23)Зубчатые передачи. Критерии работоспособности и виды расчетов

Для зубчатых передач, работающих в жидком смазочном материале и в закрытом корпусе расчет на прочность ведётся по следующим критериям:

1. КОНТАКТНАЯ ВЫНОСЛИВОСТЬ.

Это способность активных поверхностей зубьев обеспечить требуемую безопасность против прогрессирующего усталостного выкрашивания.

Условие прочности: σ_H ≤ [σ]_H , где σ_H - контактное напряжение в полюсе;

[σ]_H - допускаемое контактное напряжение

2. ИЗГИБНАЯ ВЫНОСЛИВОСТЬ

Это способность зубьев обеспечить требуемую безопасность против усталостного излома зуба. Условие прочности: σ_F ≤ [σ]_F, где σ_F - напряжение изгиба в опасном сечении;

[σ]_F - допускаемое напряжение изгиба зуба.

3. КОНТАКТНАЯ прочность при действии ПИКОВОГО МОМЕНТА.

Это способность предотвращения остаточной деформации или хрупкого разрушения слоя. Условие прочности: σ_Hmax ≤ [σ]_Hmax , где

σ_Hmax – контактные напряжения при пиковой (максимальной) нагрузке;

[σ]_Hmax - допускаемое контактное напряжение при пиковой нагрузке.

4. ИЗГИБНАЯ прочность при действии ПИКОВОГО МОМЕНТА.

Это способность предотвращения остаточной объемной деформации или хрупкого излома зуба. Условие прочности: σ_Fmax ≤ [σ]_Fmax ,

σ_Fmax – напряжение изгиба при пиковой (максимальной) нагрузке;

[σ]_Fmax – допускаемое напряжение изгиба зуба при пиковой нагрузке.

Критерии работоспособности?

24)Расчет затянутых болтов, поставленных с радиальным зазором.

ВАРИАНТЫ НАГРУЖЕНИЯ РЕЗЬБОВОГО СОЕДИНЕНИЯ

Вариант 1. Болт установлен в отверстие соединяемых деталей без зазора (чистые болты) и соединение нагружено поперечной силой. Отказ такого соединения наступает в результате среза болтов и смятия боковой поверхности болтов или деталей.

Вариант 2. Болт установлен в отверстие соединяемых деталей с зазором (черные болты) и соединение нагружено поперечной силой. Отказ такого соединения наступает в результате разрыва стержня болтов от растяжения (сжатия)

Вариант 3. Болт установлен в отверстие соединяемых деталей с зазором и соединение нагружено внешней осевой силой. Отказ такого соединения наступает в результате разрыва стержня болтов от растяжения (сжатия)

М етрическая резьба с крупным шагом по ГОСТ 9150-81

25. Зубчатые передачи. Замена переменного блока нагружения эквивалентным режимом, определение суммарных и эквивалентных чисел циклов напряжения.

25. Расчет незатянутых болтов, поставленных с радиальным зазором.

В ариант 3 Болт установлен в отверстие соединяемых деталей с зазором и

соединение нагружено внешней осевой силой. Отказ такого

соединения наступает в результате разрыва стержня болтов от

растяжения (сжатия)

25. Зубчатые передачи. Расчетная нагрузка, коэффициент нагрузки и его составляющие.

Эти обстоятельства учитываются тем, что в расчет вводится,

так называемая, "расчетная нагрузка":

Расчетный момент T_1H=T₁KH и T₁F=T₁KF;

Расчетная нормальная сила F_Hn=Fn _KH и F_Fn=Fn _KF ;

Расчетная окружная сила F_Ht =Ft _KH и F_Ft =Ft _KF

Т1 , Fn , Ft - номинальные величины момента и сил от передаваемой нагрузки;

K_H и K_F - коэффициенты нагрузки:

К_H =К_А К_Hα К_Hβ К_Hυ - в расчетах по контактным напряжениям

K_F =К_А K_Fα K_Fβ K_Fυ - в расчетах по напряжениям изгиба.

К_А – коэффициент внешней динамической нагрузки;

К_Hα – коэфф. распределения нагрузки по парам одновременно работающих зубьев;

К_Hβ – коэфф. неравномерности распределения нагрузки по ширине колес;

К_Hυ – коэффициенты динамической нагрузки.

25. Основы расчета и конструирования: прочность; понятия о предельных и допускаемых напряжениях, о запасах прочности – основные соотношения (в общем виде).

Прочность (П)- способность ДМ сопротивляться разрушению под действием нагрузки.

П является главным критерием работоспособности большинства деталей.

НАПРЯЖЕНИЯ В МАТЕРИАЛЕ ДЕТАЛИ ДОЛЖНЫ БЫТЬ МЕНЬШЕ

ДОПУСКАЕМЫХ,

ЗАПАС ПРОЧНОСТИ ДОЛЖЕН БЫТЬ БОЛЬШЕ

ДОПУСКАЕМОГО ЗАПАСА ПРОЧНОСТИ.

Допускаемое напряжение - это отношение некоторого предельного напряжения для данного материала к коэффициенту запаса. Номинальное допускаемое напряжение определяют по характеристикам материала при расчетной температуре.

Под запасом прочности n понимают отношение предельной нагрузки F_lim

к действующей на деталь нагрузке F.

σпред - предельное напряжение для материала. Для пластичного - это предел текучести, для хрупкого - предел прочности.

Эти характеристики материала определяются экспериментально

В большинстве расчетных случаев Flim пропорциональны напряжениям

и для них применимо условие прочности n=σlim/σmax>[n]

σlim — минимальное предельное значение разрушающего напряжения (предел прочности, предела выносливости и т. п.) для материала детали по

справочным данным или механическим испытаниям;

σmax — максимальное напряжение в опасной точке детали для наиболее неблагоприятных условий нагружения.

σmax — максимальное напряжение в опасной точке детали для наиболее неблагоприятных условий нагружения.

Условия прочности по допускаемым напряжениям и запасам прочности

связаны соотношением: [σ]=σlim/n

25. Факторы, влияющие на неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий для цилиндрических зубчатых передач.

Нагрузка по длине зуба распределяется неравномерно.

На боковой поверхности косого

зуба линия контакта располагается

под некоторым углом λ (рис.).Угол λ увеличивается с

увеличением β. По линии контактанагрузка распределяется

неравномерно.

Ее максимум насредней линии зуба, так как при

зацеплении серединами зубья обладают максимальной суммарной жесткостью.

При движении зуба в плоскости

зацепления линия контакта перемещается в направлении от 1 к 3 (рис.). При этом опасным для прочности может оказаться положение, в котором у зуба отламывается угол.

Трещина усталости образуется у корня зуба в месте концентрации напряжений и затем распространяется под некоторым углом μ.

Нормальная сила распределена по длине контактной линии, поэтому,

зная длину lΣ контактной линии, можно вычислить

удельную погонную нормальную нагрузку qn=Fn /lΣ ≈Ft /(bεαkε cosαwcosβ),

kε- отношение минимальной длины контактной линии к средней.

25. Проверочный расчет валов на прочность по запасам прочности.

31. Подшипники качения: критерии работоспособности, основы расчёта.

О выходе из строя ПК судят по:

1.нарушению точности вращения;

2.повышению шума в работе;

3.возрастанию сопротивления вращению

вплоть до заедания и заклинивания.

Главная особенность работы ПК – знакопеременные нагрузки, которые

могут вызвать следующие виды повреждений:

Вывод: Современный расчет ПК базируют только на двух критериях:

1 расчет на статическую грузоподъемность

по остаточным

деформациям;

2 расчет на ресурс (долговечность) по усталостному выкрашиванию.

Расчеты по другим критериям не разработаны, так как эти критерии связаны

с целым рядом случайных факторов, трудно поддающихся учету.

При проектировании машин ПК не конструируют и не рассчитывают,

а подбирают из числа стандартных по условным формулам.

Методика подбора стандартных подшипников также стандартизована.

Стандартом ограничены число типов и размеров подшипников.

Это позволило рассчитать и экспериментально установить грузоподъемность

каждого типоразмера подшипников.

Ниже излагается методика выбора подшипников, принятая отечественными стандартами и

международной организацией по стандартизации ИСО (см. каталог-справочник

Различают подбор подшипников

 по динамической грузоподъемности для предупреждения усталостного

разрушения (выкрашивание).

 по статической грузоподъемности для предупреждения остаточных

деформаций.

32. Резьбовые соединения: расчёт группы болтов и стыка соединяемых деталей, расчёт затянутых болтов, нагруженных внешним осевым усилием, c учётом упругости болта и соединённых деталей.

расчёт группы болтов и стыка соединяемых деталей

Расчет группового болтового соединения сводится к отысканию нагрузки для наиболее нагруженного болта и его расчету на прочность как единичного.