Силы, действующие в зацеплении червячных передач.

Вопрос 19

Силы, действующие в зацеплении червячных передач.

Возникающую в процессе работы червячной передачи силу нормального давления между витками червяка и зубьями червячного колеса раскладывают по трем взаимно перпендикулярным направлениям: окружному, радиальному и осевому – и получают по три составляющие силы на каждом звене передачи:

F(t) – окружная сила, направленная по касательной к окружности;

F(r) – радиальная сила, направленная по радиусу к центру;

F(a) – осевая сила, параллельная оси вала.

РИСУНОК

Поскольку оси валов в этой передаче располагаются в разных плоскостях, то силы, действующие на витки червяка и зубья колеса вдоль одной прямой, равные по величине и противоположные по направлению в соответствии с третьим законом Ньютона, будут иметь разные названия и индексы, а именно F(at)=F(t2); F(t1)=F(a2). Одноименными силами, действующими вдоль одной оси, будут только радиальные силы: F(r1)= F(r2). Каждая окружная сила может быть выражена через вращающий момент на соответствующем звене: F(t1)=F(a2)=2T(1)/d(1); F(t2)=F(a1)=2T(2)/d(2). Радиальные силы можно определить через осевую силу на червяке по РИСУНКУ: F(r1)=F(r2)=F(a1)*tga=F(t2)*tga, где a=20град.- угол зацепления.

Вопрос 20

Цепные передачи. Их особенности и области применения.

Цепная передача представляет собой передачу зацепления, которая состоит из звездочек и цепи. РИСУНОК Использование принципа зацепления, а не трения, как в ременной передаче, а так же повышенная прочность стальной цепи по сравнению с ремнем определяю отличительные особенности передач этого типа.

Достоинства:

· возможность передавать цепью при прочих равных условиях более высокие нагрузки, чем в ременной передаче;

· постоянство передаточного отношения из-за отсутствия скольжения и пробуксовки;

· возможность работы при значительных перезагрузках;

· невысокие нагрузки на валы и опоры в связи с тем, что не требуется создавать предварительное натяжение цепи;

· возможность передавать механическую энергию на значительные расстояния, а так же от отдельного ведущего вала к нескольким ведомым;

· большой диапазон передаваемых мощностей и большой диапазон скоростей;

· высокий коэффициент полезного действия.

Недостатки:

· дороже и сложнее, чем ременные;

· требуют высокой точности монтажа, более сложной регулировки;

· поскольку цепные передачи, их правило, открытые, для них затруднены условия смазки;

· передача подвержена повышенному износу шарниров, в результате чего появляются дополнительные динамические нагрузки, увеличивается шум при работе;

· поскольку цепь состоит из отдельных звеньев, которые располагаются на звездочках не по дуге окружности, а по ломаной линии, то это приводит к неравномерности вращения ведомой звездочки.

Области применения цепных передач – использование в механизмах при значительных межосевых расстояниях, а так же при передаче движения от одного ведущего вала к нескольким ведомым, когда зубчатые передачи неприменимы, а ременные недостаточно надежны. Наибольшее распространение цепные передачи получили в с/х, транспортном и химическом машиностроении, в станкостроении машиностроении, горнорудном оборудовании в подъемно-транспортных машинах. Передаточное отношение в зависимости: i=n(1)/n(2)=z(2)/z(1) z(1,2)-число зубьев на ведомой и ведущей звездочке. Основными характеристиками цепи являются:

· шаг t-расстояния между осями соседних валиков;

· разрушающая нагрузка на статический разрыв цепи Q.

Основной критерий работоспособности цепных передач являются износ шарниров цепи, что приводит к вытяжке цепи, появлению шума и динамических нагрузок. В соответствии с этим в качестве основного расчета принят расчет на износостойкость шарниров.

Вопрос 21

Ременные передачи. Классификация. Особенности ременных передач.

Ременная передача состоит из шкивов, закрепленных на валах, и гибкого ремня, охватывающего эти шкивы. СХЕМА В ременных передачах механическая энергия передается силами трения, возникающими между ремнем и шкивами. Для обеспечения этих сил трения необходимо создать натяжение ремня. В зависимости от формы поперечного сечения ремня различают плоскоременную передачу, клиноременную, круглоременную. РИСУНКИ

Ременные передачи явл. одним из старейших видов механических передач.

Достоинства:

· простота конструкции, дешевизна, удобство эксплуатации;

· возможность передачи механической энергии на значительные расстояния (до 15м. и более);

· плавность и бесшумность работы, обусловленные эластичностью ремня и позволяющие работать на высоких скоростях;

· предохранение механизмов от резких колебаний нагрузки и от вибрации вследствие упругости ремня;

· предохранение механизмов от перегрузки за счет проскальзывания ремня;

Недостатки:

· большие габариты (при одинаковых нагрузках диаметры шкивов примерно в 5 раз больше диаметров зубчатых колес);

· невысокая долговечность ремня, обусловленная малой прочностью его материала;

· повышенные нагрузки на валы и опоры вследствие натяжения ремня;

· непостоянство передаточного отношения в связи с упругим проскальзыванием ремня по шкивам.

Плоскоременная передача явл. старейшей передачей, использующейся человечеством много веков. Она проста, может работать при высоких скоростях, вследствие большой гибкости ремня обладает высокой долговечностью и повышенным КПД. В клиноременной передаче ремень имеет клиновую форму поперечного сечения и располагается в соответствующих канавках шкива. В передаче может быть один или несколько ремней. Форму канавки выполняют так, чтобы между ремнем и ее основанием оставался зазор(рабочими остаются боковые поверхн. ремня). Эффект заклинивания ремня в канавках шкива значительно увелич. Силу норм. давления, а следов., и силу трения, которая, пропорциональна силе норм. давления F(тр)=F(n)*f. Круглые ремни применяются только при малых передаваемых мощностях в бытовых машинах и приборах.

i=n(1)/n(2); n(1)=V(1)/d(1); n(2)=V(2)/d(2). Наличие упругого скольжения ремня по шкивам приводит к тому что V(2)˃V(1), или V(2)=V(1)*(1-έ), где έ-коэф. упругого скольжения. При норм. рабочих нагрузках έ=0,01…0,02. С учетом упругого скольжения получаем ФОРМУЛА Если пренебречь упругим проскальзыванием ремня, то i=d(2)/d(1).

Вопрос 22

Вопрос 23

Вопрос 24

Расчет валов и осей на прочность.

Вопрос 25

Подшипники качения.

Подшипники служат опорами валов и вращающихся осей. Они фиксируют положение вала и оси в машине, обеспечивают им вращение вокруг собственной оси, воспринимают нагрузки со стороны вала и передают их на раму машины. Во избежание снижения КПД машины, потери энергии в подшипниках должны быть минимальными.

Подшипники различают по виду трения на подшипники скольжения и подшипники качения. В подшипниках скольжения опорный участок вала скользит по поверхности подшипника. В подшипниках качения трения скольжения заменяется трением качения, для чего между опорными поверхностями вала и подшипника устанавливаются тела качения, при этом коэф.трения снижается до 0,0015…0,006. Конструкция подшипников качения позволяет изготавливать их в массовых кол-вах как стандартную продукцию, что значит.снижает их стоимость. Уменьшается и расход смазки.

Достоинства:

· высокий КПД (до 99,5%), малый нагрев;

· массовое производство, низкая стоимость изготовления;

· простота обслуживания, взаимозаменяемость;

· малый расход масла;

· малые габариты в осевом направлении.

Недостатки:

· ограниченная возможность воспринимать ударные нагрузки из-за большой жесткости подшипников;

· ограниченная возможность применения при высоких скоростях вращения из-за значительных динамических нагрузок;

· повышенные габариты в радиальном направлении;

· неразъемность конструкции.

РИСУНКИ

Подшипники состоят из след.деталей: 1-наружное кольцо, закрепленное в корпусе машины, 2-внутреннее кольцо, насаживаемое на вал, 3-тела качения, катящиеся по беговым дорожкам на некотором расстоянии друг от друга, 4-сепаратор, обеспечивающий упорядоченное расположение тел качения на беговых дорожках.

По форме тел качения подшипники разделяются на шариковые и роликовые. По виду воспринимаемой нагрузки подшипники могут быть радиальные, радиально-упорные и упорные. РИСУНКИ

Радиальные шариковые подшипники наиболее просты и дешевы. Они могут воспринимать кроме радиальной нагрузки и осевые нагрузки в пределах 70% от неиспользованной радиальной. Эти подшипники допускают небольшой перекос сечения вала в опоре. Радиальные роликовые подшипники благодаря увеличенной контактной поверхности допускают значительно большие нагрузки, чем шариковые. Однако они совершенно не воспринимают осевые нагрузки и не допускают перекоса вала. При перекосе ролики начинают работать кромками и быстро разрушаются.

При значительных перекосах вала применяются самоустанавливающиеся шариковые и роликовые подшипники, допускающие поворот сечения вала в опоре до 2..3 градусов.

Применение игольчатых подшипников позволяет уменьшить габариты в радиальном направлении при значительном повышении нагрузочной способности за счет увеличения длины линии контакта роликов с кольцами.

По нагрузочной способности и габаритам подшипники делятся на серии: особо легкие, легкие, средние и тяжелые. Чем выше серия подшипников, тем крупнее тела качения и кольца подшипника и тем больше воспринимаемая нагрузка. По классам точности подшипники делятся на 5 классов в порядке повышения точности: 0,6,5,4,2.

Вопрос 26

Вопрос 27

Вопрос 29

Вопрос 28

Вопрос 24

Вопрос 19

Силы, действующие в зацеплении червячных передач.

Возникающую в процессе работы червячной передачи силу нормального давления между витками червяка и зубьями червячного колеса раскладывают по трем взаимно перпендикулярным направлениям: окружному, радиальному и осевому – и получают по три составляющие силы на каждом звене передачи:

F(t) – окружная сила, направленная по касательной к окружности;

F(r) – радиальная сила, направленная по радиусу к центру;

F(a) – осевая сила, параллельная оси вала.

РИСУНОК

Поскольку оси валов в этой передаче располагаются в разных плоскостях, то силы, действующие на витки червяка и зубья колеса вдоль одной прямой, равные по величине и противоположные по направлению в соответствии с третьим законом Ньютона, будут иметь разные названия и индексы, а именно F(at)=F(t2); F(t1)=F(a2). Одноименными силами, действующими вдоль одной оси, будут только радиальные силы: F(r1)= F(r2). Каждая окружная сила может быть выражена через вращающий момент на соответствующем звене: F(t1)=F(a2)=2T(1)/d(1); F(t2)=F(a1)=2T(2)/d(2). Радиальные силы можно определить через осевую силу на червяке по РИСУНКУ: F(r1)=F(r2)=F(a1)*tga=F(t2)*tga, где a=20град.- угол зацепления.

Вопрос 20

Познавательные статьи:



Где возникла философия и почему?

Относительная высота сжатой зоны бетона

Сущность проекции Гаусса-Крюгера и использование ее в геодезии

Тарифы на перевозку пассажиров