Нагрузки. Расчет деталей на прочность. Сдвиг, кручение
Методическое пособие - Разное
Другие методички по предмету Разное
ется среднее арифметическое модулей упругости червяка и червячного колеса);
Мкр - крутящий момент на червячном колесе;Ч. - число витков на червяке;Ч.К. - число зубьев на червячном колесе;
Кр - коэффициент режима, зависящий от частоты остановок и включений, а также реверсирования (обратного хода) вращения червяка;
Контактное напряжение [?к] не рассчитывается, а выводится по полуэмпирической формуле:
,
где 2НВ - число единиц твердости поверхности червяка, определенное методом Бринелля.
Таким образом, расчет червячной пары основывается на выборе элементарного габаритного параметра q червяка с последующим расчетом межосевого расстояния а?Ч,Ч.К. червяка и червячного колеса.
Рис. 9.21
Конструкция червячного зацепления обычно компонуется таким образом, что червячное колесо - составное. В связи с большим трением в зоне контакта для червяка выбирается материал более прочный, чем для червячного колеса. Для колеса выбираются материалы с достаточной прочностью, но с меньшим коэффициентом трения. Ради понижения трения могут применяться цветные металлы и сплавы, что очень дорого, поэтому червячное колесо составное, где основной контур - ступица - выполняется из стали с последующей заливкой бронзой (Рис. 9.21).
Шестеренные насосы.
Шестеренные насосы служат для перекачивания жидкостей различной вязкости. В качестве рабочего органа в шестеренных насосах используется шестерня (Рис. 9.22).
Рис. 9.22
В корпусе насоса зубья колес находятся в зацеплении, и вращение одного (ведомого) колеса приводит к движению другого (ведомого) колеса. Принцип действия насоса основан на перемещении жидкости, находящейся между зубьями колес. Жидкая фаза, поступая в межзубное пространство, переносится вращением ведомого колеса в зону нагнетания и выжимается ответным зубом.
Производительность Q шестеренного насоса определяется площадью f поперечного сечения пространства между зубьями колес, числом z зубьев колес, шириной b зуба и числом n оборотов:
.
Очевидно, размерность производительности Q:
.
Эффективность насоса по производительности определяется объемным коэффициентом полезного действия ?V, зависящим от точности изготовления корпуса и в частности от величины зазоров внутри корпуса, производительности Q и давления нагнетания Рн, создаваемого шестерней в зоне нагнетания (Рис. 9.22).
10. Теория взаимозаменяемости
Часто в производстве приходится менять детали машины, что требует массового изготовления деталей. Теория взаимозаменяемости получила свое распространение в результате необходимости массового изготовления одинаковых деталей. При этом взаимозаменяемость базируется на простых постулатах:
Невозможно изготовить абсолютно одинаковые детали.
Чем точнее деталь изготавливается, тем она дороже.
Зачастую дешевле заменить изношенную деталь машины, чем приобретать новую машину.
Допуски и посадки.
Все детали машин, рассматриваемые механикой, делятся на отверстия и валы. Отверстие - элемент (или деталь), охватывающий ответную деталь. Вал - элемент (или деталь), охватываемый отверстием. Размер (номинальный) посадочного места для отверстия обозначается заглавной латинской буквой (А, В, С и т.д.), для вала - латинской прописной (а, b, с и т.д.) (Рис. 10.1).
Рис. 10.1
В связи с тем, что никогда точно нельзя деталь изготовить (причиной чего может быть неточность изготовления инструментов, оборудования самого изготовления детали и др.), вводят максимальный, минимальный, номинальный размеры. Номинальный размер элемента детали получают из расчетов или принимают из конструктивных соображений. Максимальный и минимальный размеры являются наибольшим и наименьшим предельными размерами детали соответственно.
На практике допускается отклонение реального размера от номинального в определенных пределах, т.е. вал (или отверстие) может быть изготовлен с некоторыми отклонениями (Рис. 10.2).
Рис. 10.2
Верхним предельным отклонением размера называется разница между наибольшим предельным и номинальным размерами для вала:
и для отверстия:
.
Нижним предельным отклонением размера называется разница между наименьшим предельным и номинальным размерами для вала:
и для отверстия:
.
Величина допускаемого отклонения Т - разница между максимальным и минимальным размерами для отверстия:
,
для вала:
.
Диапазон допускаемых размеров называется полем допуска. Допуски определяют характер изготовления и сопряжения деталей. Разработаны стандарты (порядка 28 разновидностей) расположения полей допусков и их обозначений.
Рис. 10.3
Для полей Н (для отверстия) и h (для вала) нижнее предельное отклонение EI и верхнее предельное отклонение es соответственно равны нулю (Рис. 10.3). Поля a, b, c, d, …, g показывают, что вал меньше номинального, поля от А до H - больше номинала, а начиная с поля H и ниже отверстия становятся уже.
Точность изготовления детали определяется квалитетом точности (всего 19 квалитетов). Графически квалитет показывает высоту поля допуска. Чем меньше квалитет, тем более жесткие требования предъявляются к изготовлению детали. Самые точные детали изготавливаются с квалитетами 0, 01, 1, 2, 3, 4, что составляют первую группу квалитетов, используемую в точной ?/p>