Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин




НазваниеШейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин
страница7/14
Дата05.05.2013
Размер1.64 Mb.
ТипДокументы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   14

1. В процессе работы требуют постоянного надзора изЁCза высоких требований к наличию смазочного материала и опасности перегрева; перерыв в подаче смазочного материала ведет к разрушению подшипника.

2. Имеют сравнительно большие осевые размеры.

3. Значительные потери на трение в период пуска и при несовершенной смазке.

4. Большой расход смазочного материала, необходимость его очистки и охлаждения.

Применение. Подшипники скольжения применяют во многих отраслях машино- и приборостроения преимущественно в условиях, в которых применение подшипников качения невозможно или нецелесообразно:

1. Для валов изделий, работающих с ударными и вибрационными нагрузками (двигатели внутреннего сгорания, молоты и др.).

2. Для коленчатых валов, когда по условиям сборки необходимы разъемные подшипники.

3. Для валов больших диаметров, для которых отсутствуют подшипники качения.

4. Для высокоскоростных валов, когда подшипники качения непригодны вследствие малого ресурса (центрифуги и др.).

5. При очень высоких требованиях к точности и равномерности вращения (шпиндели станков, опоры телескопов и др.).

6. В тихоходных машинах, бытовой технике.

7. При работе в воде и агрессивных средах, в которых подшипники качения непригодны.

В общем машиностроении для подшипников скольжения наиболее часто применяют жидкие смазочные материалы ЁC масла. Масла имеют низкий коэффициент внутреннего трения, хорошо очищают и охлаждают рабочие поверхности, их легко подавать к местам смазывания. Недостатком является необходимость уплотнения мест смазывания.

Вязкость является важнейшим свойством масел. Вязкость характеризует объемное свойство смазочного материала оказывать сопротивление относительному перемещению его слоев. В гидродинамических расчетах используют динамическую вязкость ѓЭ, Па·с. Вязкость существенно понижается с ростом температуры (примерно по кубической параболе).

Режимы смазки. Подшипник скольжения работает при наличии смазочного материала в зазоре между цапфой вала и вкладышем. Смазыванием называют подведение смазочного материала в зону трения, смаз­кой ЁC действие смазочного материала.

При неподвижном вале жидкий смазочный материал в подшипнике из зоны контакта выдавлен (рис. 86,а), но на поверхностях цапфы и вкладыша сохраняется его тонкая пленка толщиной порядка 0,1 мкм. Толщины этой пленки не хватает для полного разделения поверхностей трения в момент пуска и при малой угловой скорости вала. Работу подшипника в этот момент характеризует режим граничной смазки (при этом свойства смазочного материала отличаются от объемных). Вращающийся вал вовлекает смазочный материал в клиновой зазор между цапфой и вкладышем, в результате чего возникает несущий масляный слой, характеризуемый значительной гидродинамической подъемной силой, под действием которой вал всплывает (рис. 86,б). По мере увеличения скорости толщина смазывающего слоя увеличивается, но отдельные микровыступы трущихся поверхностей задевают при вращении друг за друга. Работу подшипника в этот момент характеризует резким полужидкостной смазки. Граничную и полужидкостную смазку объединяют одним понятием ЁC несовершенная смазка.

Рисунок 86 ЁC Смазка подшипников скольжения

При дальнейшем возрастании угловой скорости вала возникает сплошной устойчивый слой масла, полностью разделяющий шероховатости поверхностей трения. Возникает режим жидкостной смазки, при котором изнашивание и заедание отсутствуют.

Подшипники скольжения, в которых несущий масляный слой создается при вращении цапфы, называют гидродинамическими. В гидростатических подшипниках режим жидкостной смазки создают за счет подвода масла под цапфу или под пяту от насоса. Давление рм масла должно быть таким, чтобы вал под его воздействием всплыл в масле (рис. 87). В гидростатических подшипниках создание несущего масляного слоя не зависит от угловой скорости вала.

Рисунок 87 ЁC Гидростатический подшипник


Тема 18 Муфты приводов. (1 час)

План лекции:

1. Общие сведения. Классификация

2. Расчетный момент

3. Глухие муфты

4. Смещение валов. Жесткие компенсирующие муфты

5. Основные свойства упругих муфт


Большинство машин и технологических систем состоит из отдельных узлов. Для обеспечения кинематической и силовой связей валы узлов соединяют муфтами.

Муфтой называют устройство для соединения концов валов или валов со свободно установленными на них деталями (зубчатыми колесами, шкивами и т.д.). Муфты передают вращающий момент без изменения его значения и направления. Некоторые типы муфт дополнительно могут способствовать снижению в машинах вредных нагрузок, предохранять от перегрузок, включать и выключать исполнительный элемент машины без останова двигателя.

По управляемости муфты приводов разделяют на (рис. 88): неуправляемые (нерасцепляемые), управляемые (сцепные), самоуправляемые (автоматического действия).

Неуправляемые (нерасцепляемые) муфты осуществляют постоянное соединение валов между собой. Длинные валы по условиям изготовления и транспортирования делают составными, соединяя отдельные части некомпенсирующими (глухими) муфтами.

Вследствие неточностей изготовления и монтажа, деформаций при передаче нагрузки неизбежно относительное смещение соединяемых валов. Для снижения вредных нагрузок на валы вследствие их смещения применяют компенсирующие муфты: жесткие или упругие. Упругие муфты способны также сглаживать динамические нагрузки (толчки, удары и вибрацию) вследствие наличия металлических или неметаллических упругих элементов (стальных пружин, стержней, резиновых втулок, диска, шайбы, оболочки).

Управляемые (сцепные) муфты допускают с помощью механизма управления сцепление и расцепление вращающихся или неподвижных валов. По принципу работы различают муфты с профильным замыканием (кулачковые, зубчатые) и фрикционные По форме поверхности трения фрикционные муфты делят на дисковые, конусные и цилиндрические.

Самоуправляемые муфты автоматически разъединяют валы при изменении заданного режима работы машины. Для предохранения машины от перегрузок, вызванных технологическим процессом или неправильной эксплуатацией, служат предохранительные муфты Для обеспечения плавного пуска машин с большими ускоряемыми массами применяют центробежные муфты. Передачу момента и вращения только в одном направлении обеспечивают автоматически срабатывающие обгонные муфты (муфты свободного хода).

Расчетный момент. Основной характеристикой муфт является передаваемый вращающий момент Т. На рис. 89 представлено возможное изменение во времени вращающего момента на одном из валов машины.

Рисунок 89 ЁC Изменение во времени вращающего момента

Муфты подбирают по стандартам, ведомственным нормалям, каталогам или проектируют по расчетному моменту:

µ §, (127)

где К ЁC коэффициент режима работы муфты, учитывающий условия эксплуатации (тип двигателя, переменность нагрузки, тип машины);

Тном ЁC номинальный вращающий момент (наибольший из длительно действующих).

В приводах от электродвигателя принимают следующие значения коэффициента режима работы:

при спокойной работе и небольших разгоняемых массах (приводы конвейеров, испытательных установок и др.) К = 1,15...1,4;

при переменной нагрузке и средних разгоняемых массах (металлорежущие станки, поршневые компрессоры и др.) К= 1,5...2;

при ударной нагрузке и больших разгоняемых массах (прокатные станы, молоты и др.) К= 2,5...3.

Наиболее слабые звенья выбранной муфты проверяют расчетом на прочность по расчетному моменту Tр. Расчеты на прочность муфт включают также расчеты шпоночных или шлицевых соединений, используемых для передачи вращающего момента между валами и полумуфтами.

Для предохранения машин от разрушения при возможных значительных перегрузках (действии пикового момента Тпик) устанавливают предохранительные муфты. Во избежание случайных выключений эти муфты рассчитывают по предельному моменту:

µ §, (128)

где Tmax ЁC наибольший передаваемый момент при нормальной работе, обычно равный пусковому моменту Tпуск (Tmах = Tпуск).

Глухие муфты. Глухие муфты предназначены для жесткого постоянного соединения соосных валов. Из различных видов глухих муфт наибольшее распространение получили втулочные и фланцевые муфты. Втулочная муфта представляет собой втулку, насаживаемую на цилиндрические концы валов (рис. 90). Соединение втулки с валами ЁC штифтовое. Помимо исполнения со штифтами втулку изготовляют с пазом для призматической или сегментной шпонки, со шлицевым посадочным отверстием.

Рисунок 90 ЁC Втулочная муфта

Применяют для передачи вращающего момента от 1 до 4500 Н‡м для валов диаметром от 6 до 100 мм. Муфту характеризуют простота конструкции и изготовления, низкая стоимость, особо малый габарит по диаметру, небольшой маховой момент. Недостатком муфты является неудобный монтаж, связанный со значительным осевым смещением соединяемых узлов, что не позволяет применять в сопряжении вал-втулка посадку с натягом. Поэтому невозможно обеспечить высокую изгибную жесткость соединения валов. Материал втулки ЎЄ сталь марки 45.

Прочность муфты определяют: прочность штифтового, шпоночного или шлицевого соединения, а также прочность втулки (см. расчеты соответствующих соединений).

Втулочные муфты стандартизованы.

Фланцевая муфта состоит из двух полумуфт 1 и 2 с фланцами, стягиваемыми болтами (рис. 91), одна половина из которых для обеспечения соосности полумуфт и восприятия поперечных сил установлена без зазора (4) в отверстия изЁCпод развертки, а вторая ЁC с зазором (3).

Необходима строгая соосность соединяемых валов и перпендикулярность торцовых поверхностей полумуфт осям валов, в противном случае неизбежны изгиб вала, его биение и появление дополнительных нагрузок на опоры.

Полумуфты имеют два исполнения: для соединения цилиндрических и конических концов валов.

Рисунок 91 ЁC Фланцевая муфта

Фланцевые муфты просты по конструкции, упрощают монтаж узлов, обеспечивают беззазорное соединение валов, могут передавать вращающие моменты от 16 до 40 000 Н·м при диаметре вала d= 11...250мм. Материал полумуфт ЁC стали марок 40Л или 35Л.

Если фланцы полумуфт стянуты только болтами 3, поставленными с зазором, то вращающий момент передают силы трения, возникающие в стыке полумуфт от затяжки болтов. Расчет сводится к определению диаметра болта по потребной силе затяжки:

µ §, (129)

где Тр ЁC расчетный вращающий момент, Н·м;

С ЁC коэффициент запа­са по несдвигаемости, С =1,2...1,5;

Dcp ЁC средний диаметр кольцевой поверхности трения, мм:

µ §, (130)

z ЁC число болтов;

f ЁC коэффициент трения, обычно f=0,15...0,2.

При установке болтов 4 без зазора ("под развертку") расчет ведут в предположении, что весь передаваемый момент воспринимают эти болты, работающие на срез. Сила, стремящаяся срезать один болт, Н:

µ §, (131)

где D0 ЁC диаметр окружности расположения осей болтов, мм (рис. 91).

Фланцевые муфты стандартизованы.

Смещения валов. Жесткие компенсирующие муфты. Обычно машины выполняют из отдельных узлов или агрегатов (рис. 92). Взаимная установка таких узлов не может быть идеально точной вследствие погрешностей изготовления и монтажа, особенностей конструкции узлов и деформаций валов при работе. Иногда узлы приходится устанавливать на деформируемом основании, например, на раме автомобиля.

Рисунок 92 ЁC Привод, состоящий из нескольких отдельных узлов

Различают следующие возможные смещения соединяемых валов (рис. 93):

радиальное ѓґr (а);

угловое ѓЧ (б);

осевое ѓґa (в).

На практике чаще встречается комбинация указанных отклонений. Так, при установке двух узлов (например, электродвигателя 1 и редуктора 2, рис. 92) на общем основании (плите, раме 3) точность относительного расположения соединяемых муфтой валов определяют все три возможных смещения.

Рисунок 93 ЁC Виды смещения валов

При соединении глухими муфтами неточно расположенные валы принудительно приводят к единому целому путем деформирования самих валов и их опор. Валы и опоры при этом нагружены дополнительными силами и моментами, которые могут намного превосходить по значению полезные нагрузки. Избежать дополнительного нагружения при соединении глухими муфтами можно только при высокой точности относительного расположения валов.

Применение компенсирующих муфт позволяет понизить требования к точности расположения валов и уменьшить дополнительные нагрузки на валы и опоры. Компенсацию отклонений от номинального положения достигают: в жестких компенсирующих муфтах ЁC подвижностью жестких деталей; в упругих муфтах ЁC деформированием упругих деталей.

Среди жестких компенсирующих муфт наиболее распространены зубчатые.

Зубчатая муфта состоит из двух втулокЁCполумуфт 1 с внешними зубьями эвольвентного профиля, зацепляющимися с внутренними зубьями обойм 2 (рис. 94,а). Обоймы соединяют между собой болтами 3, поставленными без зазора в отверстия изЁCпод развертки. Обоймы центрируют по вершинам зубьев втулок. Втулки изготовляют с отверстиями для цилиндрических и конических концов валов. Материал втулок и обойм ЁC стали марок 40 или 45Л.

Зубчатые муфты компенсируют радиальные, осевые и угловые смещения валов за счет боковых зазоров в зацеплении (рис. 94,б), торцовых зазоров ѓФ и обточки зубьев втулок по сфере радиусом R (рис. 94,а), бочкообразного профиля зуба втулки (рис. 94,в).

Компенсацию смещений валов сопровождает относительный перекос осей втулок и обойм (рис. 94,г,д), а следовательно, скольжение зубьев. Угол перекоса ѓЧ оси каждой втулки относительно оси обоймы допускают до 1°30'.

Основным критерием работоспособности муфты является износостойкость зубьев. Для повышения износостойкости зубья закаливают до твердости 42...51HRC. Зубчатые сопряжения муфт работают в масляной ванне. Масло марки ИЁCГЁCСЁC68 заливают через отверстие в обойме. Для герметизации муфт применяют уплотнения ЁC резиновые армированные манжеты.

Рисунок 94 ЁC Зубчатая муфта

Зубчатые муфты вследствие большого числа одновременно зацепляющихся зубьев имеют высокую нагрузочную способность при малых размерах, их применяют для передачи вращающего момента от 1000 до 63000 Н‡м между горизонтальными валами диаметром d =40...200мм при окружных скоростях на зубьях до 25 м/с.

Расчетный момент для зубчатой муфты:

µ §, (132)

где Tном ЁC номинальный вращающий момент;

K1ЁC коэффициент, учитывающий степень ответственности привода (если поломка муфты может привести к останову машины, то K1= 1; аварии машины K1= 1,2; человеческим жертвам ЁC K1= 1,8);

К2 ЁC коэффициент, учитывающий условия работы (при спокойной работе К2=1; при неравномерной работе К2=1,2; при тяжелой работе с ударами К2=1,5);

K3ЁC коэффициент, учитывающий угловое смещение (K3=1 при угле перекоса осей втулки и обоймы ѓЧЎЬ0,25°; K3=1,25 при ѓЧЎЬ0,5°; K3=1,5 при ѓЧЎЬ1,0°; K3=1,75 при ѓЧЎЬ1,5°).

Зубчатые муфты стандартизованы.

Зубчатые муфты подбирают по условию:

µ §, (133)

где Т ЁC вращающий момент по таблицам стандарта.

При компенсации муфтой смещений на концы валов действует радиальная сила:

µ §, (134)

где Тр ЁC расчетный момент, Н·м;

dм ЁC делительный диаметр зубчатого соединения муфты, мм (рис. 94,а).

Основные свойства упругих муфт. В упругих муфтах вращающий момент с одной полумуфты на другую передают через упругий элемент: неметаллический (резиновый, полиуретановый) или стальной. Упругая связь полумуфт позволяет компенсировать смещения валов, снизить ударные нагрузки за счет аккумулирования и рассеяния энергии упругими элементами, изменить жесткость всей механической системы в целях предотвращения появления резонансных колебаний.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   14

Похожие:

Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин iconПрограмма вступительного экзамена в аспирантуру по специальной дисциплине
Классификация деталей машин. Краткий исторический обзор развития конструкций деталей машин. Развитие теории деталей машин. Роль отечественных...
Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин iconЗадача курса «Деталей машин»
Задача курса «Деталей машин» дать необходимые знания для правильного выбора деталей машин, а также развить навыки конструирования...
Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин iconИ д етали машин – XXI век
Заведующие кафедрами, профессора и преподаватели общеинженерных дисциплин «Машиноведение и детали машин», «Основы проектирования...
Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин iconТехнология разработки программных продуктов курсовое проектирование методические указания Дмитров, 2006 Курсовое проектирование: Учебно
Специальность «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем»
Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин iconПрограмма вступительного экзамена по специальности
Расчеты, проектирование, модернизация деталей, узлов механизмов машин и агрегатов, перерабатывающих пищевые материалы. Методы и методики...
Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин icon«Технология обслуживания и ремонта машин в апк» контрольные вопросы по дисциплине деталей машин и основы конструирования для госэкзамена. Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин
Методы выбора допускаемых напряжений и запаса Требования, предъявляемые к деталям машин при их проектировании и конструировании
Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин iconКурсовое проектирование по технологии машиностроения
Козлова Т. А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения [Текст]: учеб пособие 2-е изд., перераб и доп. Екатеринбург: Изд-во...
Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин iconМетодические указания Алюминиевые сплавы в производстве деталей механизмов и машин
В методических указаниях рассматриваются технологические возможности использования алюминиевых сплавов при изготовлении деталей механизмов...
Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин iconА. О. Горленко упрочнение поверхностей трения деталей машин
Рассмотрены технология, оснастка, управляемый источник питания для электромеханической обработки поверхностей трения деталей машин...
Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин iconМетодические указания по выполнению курсового проекта дисциплине «Детали машин и основы конструирования» Для специальности: 190201 «Автомобиле и тракторостроение»
Кроме этого, курсовое проектирование предусматривает ознакомление с конструкциями и овладение навыками расчетов и конструирования...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница