- •Определение понятий машина, деталь, сборочная единица (узел). Детали и узлы общемашиностроительного и специального назначения.
- •Понятие качества изделия. Критерии оценки качества.
- •Работоспособность. Критерии работоспособности.
- •Стадии разработки технической документации при проектировании машин.
- •Обобщенная схема алгоритма проектирования деталей машин
- •Материалы применяемые в машиностроении и факторы, учитываемые при их выборе
- •Усилия и моменты, действующие в резьбовом моединении. Кпд резьбы. Условие самоторможения
- •Расчет элементов резьбы на прочность
- •Расчет фрикционных передач с цилиндрическими катками
- •Расчет фрикционных передач с коническими катками
- •Зубчатые передачи. Классификация. Кинематические и геометрические параметры цилиндрических передач
- •Усилие в зацеплении цилиндрических передач
- •Виды и причины разрушения зубчатых колес
- •Понятия об эквивалентных зубчатых колесах
- •Расчет на контактную выносливость активных поверхностей зубьев цилиндрических зубчатых колес
- •Расчет зубьев на выносливость при изгибе
Усилия и моменты, действующие в резьбовом моединении. Кпд резьбы. Условие самоторможения
;
;
Допущения:
Вся нагрузка передается одним прямоугольным витком;
Нагрузка распределенная по поверхности витка заменяется одной сосредоточеной
Момент представляется как окружное усилие, приложенное на среднем диаметре к элементу гайки
;
Для профилей отличных от прямоугольного все сохраняется, только ввожится приведенный коэффициент трения:
Условие самоторможения:
Предотвращение самоторможения:
Повышение трения в резьбе (контр. Гайки)
Увеличение трения на поверхности гайки (шайба гровера)
Жесткое соединение гайки с деталью
Жесткое соединение гайки со стержнем болта
Расчет элементов резьбы на прочность
Нагрузка по виткам распределена неравномерно, наибольшая нагрузка на первый виток.
Поэтому выполнять большое количество витков нецелесообразно.
В расчетных моделях применяется равномерное распределение нагрузки по виткам.
Для повышения равномерности нагрузки применяют доп. конструктивные решения:
На большей части гайки создают одинаковые деформации с деформациями болта;
Разгрузка наиболее нагруженных витков;
Применение гайки с меньшими модулями упругости (бронза, латунь)
Смятие резьбы по кольцевой поверхности
Изгиб витка
Сдивиг витка
Растяжение болта
Резьба проектируется так чтобы было соблюдено условие равнопрочности – равновероятное разрушение по всем критериям.
Для стандартной гайки наиболее опасный критерий – растяжение.
Расчет ненапряженного и напряженного болтового соединения
Ненапряженное болтовое соединение
Нет внешней нагрузки (нет напряженного болта)
Нет предварительной затяжки
Напряженное болтовое соединение
Расчет болтового соединения, нагруженного силами, сдвигающими детали в стыке
Чистый болт
Черный болт
С точки зрения надежности с чистым болтом лучше, но не технологично. Проще с черным болтом. Габариты в чистом меньше.
Расчет эксцентрично нагруженного болта
Для предупреждения эксцентричного нагружения применяют дополнительные конструктивные мероприятия:
Применение косых шайб;
Подторцовка;
Бобышка;
Шайбы из более податливого материала;
Применение сферических шайб
Расчет резьбовых сединений при действии нагрузки, расекрывающей стык в деталях
Условие совместности деформаций:
;
Расчет резьбовых соединений при действии переменных нагрузок
Болты рассчитываются по нераскрытию по максимальной величине циклического нагружения
Проверяется стержень болта на действие циклического нагружения
Расчет групповых болтовых соединений, нагруженных моментом и силой, сдвигающими детали в стыке
Определ-ся критерий работоспособности всей конструкции
Находится наиболее нагруженный болт и определяется внешняя нагрузка на его элемент
Болт относится к одному из рассмотреных случаев
Определяется нагрузка на него и выполняется расчет
Остальные болты в группе принимаем одинаковыми
Допущения:
Поверхности стыка имеют оси симметрии;
Поверхности стыка при нагружении остаются плоскими;
Все болты одинаково затянуты
Теорема косинусов:
Расчет групповых болтовых соединений, нагруженных моментом и силой, раскрывающими стык деталей
Усилие предварительной затяжки определяется как большее из двух условий:
Отсутствие раскрытия стыка
Отсутствие сдвига
Особенности расчета ходовых и грузовых винтов
Применение:
Создание больших осевых усилий
Осуществление медленных и точных перемещений
Болт:
Растяжение/сжатие
Изнашивание резьбы
Потеря устойчивости
Гайка:
Смятие опорной поверхности гайки
Растяжение
Срез буртика
Расчет соединений с гарантированным натягом
Применяется для соединения и передачи нагрузок в деталях типа вал-втулка.
Натяг – отрицательная разность между действительными размерами отверстияи действительного размера вала.
Сборка:
Механическая
Тепловая
По этому значеию вибирается стандартная посадка.
Шпоночные соединения. Расчет призматической шпонки
Служат для соединения деталей и передачи момента между деталями типа вал-втулка.
Бывают:
Напряженные (клиновые)
Ненапряженные (призматические, сегментные, цилиндрические)
Шлицевые соединения и их расчет
Представляют собой многошпоночное соединение, в котором шпонки выполнены за одно целое с валом.
Достоинства:
Большая нагрузочная способность (меньшие габариты при одинаковой нагрузке)
Меньшая концентрация напряжений
Технологичны
Передачи. Их основные характеристики. Фрикционные передачи. Принцип действия
Передачи предназначены для согласования работы двигателя с работой исполнительного мехмнизма.
Передачи по принципу работы разделяются на:
Передачи зацеплением:
с непосредственным контактом (зубчатые и червячные);
с гибкой связью (цепные, зубчато-ременные).
Передачи трением (сцеплением трущихся поверхностей):
с непосредственным контактом поверхностей (фрикционные);
с гибкой связью (ременные).
По Виду энергии:
механические;
электрические;
гидравлические;
пневматические
Причины применения передач:
оптимальные режимы работы двигателя не всегда совпадают с оптимальным режимом работы исп. механизма;
Необходимость регулирования скорости работы и моментов на исполнительном органе при постоянных параметрах двигателя;
Необходимость преобразования одного вида движения в другой;
нет возможности непосредственно соединить двигатель и исп. механизм
Основные параметры передач:
мощность (нагрузочная способность)
быстроходность
передаточное отношение (опред. в направлении потока мощности)
Производные параметры:
КПД
мощность, потеряная в передаче
В фрикционных передача нагрузки осуществляется за счет сил трения.
Достоинства фрикционных передач:
простота тел качения;
равномерность вращения, что удобно для приборов;
возможность плавного регулирования скорости;
отсутствие мёртвого хода при реверсе передачи.
Недостатки фрикционных передач:
потребность в прижимных устройствах;
большие нагрузки на валы, т.к. необходимо прижатие дисков;
большие потери на трение;
повреждение катков при пробуксовке;
неточность передаточных отношений из-за пробуксовки.
Основными видами поломок фрикционных передач являются:
усталостное выкрашивание (в передачах с жидкостным трением смазки, когда износ сводится к минимуму);
износ (в передачах без смазки);
задир поверхности при пробуксовке.