обрабатываемость, возможность получения достаточной точности и чистоты поверхностиОсновным материалом зубчатых колёс является сталь. Для уменьшения опасности повреждения поверхности зубьев применяют термообработку. Твердость поверхности должна быть такой, чтобы получить колеса необходимой точности. Наибольшее распространение получили углеродистые стали 35; 40; 50; 50Г. Применяют также легированные стали 40Х; 45ХН. Углеродистые стали подвергают нормализации и улучшению, твёрдость поверхности 300…320 НВ. Контактная выносливость зубьев колеса больше, чем зубьев шестерни. Для обеспечения одинаковой контактной выносливости зубьев шестерни и колеса назначают такое сочетание материалов колес, чтобы твердость поверхностей зубьев шестерни превышала твердость зубьев колеса на 25…70 HB.
6. (2.2) В чём заключается расчёт зубьев колес по контактным напряжениям? Для чего он необходим?
Расчёт зубьев колес по контактным напряжениям производят при контакте зубьев в полюсе зацепления. Контакт зубьев рассматривается как контакт двух цилиндров с радиусами p1и p2. При этом наибольшие контактные напряжения определяются по формуле
где Расчет по контактной прочности сводится к проверке условия
Расчёт на контактную прочность рабочих поверхностей зубьев является основным критерием работоспособности зубчатых передач.
7. (3.1) Как классифицируются валы и оси? Расскажите об основах конструирования валов и осей?
Валы – детали, предназначенные для передачи крутящего момента вдоль своей оси и для поддержания вращающихся деталей машин. По назначению валы делят на: - валы передач – несущие детали передач (зубчатые колеса, шкивы и т.д.) - коренные валы – несущие кроме деталей передач рабочие органы машин двигателей или орудий – колеса или диски турбин, кривошипы. По форме геометрической оси различают валы: - прямые (наиболее распространенные) - коленчатые - преобразуют возвратно-поступательное движение (например, поршней в автомобилей) во вращательное (коленчатого вала) или наоборот. - гибкие - с изменяющейся осью вращения. Также валы бывают сплошные и полые. Полые валы применяют обычно, когда через нужно пропустить другую деталь. Такие валы меньше по массе, чем сплошные, но они более сложны в изготовлении. Оси – детали, предназначенные только для поддержания вращающихся деталей, они не передают крутящего момента. В отличие от валов, которые всегда вращаются, оси бывают: - вращающиеся - неподвижные. Разработка конструкций валов и осей и их расчет состоит из трех этапов: 1) Проектировочный расчет - ориентировочное определение диаметров 2) Конструирование вала/оси, составление расчетной схемы 3) Проверочный расчет вала/оси на статическую прочность и на сопротивление усталости; проведение расчетов на жесткость и виброустойчивость.
8. (2.2) Каким образом можно уменьшить межосевое расстояние зубчатого цилиндрического редуктора в 2-3 раза?
Межосевое расстояние определяется по формуле
где Ка - коэффициент, учитывающий тип передачи;
U - передаточное число передачи;
Т2 - момент на валу ведомой шестерни;
Уменьшить межосевое расстояние зубчатого цилиндрического редуктора в 2-3 раза можно путем изменения материала колес, способа закалки и твердости. При этом повышаются допустимые контактные напряжения, соответственно уменьшаются и размеры колес и межосевое расстояние.
9. (3.2) Какие подшипники скольжения называем гидростатическими и гидродинамическими?
Подшипник скольжения предназначены для поддержания валов, осей и других вращающихся или качающихся деталей и восприятия осевых и радиальных нагрузок передаваемых цапфами. Смазка в гидростатические подшипники скольжения поступает извне, поэтому скользящая способность подшипника обусловлена внешним давлением смазывающей жидкости. В гидродинамических подшипниках скольжения антифрикционный эффект создает масляный вкладыш, расположенный в зазоре корпус-втулка.
10. (3.2) Какие виды посадок применяются для подшипников качения?
Посадки внутреннего кольца подшипника на вал осуществляют по системе отверстия, а наружного кольца в корпус - по системе вала, причём расположение поля допуска внутреннего кольца в «минус позволяет получить посадки с гарантированным натягом, используя для валов поля допусков переходных посадок (n, m, k, js). При установке подшипников качения используются все три вида посадок по характеру сопряжения, т. е. посадки с зазором, с натягом и переходные. Выбор характера сопряжения зависит от вида нагружения, скорости вращения, характера смазки, типа, размеров, класса точности и режима работы подшипника. Определяющим является вид нагружения кольца подшипника. Кольцо подшипника во время работы испытывает различные виды нагружений в виде концентрированной или распределённой нагрузки
11. (4.2) Расскажите об упругих муфтах. Критерии работоспособности.
Упругие муфты относятся к постоянным муфтам. Основная часть этих муфт — упругий элемент, который передает вращающий момент от одной полумуфты к другой. Упругие муфты смягчают толчки и удары; служат средством защиты от резонансных крутильных колебаний, возникающих вследствие неравномерного вращения; допускают сравнительно большие смещения осей соединяемых валов. Основные характеристики упругих муфт — жесткость или (обратная ей величина) податливость и демпфирующая способность, т. е. способность превращать в теплоту энергию при деформации упругих элементов муфты. По конструкции упругие муфты разнообразны. По материалу упругих элементов они делятся на две группы: муфты с неметаллическими упругими элементами (обычно резиновыми) и муфты с металлическими упругими элементами (цилиндрические пружины; змеевидные пластинчатые пружины; стержни, пластины и пакеты пластин, расположенные по образующей и по радиусу; пакеты разрезных гильзовых пружин). Характеристикой упругих муфт является их жесткость. Жесткость С при кручении представляет отношение крутящего момента Т куглу 12. (4.2) Объясните, почему при соединении вала двигателя с редуктором применяют упругие муфты, а на ведомом валу ставят жесткие компенсирующие муфты?
При соединении вала двигателя с редуктором применяют упругие муфты, т.к. они амортизируют удары, динамические нагрузки, компенсируют несоосность валов, способствуют защите привода от вредных крутильных колебаний в приводах машин, что повышает их ресурс. На ведомом валу ставят жесткие компенсирующие муфты, т.к. благодаря своей конструкции они компенсируют продольные, радиальные и угловые смещения.
13. (2.2) Определить общий к.п.д. редуктора, если известны мощность на ведущем валу, вращающий момент и частота вращения на ведомом валу. Дано:
Мощность на ведомом валу определяем по формуле
Общий КПД редуктора
14. (2.2) Определить требуемую мощность электродвигателя, соединенного с редуктором муфтой, если общий к.п.д. редуктора. Частота вращение и вращающий момент на ведомом валу заданы. Дано:
Мощность на ведомом валу определяем по формуле
Требуемая мощность электродвигателя
15. (3.1) Быстроходный вал двухступенчатого редуктора имеет частоту вращения. Определить угловую скорость тихоходного вала, если известны числа зубьев колес редуктора. Принять.
Передаточное число передачи определяется по формуле
где Передаточное число также можно определить по формуле
где Угловая скорость тихоходного вала
ЛИТЕРАТУРА 1. Баладин В. А., Галевко В.В.«Детали машин и основы конструирования. Передачи: учебное пособие для ВУЗов – М: ИКЦ «Академкнига»; 2006-330 стр. 2. Иванов М.Н. Детали машин: учебник/ Иванов М.Н. – М.: Высшая школа, 1998-479 стр 3. Детали машин: учебник/ под ред. О. А. Ряховского – М.: Издательство МГТУ им. Баумана, 2002 – 543 стр.
|
– межосевое расстояние, мм, 
– вращающий момент на тихоходном валу, Н∙м; 
– передаточное отношение; 
– коэффициент нагрузки; 
– ширина зубчатого колеса;
- допустимое контактное напряжение;
- коэффициент ширины шестерни;
- коэффициент концентрации нагрузки по контактным напряжениям,
поворота полумуфт. В зависимости от конструкции муфты эта характеристика может быть линейной или нелинейной. Для муфты с линейной характеристикой жесткости Т = C 
Для муфты с нелинейной характеристикой, жесткость различна в каждой точке кривой и определяется как С= 
, т.е. является касательной к кривой жесткости в данной точке характеристики. Предварительный расчет такой муфты выполняется по напряжениям среза.
и 
– числа зубьев ведущего и ведомого коллес.
и 
– частота вращения быстроходного и тихоходного валов.
