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
 

Основные параметры цепных передач

Скорости цепей и числа оборотов звездочек ограничиваются износом цепей, так как вместе с ростом скорости  увеличивается путь трения в единицу времени и сила удара цепи о звездочку ( в обычных условиях Vmax=15-20 м/с).

,

z - число зубьев звездочки,

n – число оборотов звездочки,

p – шаг цепи.

Из равенства скоростей на звездочках( ведущей и ведомой)

  - передаточое число цепной передачи.

Обычно u£8. При нестесненных габаритах u£15.

Числа зубьев звездочек ограничивается износом шарниров, динамическими нагрузками и шумом передачи.

zmin=11…17 – для роликовых цепей;

zmin =17…21 – для зубчатых цепей.

При износе цепей шаг увеличивается.

z2max( ведомой звездочки)= 100…120 для роликовых цепей;

z2max=120…140 для зубчатых цепей. Число зубьев малой звездочки выбирают нечетным, то в соответствии с четным числом звеньев цепи, способствует более равномерному износу.

Межосевое расстояние выбирают из условия, чтобы угол обхвата цепью малой звездочки был не меньше 1200. Из этого условия

при u£3

при u>3,

D1 и D2 – наружные диаметры звездочек.

а= (30…50)p – оптимальное

а= 80p – максимальное.

Число звеньев в цепи в шагах

.

(округлить до четного числа)

Ход натяжения устройства – не менее одного шага(1,5p).

По длине цепи в шагах определяют окончательное межосевое расстояние

.

Для обеспечения провисания цепи межосевое расстояние уменьшают на (0,002…0,004)a.

Шаг цепи является основной характеристикой цепной передачи.

Цепи с меньшим шагом имеют меньшую несущую способность, работают с меньшими динамическими нагрузками и шумом. Нужно выбирать цепь с минимально допустимым шагом.

Шаг цепи по условию несущей способности

,

Т1- крутящий момент на валу ведущей звездочки, Нмм;

n1- частота вращения ведущей звездочки, об/мин;

[q0] - удельное давление в шарнире звена цепи для средних эксплуатационных условий, МПа;

КЭ – коэффициент эксплуатации;

m – число рядов цепи.

Из условия быстроходности - для зубчатой цепи;

  - для роликовой цепи;

 - для втулочной цепи.

Критерии работоспособности и расчета цепных передач.

Материал цепей

Цепные передачи выходят из строя из – за:

износа шарниров( дополнительный износ 1,5-2,5% от длины цепи);

усталостного разрушения пластин по; характерно для быстроходных тяжелонагруженных цепей, работающих в закрытых картерах с хорошей смазкой;

проворачивания осей и втулок в местах запрессовки; связано с недостаточно высоким качеством изготовления;

выкрашивания и раскалывания роликов;

износа зубьев звездочек.

Пластины выполняют из холоднокатаной ленты из сталей 45, 50, 40Х, 40ХН, 30ХН3 и закаливают до твердости HRC 40…50.

Детали шарниров, оси , втулки, вкладыши изготавливают из цементуемых сталей 12ХН3, 15ХФ, 18ХГТ, 18ХНВА, 20ХН3, 20Х2Н4А и другие. HRC 58…63.

В настоящее время оси, втулки, вкладыши подвергают газовой нитроцементации, изготавливают из углеродистых сталей, HRC 56…63(50Г, 50Г2Н).

Долговечность цепей в стационарных машинах должна быть в пределах 2000-3000 часов.

60. Несущая способность и подбор цепных передач

Цепи подбирают из условия, чтобы удельное давление в шарнире не превышало допускаемого. Окружное усилие, которое может передаваться цепью, равняется

;

,  Р – передаваемая мощность; V – скорость;

дополнительное удельное давление в шарнире звена цепи для средних эксплуатационных условий( нагрузка постоянная и равномерная; расположение передачи горизонтальное, натяжение поддерживается в пределах нормы, смазка и защита от загрязнений удовлетворительное, значения z, a, u, p, а также качество цепи в пределах рекомендуемых норм, долговечность цепей по износу 2 – 3 тысячи часов);

А – проекция опорной поверхности шарнира звена цепи,

,

св – расстояние между внутренними пластинами;

S – толщина пластин.

Для зубчатой цепи , b – ширина цепи.

F0 – допустимая полезная сила, которая может передаваться цепью в средних эксплуатационных условиях.

Влияние различия в условиях работы рассматриваемой и типовой передачи учитывают коэффициентом эксплуатации КЭ: .

,

Кдин  - коэффициент, учитывающий динамичность действующей нагрузки;

Ка - коэффициент, учитывающий величину межосевого расстояния;

Кн - коэффициент, учитывающий наклон передачи к горизонту( чем больше наклон, тем меньше суммарный износ);

Крег - коэффициент, учитывающий регулирование

Ксм - коэффициент, учитывающий условия смазки;

Креж - коэффициент, учитывающий режим работы передачи.

Если КЭ >3, нужно принять конструктивные меры для улучшения работы передачи.

Глобоидные передачи. Общие сведения. Расчет В глобоидных передачах нарезка червяка образуется на глобоиде. Эти передачи получают все большее применение ввиду повышенной в 1,5-2 раза нагрузочной способности. Нагрузочная способность повышается за счет увеличения длины контактной линии и улучшения гидродинамической смазки.

Передачи винт – гайка. Общие сведения, применение, расчет Передача винт — гайка служит для преобразования вращательного движения в поступательное.

Валы предназначены для передачи крутящего момента вдоль оси и для поддержания вращающихся деталей.

Методы расчета валов. Ориентировочный и приближенный расчет валов

Уточненный расчет валов При расчете на выносливость считают напряжения изгиба в валах изменяются по симметричному циклу. Напряжения кручения принимают изменяющимися по отнулевому пульсирующему циклу.

Расчет валов на жесткость

Основные типы подшипников качения, их характеристика. Материалы, применяемые для изготовления подшипников

Основные критерии работоспособности и расчета подшипников качения

Детали машин и основы конструирования