Сопротивление материалов (стр. 5 из 6)
F1+F2=2F0const
Коэффициент тяги:
при значенииφ0 → Ft достигает максимальной силы трения, дуга покоя сокращается до нуля, дуга скольжения распределяется на всю дугу охвата.
Значением Кн оценивается тяговая способность передачи.
Долговечность ремня ременных передач. Быстроходность передачи.
Долговечность ремня: способность противостоять усталостному повреждению.
Главная причина усталостного разрушения – напряжения изгиба.
Снижение долговечности при увеличении частоты пробегов связано не только с усталостью, но и с термостойкостью ремня. Перегрев ремня приводит к снижению прочности.
Быстроходность передачи:
;для капроновых ремнейσ0=50 МПа, [υ]=150м/с
если повышать скорость ремня, то при критической скорости центробежные силы уравновесят давление на шкивы от натяжения ремня, и оно будет равно нулю.
Расчёт клиноременных передач.
Z – число зубьев ремней;
А1– площадь сечения одного ремня;
[Кп]– допустимая предельная удельная сила;
Cz – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения Кп по ремням.
Z = 1 C = 1
Z = 3-4 C = 0.9
Z > 6 C = 0.85
[P] – допускаемая мощность на одном ремне;
P – мощность на всех ремнях.
Конструкции ремней ременных передач.
нарисовать
Зубчато-ременная передача. Достоинства. Применение в швейном оборудовании.
Назначение:
Служит для передачи вращающего момента между валами, расположенными на небольшом расстоянии, при необходимости сохранения постоянства передаточного числа.
Для мощности до 100 КВт, скорость около 50 м/с и передаточных чисел до 12 (иногда до 20).
Бывают:
· По типу ремней: односторонние, двусторонние;
· По скорости ведомого вала: повышающие, понижающие;
· По числу ступеней: одно- и многоступенчатые, с одним или несколькими ведомыми шкивами.
"+" компактнее, плавнее, чем цепная, бесшумна. Не проскальзывает, обходится без смазки.
"-" более сложная конструкция, чем у ременной, сложнее технология изготовления ремней и шкивов, меньшая передаваемая мощность и долговечность.
Расчёт зубчато-ременной передачи.
Критерии: тяговая способность ремня, износостойкость зубьев, долговечность.
Параметры передачи:
Модуль выбирают по моменту на быстроходном валу.
Число зубьев большего шкива:
Расчётная длина ремня:
L = mπZр
d = mZ, где Z – число зубьев шкива;
межосевое расстояние:
где dб – диаметр большего шкива;dм – диаметр меньшего шкива.
Расчётные диаметры шкивов:
d = mz, где z – число зубьев шкива.
Число зубьев ремня, находящихся в зацеплении с малым шкивом:
, где α – угол обхвата на малом шкиве.Передачу рассчитывают по удельной окружной силе, p0
Для надёжной работы передачи должно быть выполнено условие:
, при меньшем несущая способность передачи падает.Допустимая удельная окружная сила:
, где Сp – коэффициент режима работы;C0 – коэф., учитывающий влияние роликов;
Cz – 1, 0.8, 0.6 при числе зубьев в зацеплении соответственно, z0 = 6, 5, 4
Валы и оси. Их виды. Конструктивные элементы. Посадочные поверхности валов. Критерии работоспособности.
Валы и оси служат для поддерживания деталей.Вал – передаёт крутящий момент, поддерживает детали (шкивы);
Ось – не передаёт крутящего момента, может быть неподвижной и вращающейся.
При работе валы испытывают: изгиб, кручение, осевую нагрузку, растяжение, сжатие.
Оси испытывают изгиб.
Валы бывают прямые, коленчатые, гибкие, прямые цельные, прямые полые.
Конструктивные элементы:
Место сопряжения двух участков разных диаметров называют галтелью, опорные участки – цапфы, концевые цапфы, воспринимающие радиальные нагрузки – шипы, промежуточные – шейки, цапфы, воспринимающие реакции, направленные вдоль оси, называются пятами.
Основным критерием работоспособности являются сопротивление усталости, жесткость.
υ – величина прогиба,
γ– угол поворота сечения
На валы действуют: крутящий момент, Т; изгибающий момент, Миз
Проектный расчет производится на статическую прочность с учётом Т.
Чтобы учесть действие изгибающих нагрузок: допускаемые значения [τ]
Диаметр выходного конца вала:
Значение диаметра округляется до ближайшего значения из госта.
Диаметры посадочных поверхностей (под ступицы зубчатых колёс, звездочек, шкивов и др.) выбирают из стандартного ряда посадочных размеров, диаметры под подшипники – из стандартного ряда внутренних диаметров подшипников. Перепад диаметров должен быть минимальным.
Проектный и проверочный расчёт валов.
Проводится при уже известной конструктивной схеме: на сопротивление усталости, статическую прочность, жесткость и колебания.
Основной расчётной нагрузкой являются моменты, вызывающие кручение и изгиб.
Порядок расчёта:
1.Предварительная оценка среднего диаметра вала из расчета на кручение при пониженных допускаемых напряжениях.
Или ориентируясь на диаметр того вала, с которым он соединяется.2.Разработка конструкции вала (диаметр под подшипники, под зубчатое колесо и др.)
3.Проверочный расчёт конструкции, внесение исправлений.Проверочный расчёт:
1.Выбор расчётной схемы и определение расчётных нагрузок. Схематизация нагрузок, опор и формы вала.
Большинство муфт нагружают вал дополнительной силой Fm. При расчёте валов приближенно можно принимать:
· Fm = (0.2….0.5) Ftm , где Ftm– окружная сила на муфте.
· Fm ≈ 125√Т – для входных валов редукторов.
· Fm ≈ 250√Т – для выходных валов многоступенчатых редукторов.
В общем случае на конце вала может быть установлена шестерня, звёздочка или шкив.
Основные нагрузки на валы. Расчёт валов на сопротивление усталости.  | |||
 | | ||
Основным видом разрушения является усталостное. Необходимо установить характер цикла напряжений. Напряжения изгиба изменяются по симметричному циклу. Напряжения кручения изм-ся пропорционально изменению нагрузки. Необходимо наметить опасные сечения, которые подлежат проверке. Там определяют запасы сопротивления усталости и сравнивают их с допускаемыми.
Действующие силы подразделяют на два вида: невращающиеся (силы в передачах) и вращающиеся (нагрузки на концах валов от муфт).
Коэффициент запаса прочности:
где Sσ – коэффициент запаса сопротивления усталости по нормальным напряжениям.
Sτ – по касательным напряжениям.
Где σа, τа – амплитуды переменных напряжений.
Расчёт валов на статическую прочность.
Проверку статической прочности проводят в целях предупреждений пластических деформаций и разрушений с учётом кратковременных перегрузок.
Определяют по гипотезе энергообразования.
Расчёт валов на жесткость.
Упругие перемещения вала отрицательно влияют на работу связанных с ним деталей. От прогиба вала возникает концентрация нагрузки в зубчатой передаче по длине зуба. При больших углах поворота может произойти защемление вала в подшипнике.
Прогиб вала и угол поворота должны быть меньше допускаемых.
Крутильная жесткость:
Где Y – модуль упругости второго рода, I – полярный момент инерции, Т – крутящий момент, l – длина вала.
Подшипники. Виды. Подшипники скольжения. Достоинства и недостатки. Применение в швейном оборудовании.
Опоры вращающихся осей и валов называются подшипниками. Служат для соединения валов и вращающихся осей с корпусом. Они воспринимают радиальные и осевые нагрузки. В зависимости от вида трения они разделяются на подшипники скольжения и качения. В зависимости от направления воспринимаемой нагрузки – радиальные (перпендикулярно оси цапфы), упорные (осевая нагрузка), радиально-упорные.