🗊Презентация Валы, подшипники, муфты

ВАЛЫ. ПОДШИПНИКИ. МУФТЫ. Выполнили ст.гр. ПГС-21-13 Алексеевская Т.И. Рыбалкина Ю.Н. Проверил: доцент Атдаев Д.И.

§1.ВАЛЫ И ОСИ На валах и осях размещают вращающиеся детали: зубчатые колеса, шкивы, барабаны и т. п. Вал отличается от оси тем, что передает вращающий момент от одной детали к другой, а ось не передает. Например, на рис.1 момент от полумуфты З к шестерне 1 передается валом 2, а на рис.2, где изображен барабан грузоподъемной машины, момент от зубчатого венца передается канату самим барабаном. Вал всегда вращается, а ось может быть вращающейся (рис.2, а) или невращающейся (рис.2, б).

ВАЛЫ И ОСИ Различают валы прямые, коленчатые и гибкие. Наибольшее распространение имеют прямые валы. Коленчатые валы применяют в поршневых машинах. Гибкие валы допускают передачу вращения при больших перегибах (например, в зубоврачебных бормашинах). По конструкции различают валы и оси гладкие (рис.2) и фасонные или ступенчатые (рис.1), а также сплошные и полые. Полыми валы изготовляют для уменьшения массы или в тех случаях, когда через вал пропускают другую деталь, подводят масло и пр. Прямые валы изготавливают преимущественно из углеродистых и легированных сталей.

§1.2.Проектный расчет валов При проектном расчете обычно известны вращающий момент Т или мощность Р и частота вращения n, нагрузка и размеры основных деталей, расположенных на валу. Требуется определить размеры и материал вала. Валы рассчитывают на прочность, жесткость и колебания. На практике обычно используют следующий порядок проектного расчета вала. 1. Предварительно оценивают средней диаметр вала из расчета только на кручение при пониженных допускаемых напряжениях. Напряжения кручения

§ 1.3. Проверочный расчет валов Пример расчета вала, изобр. на рис.1. Для этого вала левую опору заменяем шарнирно-неподвижной, а правую - шарнирно-подвижной опорами (рис.3) . В нашем примере вал нагружен силами Ft, Fa , и Fr , действующими в полюсе зацепления (рис.3, а), и моментом Т на полумуфте. На (рис.3,6) изгибающий момент Мa= Fa*d1/2, а на (рис.3,д) вращающий момент Т=Ft*d1/2 (в сечении I-I) являются результатом такого приведения. Здесь d - делительный диаметр шестерни. Рассматривая случай нагруженная сечения 1- 1 максимальным изгибающим моментом, можно записать:

Расчет на прочность Напряжения кручения изменяются пропорционально изменению нагрузки.В большинстве случаев трудно установить действительный цикл нагрузки машины в условиях эксплуатации. Тогда расчет выполняют условно по номинальной нагрузке, а циклы напряжений принимают - симметричным для напряжений изгиба (рис.6, а) и отнулевым для напряжений кручения (рис.6, б).

Расчет на прочность

Расчет на жесткость В металлорежущих станках перемещения валов (в особенности шпинделей) снижают точность обработки и качество поверхности деталей. В делительных и отсчетных механизмах упругие перемещения снижают точность измерений и т. д.. Перемещение при кручении валов постоянного диаметра определяют по формуле

§2.ПОДШИПНИКИ. Назначение и классификация Подшипники служат опорами для валов и вращающихся осей. Они воспринимают радиальные и осевые нагрузки, приложенные к валу, и сохраняют заданное положение оси вращении вала. От качества подшипников в значительной степени зависят работоспособность и долговечность машин. Подшипники классифицируют по виду трения и воспринимаемой нагрузке. По виду трении различают : подшипники скольжения, у которых опорный участок вала скользит по поверхности подшипника; подшипники качения, у которых трение скольжения заменяют трением качения посредством установки шариков или роликов между опорными поверхностями подшипника и вала. По воспринимаемой нагрузке различают подшипники: радиальные - воспринимают радиальные нагрузки; упорные - воспринимают осевые нагрузки; радиально-упорные - воспринимают радиальные и осевые нагрузки.

§2.1. Подшипники скольжения. Общие сведения и классификация Опорный участок вала называют цапфой. Форма рабочей поверхности подшипника скольжения, так же как и форма цапфы вала, может быть цилиндрической (рис.4, а), плоской (4, 6), конической (рис.4, е) или шаровой (рис.4, е). Цапфу, передающую радиальную нагрузку, называют шипом, если она расположена на конце вала (рис.4, а), и шейкой при расположении в середине вала (рис.4, г). Цапфу, передающую осевую нагрузку, называют пятой, а опору (подшипника) - подпятником (рис.4,6, д).

Пример конструктивного оформления подшипника изображен на рис.5 Область применения подшипников скольжения в машиностроении сократилась в связи с распространением подшипников качения. Однако значение подшипников скольжения в современной технике не снизилось. К ним относятся: 1) разъемные подшипники, необходимые по условиям сборки 2) высокоскоростные подшипники 3) подшипники прецизионных машин 4) подшипники, работающие в особых условиях (воде, агрессивных средах и т. п.), в которых подшипники качения неработоспособны из-за коррозии 5) Подшипники дешевых тихоходных механизмов и некоторые другие.

§ 2.2. Условия работы и виды разрушения подшипников скольжения Вращению цапфы в подшипнике противодействует момент сил трения. Работа трения нагревает подшипник и цапфу. Для любого установившегося режима работы подшипника существует тепловое равновесие: теплоотдача равна тепловыделению. Чем больше тепловыделение и хуже условия теплоотдачи, тем выше температура теплового равновесия. С повышением температуры уменьшается вязкость масла и увеличивается вероятность заедания цапфы в подшипнике. В конечном результате заедание приводит к выплавлению вкладыша. Перегрев подшипника является основной причиной его разрушения.

§ 2.3 Трение и смазка подшипников скольжения Выше отмечено, что работа трения является основным показателем работоспособности подшипника. Трение определяет износ и нагрев подшипника, а также его КПД. Для уменьшения трения подшипники скольжения смазывают. В зависимости от режима работы подшипника в нем может быть полужидкостное или жидкостное трение. Схематизированное представление об этих режимах дает рис. 8. При жидкостном трении рабочие поверхности вала и вкладыша разделены слоем масла. Граничным называют трение, при котором трущиеся поверхности покрыты тончайшей пленкой масла, образовавшейся в результате действия молекулярных сил и химических реакций активных молекул масла и материала вкладыша.

Основы теории жидкостного трения. Исследование режима жидкостного трения в подшипниках основано на гидродинамической теории смазки. Эта теория базируется на решениях дифференциальных уравнений гидродинамики вязкой жидкости, которые связывают давление, скорость и сопротивление вязкому сдвигу. На рис. 9 показаны две пластины А и Б, залитые маслом н нагруженные силой F. Пластина А движется относительно пластины Б со скоростью v,. Если скорость и, мала (рис. 16.4, а), то пластина А выжимает масло с пластины Б. Поверхности пластин непосредственно соприкасаются. При этом образуется полужидкостное трение.

§2.4 Конструкции и материалы подшипников скольжения

Гидростатические подшипники.

§ 2.5. Подшипники качения.