Рабочие поверхности канавок должны иметь шероховатость не более
Rа = 2,5 мкм, а при малых диаметрах шкивов – не более 1,25 мкм. Рабочие поверхности желательно полировать.
Наружный диаметр и ширина обода клиноременных щкивов соответственно:
;
для поликлиновых ремней:
.
По конструкции, литые и точеные шкивы выпускаются монолитными, с диском, со спицами.