Детали машин

2. жестких требованиях  к габаритам

3. необходимости  работы без проскальзывания

Достоинства:

– возможность  применения в значительном диапазоне межосевых расстояний

– габариты, меньшие, чем у ременной передачи

– отсутствие проскальзывания

– высокий КПД

– малые силы, действующие на валы, т.е. нет необходимости  в предварительном натяжении

Недостатки:

– работает в  условиях отсутствия жидкостного трения

– требует большой  степени точности установки валов, чем у ременных передач, регулировки, смазывания

– неравномерность хода цепи, что приводит к циклическим нагрузкам и колебанию передаточного отношения.

Различают приводные  и тяговые цепи. К тяговым относятся  пластинчатые и круглозвенные. К  приводным цепям относятся роликовые, зубчатые, втулочные.

Роликовые цепи

ПРЛ – роликовые  однорядные цепи нормальной точности

ПР – роликовые  цепи повышенной точности

ПРД – роликовые  длиннозвенные цепи (с удвоенным  шагом, поэтому легче и дешевле, применяются при малых скоростях)

ПВ – втулочные (не имеют роликов, поэтому дешевле  и меньше габариты)

ПРИ – роликовые  цепи с изогнутыми пластинами (при  больших динамических нагрузках)

Состоят из внутренних и наружных пластин, шарнирно соединенных  с помощью валиков и втулок. Бывают однорядные и многорядные. Многорядные применяют при повышенных нагрузках и скоростях с целью уменьшения шага цепи.

Трение-скольжение между звездочкой и цепью заменяют трением –качения.

Зубчатые  цепи

Достоинства:

– меньший шум, чем у остальных

– повышенная кинематическая точность

Недостатки:

– тяжелые

– дорогие

– сложные в  изготовлении

Материалы, применяемые в  цепных передачах

Материалы и  термическая обработка цепей  имеют решающее значение для их долговечности. Пластины выполняют из среднеуглеродистых и легированных сталей. Звездочки у цепных передач по конструкции аналогичны зубчатым колесам и отличаются только зубчатым венцом. Для ведомых звездочек при скорости скольжения £ 3 м/с применяют серые чугуны и стальное литье. В среднескоростных передач звездочки изготавливают из цементирующих сталей. При необходимости бесшумной работы звездочки изготавливают из формальдегида или пластмассы.

Влияние числа зубьев малой  звездочки на долговечность цепной передачи

1. Увеличение  z₁ приводит к увеличению угла поворота шарнира при набегании на звездочку, что способствует снижению износа.

2. При увеличении  z₁ уменьшается допустимая величина удлинения цепи в результате износа.

3. Когда компактности  предпочитают наибольшую долговечность,  число зубьев малой звездочки  принимают оптимальным: для втулочных  и роликовых цепей z₁ = 29 – 2U, для зубчатых цепей z₁ = 35 – 2U, где U – передаточное отношение. В целях равномерного износа при нечетном числе звеньев цепи z₁ желательно брать тоже нечетное.

Геометрия цепной передачи

d₁ = p / sin(180°/z₁), d₂ = p / sin(180°/z₂)

a_min ³ (z₂ – z₁) × p /p, где p – шаг цепи.   Увеличение a способствует долговечности, т.к. уменьшается число пробегов цепи.

Межосевое расстояние ограничивают во избежание чрезмерного  натяжения цепи под действием  собственной силы тяжести: a_max £ 80 p. Оптимальное значение a = (30…50)p. Число звеньев цепи:

_{zЗ = 0,5(z1 + z2)}

Для нормальной работы цепь должна иметь предварительное  натяжение, т.к. из-за вибрации может  произойти соскок цепи. Провисание цепи f = 0,02a < 45°. При угле наклона > 45° провисание f = (0,01 … 0,015)a. Для передач с регулируемым межосевым расстоянием провисание уменьшают на величину D = (0,02…0,04)а.

СОЕДИЕНИЕ ВАЛ-СТУПИЦА

Предназначена для передачи вращающегося момента и осевой нагрузки с вала на ступицу и наоборот. Соединение работает зацеплением или трением.

К работающим зацеплением  относятся шпоночные, шлицевые, штифтовые  соединения.

К работающим трением  относятся соединения с натягом, клеймовые, на конических втулках и  концевые. 

Шпоночное соединение

Достоинства:

– простота и  надежность конструкции

– сравнительно низкая стоимость 

– удобство сборки и разборки

Недостатки:

– ослабляют  вал и ступицу шпоночными пазами

– вызывают значительную концентрацию напряжений

– вызывает эксцентричность  нагружения в месте посадки детали

Существует 2 вида шпоночных соединений:

– ненапряженное (призматическими, сегментными или  круглыми шпонками)

– напряженное (штифтами или призматическими шпонками)

Соединение  сегментными шпонками

По принципу работы схожы с призматическими, но обладают некоторыми преимуществами.

– Пазы на валах  обрабатываются дисковыми фрезами  большей производительностью

–Крепление  шпонок на валу надежнее из-за большей  глубины врезания.

Недостаток:

– значительно  ослабляет вал

Соединение  цилиндрическими 

шпонками

Как правило, для  соединения венца со ступицей колеса. Шпонка может быть гладкой или  нарезной. Центр шпонки должен быть смещен в сторону более слабого  материала на величину e.

Расчет  шпоночного соединения

_{£ [d]СМ}

Узкие шпонки дополнительно  рассчитываются на срез:

Шлицевые  соединения

Образованы выступами  – зубьями на валу, которые входят со впадины-пазы ступицы.

По сравнению  со шпоночными соединениями имеют преимущества:

1. Большую нагрузочную  способность

2.  Более высокое  сопротивление усталости вала

3. Лучшую технологичность  и точность изготовления

Внутренние шлицы  получают протягиванием и шлифованием центрирующих поверхностей. Зубья получают фрезерованием червяными фрезами. По форме поперечного сечения различают:

– прямобочные

– эвольвентные

– треугольные

Шлицевые соединения могут быть подвижные и неподвижные.

По типу воспринимаемой нагружки различают соединения нагруженные:

– только вращающим  моментом

– вращающим  моментом и поперечной силой

– вращающим  моментом и изгибающим  моментом

– комплексной  нагрузкой

Расчет  на смятие

£ [d]_СМ , где K_g – коэффициент динамичности, K_СМ – коэффициент концентрации нагрузки, ℓ – рабочая длина соединения, S_F – удельный суммарный статический момент площади рабочих поверхностей соединения относительно оси вала

Расчет  на износ

, где K_ИЗН – коэффициент концентрации нагрузки

Соединение  деталей с натягом

Соединение с  натягом осуществляется одним из способов:

1. с нагревом  охватываемых деталей

2. с охлаждением  охватываемых деталей

3. запрессовкой 

4. с применением  гидрораспора (подвод масла под давлением в место сопряжения)

Расчетом находится  натяг с подбором соответсвующей посадки. В зависимости от этого определяется осевое усилие при запрессовке или t нагрева (охлаждении) деталей.

РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Помимо выполнения крепежных функуий винтовые пары широко применяются для преобразования вращательного движения в поступательное, т.е. выполняют роль механизмов.

Достоинства:

– рациональная форма, компактность и конструктивная простота

– высокая несущая  способность

– удобство сборки и разборки

– широкие регулировочные возможности

Недостатки:

– уязвимы при  переменных нагрузках

– склонность к  самоотвинчиванию при вибрациях

Основные  параметры резьбы

d – наружный диаметр;

d₁ – внутренний диаметр;

d₂ – средний диаметр;

£ – угол профиля  резьбы;

p – шаг резьбы;

P₀ – ширина основания;

x = – P₀/P – коэффициент использования резьбы;

H – высота гайки;

t = n₀×P – ход резьбы, для однозаходной резьбы t = P

n₀ – число заходов;

– угол подъема винтовой линии;

При вращении винта  на опорной поверхности витка возникает окружная сила трения F_ТР =F_П ×f  = F ×f  /[cos(a/2) × cos y]. Составляющая силы трения на плоскость, перпендикулярную оси винта F_ТР¢ = F_ТР×cos y = F × f/ cos(a/2) = F×f ¢, где f ¢ = f/cos(a/2) – приведенный коэффициент трения в резьбе, f – коэффициент трения пары материалов винта и гайки.

Классификация резьб

По форме поверхности, на которой нанесена резьба: