Проверка износостойкости шарнира роликовой цепи. Проверка

Прочности цепи на разрыв. Проверка долговечности цепи

     Для большинства условий работы цепных передач основной причиной потери работоспособности является износ шарниров цепи. В соответствии с этим в качестве основного расчета принят расчет износостойкости шарниров, а за основной критерий:

,

 

     где  р—давление в шарнирах;

            - окружная сила;

            d_B и b -диаметр валика (оси) и ширина цепи, равная длине втулки;

             k_э - коэффициент эксплуатации цепной передачи.

Коэффициент эксплуатации (k_э=k₁∙k₂∙k₃∙k₄∙k₅∙k₆) учитывает следующие условия работы:

     k₁ - коэффициент динамической нагрузки;

     k₂ - учитывает регулировку передачи;

     k₃ - коэффициент, учитывающий длину цепи;

     k₄ - учитывает наклон передачи к горизонту;

     k₅ - учитывает характер смазки;

     k₆ - учитывает режим работы передачи.

Допускаемое давление в шарнире цепи дается в таблице в зависимости от шага цепи и частоты вращения – n₁.

     Другим критерием работоспособности цепной передачи является прочность цепи на разрыв. Прочность цепи проверяют, сравнивая коэффициент запаса прочности на разрушение цепи с допускаемым значением этого коэффициента, зависящего от типа цепи и ее шага:

 

     F_разр - разрушающая нагрузка цепи (дается в таблицах для каждого типо-размера цепи).

 

Общая нагрузка складывается из:

 

 полезной окружной силы

;

натяжения от действия центробежных сил

,

где q - масса одного погонного метра цепи, кг/м ;

дополнительного натяжения от действия силы тяжести

где α - межосевое расстояние в метрах,

k_f – коэффициент, зависящий от положения линии центров звездочек

( k_f = 1…6)

     Долговечность цепи проверяется косвенно по частоте ударов звена цепи о звездочки (1/с)

 

Поскольку начальное натяжение цепи отсутствует, то нагрузка на вал определяется главным образом окружным усилием с учетом дополнительного натяжения от массы:    

 

     k_B=1,05.... 1,15 - зависит от наклона цепи.

 

ВАЛЫ И ОСИ

 

Лекция 22

Валы и оси. Проектировочные расчеты валов на прочность

Зубчатые колеса, шкивы и другие вращающиеся детали машин устанавливают на валах и осях. Вал предназначен для поддержания расположенных на нем деталей и для передачи вращающего момента. При работе вал испытывает изгиб и кручение а в отдельных случаях дополнительно растяжение и сжатие. В отличие от вала, ось не передает вращающего момента и, следовательно, не испытывает кручения. Вал всегда вращается, а ось может быть вращающейся или невращающейся (неподвижной).

По форме геометрической оси валы разделяют на прямые и коленчатые.Коленчатые валы применяют в поршневых машинах. Особую группу составляют гибкие валы с изменяемой формой геометрической оси. Коленчатые и гибкие ва­лы относят к специальным деталям и не изучают в курсе деталей машин.

По конструкции различают валы и оси: гладкие и ступенчатые, а также спло­шные и полые. Образование ступеней на валу связано с фиксацией деталей или самого вала в осевом направлении. Полыми валы изготавливают для уменьшения массы или в тех случаях, когда через вал пропускают другую деталь, подводят масло.

Валы и оси вращаются в опорах. Опорные части валов и осей называют цапфа­ми.Цапфы валов, работающие в подшипниках скольжения выполняют цилиндрическими, коническими и сферическими. Цапфы для подшипников качения выполняют как правило цилиндрическими.

     Основными материалами для прямых валов и осей служат углеродистые и ле­гированные стали благодаря высоким механическим характеристикам, способ­ности к упрочнению и легкости получения цилиндрических заготовок прокаткой. Чаще других применяют стали 35, 45, 40Хс термической обработкой «улучше­ние». Для высоконапряженных валов ответственных машин применяют легиро­ванные стали: 40ХН, ЗОХГТи др. Подвергают их закалке с высоким отпуском или поверхносной закалке с нагревом ТВЧ и низким отпуском.

Валы подвергают токарной обработке и последующему шлифованию посадоч­ных поверхностей. Высоконапряженные валы шлифуют по всей поверхности. Шероховатость поверхности под подшипники качения Ra=1,5...2,5 мкм.

     Основными критериями работоспособности валов являются:

     - усталостная прочность (выносливость);

     - жесткость;

     - устойчивость к резонансным поперечным колебаниям.

     При проектировании валов применяется три вида расчетов:

     - ориентировочный;

     - предварительный;

     - уточненный проверочный.

Ориентировочный расчет применяется при отсутствии данных об изгибающих моментах. Диаметр ва­ла приближенно определяют по величине вращающего момента Т из условия прочности по заниженным значениям допускаемых напряжений при кручении:

 

 

 

     Предварительный расчет применяют при наличии предварительной компоновки механизма, когда известны расположения опор, усилия от передач и других деталей, расположенных на валу, а также их точки приложения.

Последовательность расчета:

     - составляют расчетную схему вала. При этом распределенные по длине ступи­цы, ширине подшипника нагрузки рассматривают как сосредоточенные. Рассто­яния между опорами, от опор до колес, шкивов и др. деталей определяют с эскиз­ной компоновки;

     - при действии на вал нагрузок в разных плоскостях их раскладывают на две взаимно перпендикулярные плоскости;

     - определяют реакции в опорах и строят эпюры изгибающих моментов;

     - строят эпюру крутящего момента;

     - определяют наибольший приведенный момент:

 

 

     - выбирают материал вала. Напряжения изгиба меняются по симметричному циклу. Поэтому допускаемые напряжения берут по справочнику для этого цикла. Примерное соотношение допускаемых напряжений для постоянного, отнулевого и симметричного циклов:

 

     - определяют диаметр вала в опасном сечении:

 

 

     - вал оформляют конструктивно. При этом размеры пазов под шпонки выбирают по стандарту в зависимости от диаметра вала.

 

---

Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 153; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!