Детали машин Примеры курсовых расчетов

Длина изображения отрезка, параллельного плоскости проекций, равна длине самого отрезка. Расчеты на прочность и жесткость валов круглого и кольцевого сечений.

Виды механического изнашивания:

-                  абразивное изнашивание;

-                  гидроабразивное (газоабразивное) изнашивание;

-                  гидроэрозионное (газоэрозионное) изнашивание;

-                  кавитационное изнашивание;

-                  усталостное изнашивание;

-                  изнашивание при фреттинге;

-                  изнашивание при заедании.

Назначение и роль передач в машинах

Механическая передача – это механизм, предназначенный для передачи и преобразования параметров движения от двигателя к исполнительному органу машины

Кинематические и силовые зависимости

Зубчатая передача– это механизм, в котором движение передается и преобразуется за счет зацепления зубьев. Передача вращательного движения с изменением угловых скоростей и вращательных моментов осуществляется парой зубчатых колес. В машиностроении колесо с меньшим числом зубьев называется шестерней, в приборостроении – трибом. Большее из колес, входящих в зацепление, называется колесом. У зубчатого колеса условно различают тело или основание (диск со ступицей) и зубчатый венец, отделяемый от тела поверхностью впадин зубьев.

Сравнительная оценка зубчатых зацеплений Эвольвентное зацепление

Основные сведения о гиперболоидных зубчатых передачах Гиперболоидная зубчатая передача – это зубчатая передача со скрещивающимися осями, аксоидные (начальные) поверхности зубчатых колес которой представляют собой гиперболоиды вращения, касающиеся друг друга по прямой линии

Геометрические параметры эвольвентного зацепления Для обеспечения постоянства мгновенного передаточного отношения зубья шестерни и колеса должны иметь сопряженные профили. Это достигается нарезанием зубьев инструментом на основе исходного контура. Исходный контур имеет форму рейки, т.к. она сохраняет постоянный угол зацепления  в паре с колесом любого радиуса и при любом относительном положении колес.

Кинематические характеристики цилиндрических передач эвольвентного зацепления Передаточное число. Передаточное число цилиндрических зубчатых передач определяется через отношение частот вращения или угловых скоростей, как для других типов передач, а также через отношение чисел зубьев колеса и шестерни:

Степени точности и виды сопряжений зубчатых передач Нарушение кинематических функций механизмов выражается в отклонении действительного закона относительного движения зубчатых колес реальной передачи от теоретического закона движения. Это отклонение связано с погрешностями изготовления и монтажа передачи.

Различают два вида потери работоспособности зубчатых передач:

– поломка зубьев;

– повреждение поверхности зубьев.

Материал и термообработка Нагрузка, допускаемая по контактной прочности зубьев, определяется в основном твердостью материала. Наибольшую твердость, а, следовательно, наименьшие габариты и массу передачи можно получить при изготовлении зубчатых колес из сталей, подвергнутых термообработке.

Проектный расчет на контактную выносливость проводится с целью предварительного определения геометрических параметров зубчатой передачи по заданному крутящему моменту на валу колеса , Н·м, и передаточному числу . При расчете передач с цилиндрическим зубчатыми колесами обычно определяется межосевое расстояние , поскольку оно в основном определяет габариты передачи

Проверочный расчет на выносливость при изгибе

Конические зубчатые передачи относятся к зубчатым передачам с пересекающимися осями. Наиболее распространены передачи с углом пересечения осей колес (межосевым углом)  (рис. 5.1). Конические передачи сложнее цилиндрических передач в изготовлении и монтаже. Для нарезания зубьев конических зубчатых колес требуются специальные станки и инструмент. При изготовлении зубчатых колес кроме допусков на размеры необходимо выдержать допуски на углы делительных конусов  и , а также на межосевой угол, а при монтаже конической зубчатой передачи необходимо обеспечить совпадение вершин делительных конусов.

Силы в зацеплении Также как и в косозубой цилиндрической передаче в конической зубчатой передаче нормальная сила раскладывается на три составляющие: окружное, радиальное и осевое усилие

Червячные передачи относятся к зубчатым передачам с перекрещивающимися осями. Угол перекрещивания осей обычно составляет 90°. Червячную передачу целесообразно использовать там, где требуется плавность и бесшумность в работе, компактность при значительном редуцировании частоты вращения и сравнительно небольшой передаваемой мощности (обычно до 60 кВт). Значения передаточных чисел могут достигать до 1000. Однако в силовых передачах передаточное число рекомендуется выбирать в интервале значений от 8 до 80, реже до 110. Червячные передачи используются в подъемно-транспортных машинах, станках, автомобилях и других машинах.

Точность изготовления червячных передач Также как и для цилиндрических зубчатых передач для червячных передач предусмотрено шесть видов сопряжений и девять видов допусков на боковой зазор при , пять видов сопряжений и четыре вида допуска на боковой зазор при  < 1.

Критерии работоспособности и расчета Основными напряжениями, определяющими работоспособность червячных передач, также как и для других типов зубчатых передач являются контактные напряжения и напряжения изгиба. Червячные передачи выходят из строя, как правило, вследствие механического изнашивания, изнашивания при заедании и усталостного изнашивания. Повышенное изнашивание червячных передач связано с большими скоростями скольжения и неблагоприятным направлением скольжения по отношению к линии контакта.

Ременная передача состоит из двух шкивов, закрепленных на валах, и ремня, охватывающего шкивы. Нагрузка передается за счет сил трения (за исключением зубчато-ременной передачи), возникающих между шкивами и ремнем вследствие натяжения последнего.

Кинематические параметры ременных передач

В ременных передачах наблюдается два вида скольжения ремня по шкивам:

– упругое скольжение;

– буксование.

Силы и силовые зависимости

Расчет ременных передач по тяговой способности Основными критериями работоспособности ременных передач являются:

– тяговая способность, определяемая силами трения между ремнем и шкивом;

– долговечность ремня, которая в условиях нормальной эксплуатации ограничивается разрушением ремня от усталости.

Цепная передача – это механизм, предназначенный для передачи движения между параллельными валами посредством зацепления многозвенной гибкой связи (цепи) с жесткими звеньями (звездочками).

Применяют цепные передачи с одной или несколькими ведомыми звездочками. Кроме перечисленных основных элементов цепные передачи также включают в себя натяжные устройства, смазочные устройства и ограждения.

Цепь состоит из соединенных шарнирами звеньев, которые обеспечивают ее гибкость или подвижность.

Выбор основных параметров цепных передач

1) Передаваемые мощности. Цепные передачи используют для передачи мощностей до 3,5 МВт. В общем машиностроении передаваемые мощности обычно не превышают 100 кВт.

2) Передаточное отношение.

Силы в цепной передаче Силовая схема цепной передачи аналогична силовой схеме ременной передачи.

Проектирование новой машины или исследование уже имеющейся начинается с составления схем ее механизмов, изображающих механизмы в упрощенном виде. Различают структурную (принципиальную) схему с применением условных обозначений звеньев и кинематических пар (без указания размеров звеньев) и кинематическую схему с указанием размеров, необходимых для проведения кинематических расчетов.

Расчетные схемы валов и осей Валы и вращающиеся оси обычно рассчитывают как балки на шарнирных опорах. Для валов, вращающихся в подшипниках качения, установленных по одному в опоре (рис. 12.1, а, б, в), данная схема обеспечивает получение достаточно точных результатов.

Расчет валов на сопротивление усталости Данный расчет выполняется, когда известна конструкция и размеры вала, расположение и виды концентраторов напряжений, расположение опор и деталей передач

Подшипники предназначены для поддержания вращающихся валов и осей в пространстве и восприятия, действующих на них нагрузок. Подшипники могут также поддерживать детали, вращающиеся вокруг осей, например, сателлиты планетарных механизмов.

Подшипники качения состоят из следующих деталей:

– наружного и внутреннего колец с дорожками качения;

– тел качения;

– сепараторов, разделяющих и направляющих тела качения.

Общие указания к выбору подшипников качения Выбор подшипников начинается с установления его типа. При выборе типа подшипника учитываются следующие факторы:

– значение и направление действующей нагрузки;

– частота вращения;

– конструктивные особенности сборочной единицы машины (необходимость самоустановки подшипника при перекосах вала; необходимость перемещения вала в осевом направлении; требования к габаритам, жесткости, точности вращения и т.д.);

– стоимость подшипника.

Подшипник скольжения предназначены для поддержания валов, осей и других вращающихся или качающихся деталей и восприятия осевых и радиальных нагрузок передаваемых цапфами.

Расчет подшипников, работающих в режиме граничного или полужидкостного трения

Приводные муфты служат для продольного соединения двух деталей машины, связанных общим вращательным движением (вала с валом, вала с зубчатым колесом, двух зубчатых колес и т.д.). Кроме передачи крутящего момента, муфты также используются для следующих целей:

– для сцепления и разъединения кинематически связанных деталей (управляемые муфты);

– для предохранения от перегрузок (предохранительные муфты);

Зубчатые муфты обладают высокой несущей способностью и надежностью при малых габаритных размерах вследствие большого числа одновременно работающих зубьев; допускают значительную частоту вращения; окружная скорость на зубьях может составлять 25 м/с.

Цепные муфты отличает возможность использования серийно изготавливаемых цепей, небольшие габаритные размеры, простота монтажа без осевых смещений соединяемых валов, способность компенсировать радиальные и угловые смещения валов за счет взаимных перемещений деталей муфты и наличия зазоров. Из-за наличия в цепных муфтах значительных зазоров их не применяют в реверсивных приводах и приводах с большими динамическими нагрузками.

Рабочие нагрузки на шарниры, валы и опоры зависят от условий работы

Математика решение задач