Детали машин и основы конструирования

Детали машин и основы конструирования
Классификация деталей и узлов машин
Виды нагрузок, действующие на детали машин
Требования к жесткости деталей машин
Теплостойкость
Классификация соединений и критерии
их работоспособности
Соединения внахлестку
Соединение деталей с гарантированным натягом
Материалы резьбовых соединений
Резьбовые соединения
Расчет винтовых соединений
Расчет винтов, подверженных
переменной нагрузке
Соединение штифтами
Фрикционные передачи
Передачи с цилиндрическими и
коническими катками
Классификация вариаторов
Торовый вариатор
Основы расчета прочности фрикционных пар
Ременные передачи
Клиновые ремни
Силы и напряжениия в ремнях
Передача без натяжного ролика
Кинематика ременных передач и
критерии расчета
Расчет ременных передач
Зубчатые передачи
Виды разрушения зубьев
Расчет зубьев прямозубых цилиндрических
колес на изгиб
Передачи коническими зубчатыми колесами
Расчет конических колес
Червячные передачи
Конструкция червячных редукторов
Причины выхода из строя червячных передач
Глобоидные передачи
Основные параметры цепных передач
Передачи винт – гайка
Ориентировочный и приближенный расчет валов
Уточненный расчет валов
Расчет валов на жесткость
Основные типы подшипников качения,
их характеристика
Трение и смазка в подшипниках скольжения
Виды несоосности валов
Расчет муфты
Конструкция и расчет упругих муфт
Управляемые или сцепные муфты
Конические муфты. Расчет
Цилиндрические шинно-пневматические муфты
Автоматические самоуправляемые муфты
Пружины
 

Основы расчета прочности фрикционных пар. Материалы, применяемые для изготовления катков

Фрикционные пары выходят из строя по следующим причинам:

Усталостное выкрашивание наблюдается в передачах, работающих в масле, когда образуется жидкостное трение. В этих условиях рабочие поверхности разделяются слоем масла, а износ сводится к минимуму.

Износ наблюдается в передачах, работающих без смазки, или при отсутствии условий для образования режима жидкостного трения.

Задир поверхности связан с буксованием или с перегревом передачи при больших скоростях и нагрузках в условиях недостаточной смазки.

Все виды разрушения зависят от величины контактных напряжений, поэтому тела качения фрикционных пар рассчитывают на контактную прочность. Расчет контактных напряжений при касании по линии( тела качения – цилиндры, конусы, торы, ролики с образующими одного радиуса ) определяют по формуле:

 .

При начальном касании в точке ( все другие случаи):

,

N – нормальное давление( сила прижатия );

b – длина линии контакта;

Епр – приведенный модуль упругости материалов сопряженных катков

,

rпр – приведенный радиус кривизны тел качения в зоне контакта

,

m – коэффициент, зависящий от формы тел качения.

« - » - принимают тогда, когда одна из поверхностей вогнутая.

Формулы удобны для проверочного расчета. Для проектного расчета их преобразуют, принимая за искомые размеры катков.

В виду многообразия форм тел качения общей формулы расчета не получено, в каждом конкретном случае формулу Герца преобразуют индивидуально.

Для цилиндрических катков  мм,

,

b - запас сцепления,

f – коэффициент трения,

zМ –

Для конических катков  мм - размер в среднем сечении катка, где .

Для других случаев смотри справочники.

Материалы. Требования к материалам

высокая износостойкость и поверхностная прочность;

высокий коэффициент трения во избежание больших сил прижатия;

высокий модуль упругости во избежание повышенных потерь на трение, связанных с размерами площади контакта;

незасаливаемость в процессе работы;

малая способность к поглощению влаги.

Материалы: закаленная сталь по закаленной стали обеспечивает наименьшие габариты и высокий коэффициент полезного действия передач, но требуется высокая точность изготовления и высокая чистота отделки поверхности.

Наилучшие результаты получают от применения шарикоподшипниковых сталей ШХ15, 18ХГТ,18ХНВА и других. HRC³60 на поверхности.

Чугун по чугуну применяют в передачах со сложной конфигурацией тел качения, больших габаритах, чаще для работы всухую.

Поверхностный слой катков делают повышенной твердости путем закалки или отбелки. Поверхностный слой катков часто делают с обкладками из других материалов. Сочетание материалов сталь – пластмасса предъявляет менее высокие требования к точности изготовления и чистоты отделки поверхностей.

В связи с большим коэффициентом трения требуется меньшая сила прижатия, коэффициент полезного действия получается несколько ниже, а габариты больше. Более надежны конструкции, у которых ведущее тело изготовлено из менее твердого материала, так как при случайном буксовании на нем не образуется лыски.

Материалы: кожа, прессованный асбест, феррадон, прорезиненная ткань; по стали или чугуну применяют как облицовку рабочих тел чугунных или стальных катков.

Детали машин и основы конструирования