Еластични пружинни елементи. Еластични елементи

В приборостроенето широко се използват пружини с различни геометрични форми. Те са плоски, извити, спираловидни, винтови.

6.1. Плоски пружини

6.1.1 Приложения и конструкции на плоски пружини

Плоската пружина е пластина, която се огъва и е направена от еластичен материал. По време на производството може да му се даде форма, удобна за поставяне в тялото на устройството, като същевременно може да заема малко място. Плоска пружина може да бъде направена от почти всеки пружинен материал.

Плоските пружини се използват широко в различни електрически контактни устройства. Най-разпространениполучи една от най-простите форми на плоска пружина под формата на прав прът, захванат в единия край (фиг. 6.1, а).

А - контактна група на електромагнитното реле; b - превключващ контакт;

V - плъзгащи контактни пружини

Ориз. 6.1 Контактни пружини:

С помощта на плоска пружина може да се направи реверсивна еластична микропревключвателна система, осигуряваща достатъчно висока скорост на реакция (фиг. 6.1, б).

Плоските пружини се използват и в електрически контактни устройства като плъзгащи се контакти (фиг. 6.1, c).

Еластичните опори и водачи, изработени от плоски пружини, нямат триене или луфт, не изискват смазване и не са податливи на замърсяване. Недостатъкът на еластичните опори и водачи е ограничените линейни и ъглови движения.

Значителни ъглови движения позволява спираловидна измервателна пружина - косъм. Космите се използват широко в много показващи електрически измервателни уреди и са предназначени за избор на хлабини в предавателния механизъм на устройството. Ъгълът на усукване на косата е ограничен както от съображения за здравина, така и поради загубата на стабилност на плоската форма на извивката на косата при достатъчно големи ъгли на усукване.

Главните пружини имат спираловидна форма и действат като двигател.

Ориз. 6.2 Методи за закрепване на плоски пружини

6.1.2 Изчисляване на плоски и спирални пружини

Плоските прави и извити пружини са плоча с дадена форма (права или извита), която еластично се огъва под въздействието на външни натоварвания, т.е. Тези пружини обикновено се използват в случаите, когато силата действа върху пружината в рамките на малък ход.

В зависимост от методите на закрепване и местата, където се прилагат товари, се разграничават плоски пружини:

- работещи като конзолни греди с концентрирано натоварване в свободния край (фиг. 6.2 а);

- работещи като греди, свободно лежащи върху две опори с концентриран товар (фиг. 6.2 b);

- работещи като греди, единият край на които е фиксиран, а другият свободно лежи върху опора с концентриран товар (фиг. 6.2 в);

- работещи като греди, единият край на които е шарнирно закрепен, а другият свободно лежи върху опора с концентриран товар (фиг. 6.2 d);

- които представляват кръгли плочи, фиксирани по ръбовете и натоварени в средата (мембрани) (фиг. 6.2 d).

а) в) г)

Когато проектирате плоски листови пружини, трябва, ако е възможно, да изберете най-много прости форми, улесняващи изчисляването им. Плоските пружини се изчисляват по формулите

Деформация на пружината от натоварване в, m

Дебелина на пружината в m

Ширина на пружината в m

Настроен според условията на работа

RR

Избрано от

Работна деформация на пружината в m

градивен

Работна дължина на пружината в m

съображения

Спиралните пружини обикновено се поставят в барабан, за да придадат на пружината определени външни размери.

IN напоследъкТе отново започнаха да използват многожилни пружини, отдавна известни в технологията, но малко използвани, състоящи се от няколко жици (нишки), усукани във въжета (фиг. 902, I-V), от които се навиват пружини (компресия, напрежение, усукване). Краищата на въжето се попарват, за да се предотврати разплитането на нишките. Ъгълът на наклон δ (виж фиг. 902, I) обикновено се прави равен на 20-30 °.

Посоката на полагане на кабела е избрана по такъв начин, че кабелът да се усуква, а не да се развива по време на еластичната деформация на пружината. Компресионните пружини с дясно завъртане са направени от леви въжета и обратно. При опъващите пружини посоката на усукване и наклонът на намотките трябва да съвпадат. При торсионните пружини посоката на усукване няма значение.

Плътност на полагане, стъпка на полагане и влияние на технологията на полагане голямо влияниевърху еластичните характеристики на многожилни пружини. След полагане на въжето се получава еластичен откат и нишките се отдалечават една от друга. Навиването на пружините от своя страна променя относителното положение на нишките на намотките.

В свободно състояние на пружината почти винаги има празнина между сърцевините. В началните етапи на натоварване пружинните сърцевини действат като отделни проводници; неговата характеристика (фиг. 903) има плосък вид.

При по-нататъшно увеличаване на натоварването кабелът се усуква, нишките се затварят и започват да работят като едно цяло; твърдостта на пружината се увеличава. Поради тази причина характеристиките на многожилните пружини имат повратна точка (а), съответстваща на началото на затварянето на намотките.

Предимството на усуканите пружини се дължи на следното. Използването на няколко тънки проводника вместо един масивен ви позволява да увеличите проектните напрежения поради присъщата повишена якост на тънките проводници. Намотка, съставена от нишки с малък диаметър, има по-голямо съответствие от еквивалентна твърда намотка, отчасти поради увеличените допустими напрежения, но главно поради по-високите висока стойностза всеки отделен индекс на сърцевината c = D/d, което драстично се отразява на твърдостта.

Плоската характеристика на усуканите пружини може да бъде полезна в редица случаи, когато е необходимо да се получат големи еластични деформации в ограничени аксиални и радиални размери.

други отличителна чертамногожилни пружини - повишена амортизационна способност поради триене между намотките по време на еластична деформация. Следователно такива пружини могат да се използват за разсейване на енергия при ударни натоварвания, за потискане на вибрациите, възникващи при такива натоварвания; те също допринасят за самозатихването на резонансните трептения на пружинните намотки.

Повишеното триене обаче причинява износване на намотките, придружено от намаляване на устойчивостта на умора на пружината.

При сравнителна оценка на гъвкавостта на усукани пружини и едножични пружини често се допуска грешка при сравняване на пружини с една и съща площ на напречното сечение (общо за усукани) намотки.

В същото време те не отчитат факта, че товароносимостта на многожилните пружини с др равни условияпо-малко от едножилните пружини и намалява с увеличаване на броя на проводниците.

Оценката трябва да се основава на условието за еднаква товароносимост. Само в този случай е правилно с различен брой ядра. В тази оценка ползите от многостранните пружини изглеждат по-скромни, отколкото може да се очаква.

Нека сравним съответствието на многожилни пружини и едножична пружина със същия среден диаметър, брой навивки, сила (натоварване) P и коефициент на безопасност.

Като първо приближение ще разгледаме многоядрена пружина като серия от паралелно работещи пружини с намотки с малко напречно сечение.

Диаметърът d" на нишката на усукана пружина при тези условия е свързан с диаметъра d на твърдата жица чрез отношението

където n е броят на ядрата; [τ] и [τ"] са допустимите напрежения на срязване; k и k" са коефициентите на формата на пружината (техният индекс).

Поради близостта на ценностите може да се напише на едно

Съотношение на масата на сравнените пружини

или със заместването на стойността d"/d от уравнение (418)

Стойностите на съотношенията d"/d и m"/m в зависимост от броя на ядрата са дадени по-долу.

Както можете да видите, намаляването на диаметъра на телта на многожилните пружини изобщо не е толкова голямо, че да даде значително увеличение на силата дори в района на малки стойности на d и d" (между другото, това обстоятелството оправдава предположението, направено по-горе, че факторът е близък до единица.

Съотношение на деформация λ" на усукана пружина към деформация λ на пружина, направена от плътна тел

Замествайки d"/d от уравнение (417) в този израз, получаваме

Стойността на [τ"]/[τ], както е посочено по-горе, е близка до единица. Следователно

Стойностите на λ"/λ, изчислени от този израз за различен брой ядра n, са дадени по-долу (при определянето първоначалната стойност k = 6 е взета за k).

Както може да се види, при първоначалното допускане за равенство на натоварването, преходът към многонишкови пружини осигурява печалба в съответствие с 35-125% за реални стойности на броя на нишките.

На фиг. 904 показва обобщена диаграма на промяната на коефициентите d"/d; λ"/λ и m"/m за еднакво натоварени и еднакво здрави пружини в зависимост от броя на нишките.

Заедно с увеличаването на масата с увеличаване на броя на сърцевините трябва да се вземе предвид увеличаването на диаметъра на напречното сечение на завоите. За броя на жилата в диапазона n = 2-7 ​​диаметърът на напречното сечение на навивките е средно с 60% по-голям от диаметъра на еквивалентния цял проводник. Това води до факта, че за да се запази хлабината между намотките, е необходимо да се увеличи стъпката и общата дължина на пружините.

Увеличението в съответствието, осигурено от многожилни пружини, може да се получи в едножична пружина. За да направите това, диаметърът D на пружината се увеличава едновременно; намалете диаметъра d на жицата; увеличете нивото на напрежение (т.е. използвайте висококачествена стомана). В крайна сметка една унифицирана едножична пружина ще има по-малко тегло, по-малки размери и ще бъде значително по-евтина от многожилната пружина поради сложността на производството на многожилни пружини. Към това можем да добавим следните недостатъци на многожилните пружини:

1) невъзможността (за компресионни пружини) за правилна резба на краищата (чрез смилане на краищата на пружината), осигурявайки централно прилагане на товара; винаги има някакъв ексцентрицитет на товара, причиняващ допълнително огъване на пружината;

2) сложност на производството;

3) разсейване на характеристиките по технологични причини; трудност при получаване на стабилни и възпроизводими резултати;

4) износване на сърцевините в резултат на триене между завоите, което възниква при повтарящи се деформации на пружините и причинява рязко намаляване на устойчивостта на умора на пружините. Последният недостатък изключва използването на многожилни пружини при дългосрочно циклично натоварване.

Усуканите пружини са подходящи за статично натоварване и периодично динамично натоварване с ограничен брой цикли.

Определение

Силата, която възниква в резултат на деформация на тялото и се опитва да го върне в първоначалното му състояние, се нарича еластична сила.

Най-често се обозначава $(\overline(F))_(upr)$. Еластичната сила се появява само когато тялото се деформира и изчезва, ако деформацията изчезне. Ако след премахване на външното натоварване тялото напълно възстанови размера и формата си, тогава такава деформация се нарича еластична.

Съвременникът на И. Нютон Р. Хук установява зависимостта на еластичната сила от големината на деформацията. Хук се съмняваше в валидността на своите заключения дълго време. В една от книгите си той дава шифрована формулировка на своя закон. Което означаваше: „Ut tensio, sic vis“ в превод от латински: каквото е разтягането, такава е силата.

Нека разгледаме пружина, която е подложена на сила на опън ($\overline(F)$), която е насочена вертикално надолу (фиг. 1).

Ще наричаме силата $\overline(F\ )$ деформираща сила. Дължината на пружината се увеличава поради влиянието на деформиращата сила. В резултат на това в пружината се появява еластична сила ($(\overline(F))_u$), балансираща силата $\overline(F\ )$. Ако деформацията е малка и еластична, тогава удължението на пружината ($\Delta l$) е право пропорционално на деформиращата сила:

\[\overline(F)=k\Delta l\left(1\right),\]

където коефициентът на пропорционалност се нарича твърдост на пружината (коефициент на еластичност) $k$.

Коравината (като свойство) е характеристика на еластичните свойства на тялото, което се деформира. Сковаността се счита за способността на тялото да се съпротивлява външна сила, способността да поддържа геометричните си параметри. Колкото по-голяма е твърдостта на пружината, толкова по-малко тя променя дължината си под въздействието на дадена сила. Коефициентът на твърдост е основната характеристика на твърдостта (като свойство на тялото).

Коефициентът на твърдост на пружината зависи от материала, от който е изработена пружината и нейните геометрични характеристики. Например, коефициентът на твърдост на усукана цилиндрична пружина, която е навита от кръгла тел, подложена на еластична деформация по своята ос, може да се изчисли като:

където $G$ е модулът на срязване (стойност в зависимост от материала); $d$ - диаметър на телта; $d_p$ - диаметър на спиралата на пружината; $n$ - брой завъртания на пружината.

Единицата за измерване на коефициента на твърдост е Международна системаЕдиницата (Ci) е нютон, разделен на метър:

\[\left=\left[\frac(F_(upr\ ))(x)\right]=\frac(\left)(\left)=\frac(N)(m).\]

Коефициентът на твърдост е равен на силата, която трябва да се приложи към пружината, за да се промени нейната дължина на единица разстояние.

Формула за твърдост на пружинната връзка

Нека $N$ пружини са свързани последователно. Тогава твърдостта на цялата връзка е:

\[\frac(1)(k)=\frac(1)(k_1)+\frac(1)(k_2)+\dots =\sum\limits^N_(\ i=1)(\frac(1) (k_i)\left(3\right),)\]

където $k_i$ е твърдостта на $i-та$ пружина.

При серийна връзкатвърдостта на пружината на системата се определя като:

Примери за задачи с решения

Пример 1

Упражнение.Пружина без товар има дължина $l=0,01$ m и твърдост, равна на 10 $\frac(N)(m).\ $На какво ще бъдат равни твърдостта на пружината и нейната дължина, ако сила от $F$= 2 N се прилага към пружината? ? Считайте, че деформацията на пружината е малка и еластична.

Решение.Коравината на пружината по време на еластични деформации е постоянна стойност, което означава, че в нашата задача:

За еластични деформации е изпълнен законът на Хук:

От (1.2) намираме разширението на пружината:

\[\Делта l=\frac(F)(k)\left(1.3\right).\]

Дължината на опъната пружина е:

Нека изчислим новата дължина на пружината:

Отговор. 1) $k"=10\ \frac(N)(m)$; 2) $l"=0,21$ m

Пример 2

Упражнение.Две пружини с твърдост $k_1$ и $k_2$ са свързани последователно. Какво ще бъде удължението на първата пружина (фиг. 3), ако дължината на втората пружина се увеличи с $\Delta l_2$?

Решение.Ако пружините са свързани последователно, тогава деформиращата сила ($\overline(F)$), действаща върху всяка от пружините, е една и съща, тоест можем да запишем за първата пружина:

За втора пролет пишем:

Ако левите страни на изрази (2.1) и (2.2) са равни, тогава десните страни също могат да бъдат приравнени:

От равенство (2.3) получаваме удължението на първата пружина:

\[\Делта l_1=\frac(k_2\Делта l_2)(k_1).\]

Отговор.$\Делта l_1=\frac(k_2\Делта l_2)(k_1)$

Те се образуват от издатини на вала, които влизат в съответни жлебове в главината на колелото. В какво е външен вид, и поради динамичните условия на работа, сплайновете могат да се считат за многоключови връзки. Някои автори ги наричат ​​зъбни съединения.

Използват се главно правостранни шлици (а), по-рядко еволвентни (b) GOST 6033-57 и триъгълни (c) шлицови профили.

Правите шлици могат да центрират колелото върху страничните повърхности (a), върху външните повърхности (b), върху вътрешните повърхности (c).

В сравнение с ключове, сплайни:

Имат голяма товароносимост;

По-добро центриране на колелото върху вала;

Те укрепват напречното сечение на вала поради по-големия инерционен момент на оребрената секция в сравнение с кръглата;

` изисква специално оборудване за правене на дупки.

Основните критерии за ефективността на сплайновете са:

è устойчивост на страничните повърхности на смачкване (изчислението е подобно на дюбелите);

è устойчивост на износване по време на фретинг корозия (малки взаимни вибрационни движения).

Срутването и износването са свързани с един параметър - контактно напрежение (налягане) с см . Това позволява шлиците да бъдат изчислени с помощта на обобщен критерий както за смачкване, така и за контактно износване. Допустими напрежения [ с]см се предписват въз основа на опита в експлоатацията на подобни конструкции.

За изчислението се взема предвид неравномерното разпределение на натоварването върху зъбите,

Където З – брой шлици, ч – работна височина на шлиците, л – работна дължина на шлиците, d ср – среден диаметър на шлицовото съединение. За еволвентни шлици работната височина се приема равна на профилния модул, т.к d ср вземете диаметъра на стъпката.

Легендаправостранно шлицово съединение се състои от обозначението на центриращата повърхност д , д или b , брой зъби З , номинални размери d x D (както и обозначения на полета на толеранс по протежение на центриращия диаметър и на страничните страни на зъбите). Например, D 8 x 36H7/g6 x 40 означава връзка с осем шлица, центрирана по външния диаметър с размери д = 36 И д =40 мм и пасват по дължината на центриращия диаметър H7/g6 .

КОНТРОЛНИ ВЪПРОСИ

s Каква е разликата между разглобяеми и постоянни връзки?

s Къде и кога се използват заварени съединения?

s Какви са предимствата и недостатъците на заварените съединения?

s Кои са основните групи заварени съединения?

s Как се различават основните видове заварки?

s Какви са предимствата и недостатъците на нитовите съединения?

s Къде и кога се използват занитени съединения?

s Какви са критериите за проектиране на якост на нитове?

s Какъв е принципът на проектиране на резбовите съединения?

s Какви са приложенията на основните видове нишки?

s Какви са предимствата и недостатъците на резбовите съединения?

s Защо е необходимо да се заключват резбови връзки?

s Какви дизайни се използват за заключване на резбови връзки?

s Как се взема предвид съответствието на частите при изчисляване на резбова връзка?

s Какъв диаметър на резбата се намира от изчислението на якостта?

s Какъв е диаметърът на резбата, използван за обозначаване на резбата?

s Каква е конструкцията и основната цел на щифтовите връзки?

s Какви са типовете натоварване и критерии за проектиране на щифтове?

s Каква е конструкцията и основната цел на шпонковите съединения?

s Какви са видовете зареждане и критериите за проектиране на ключовете?

s Каква е конструкцията и основната цел на шлицовите съединения?

Какви са видовете натоварване и критериите за изчисляване на сплайни?

ПРУГИ. ЕЛАСТИЧНИ ЕЛЕМЕНТИ В МАШИНИТЕ

Всеки автомобил има специфични части, които са коренно различни от всички останали. Те се наричат ​​еластични елементи. Еластични елементиимат различни, много различни дизайни един от друг. Следователно може да се даде общо определение.

Еластичните елементи са части, чиято твърдост е много по-малка от тази на другите и чиито деформации са по-големи.

Благодарение на това свойство еластичните елементи са първите, които възприемат удари, вибрации и деформации.

Най-често еластичните елементи са лесни за откриване при проверка на автомобил, като гумени колела, пружини и пружини, меки седалки за шофьори и шофьори.

Понякога еластичният елемент е скрит под прикритието на друга част, например тънък торсионен вал, шпилка с дълга тънка шийка, тънкостенен прът, уплътнение, черупка и др. Въпреки това, дори и тук, опитен дизайнер ще може да разпознае и използва такъв „камуфлажен“ еластичен елемент именно по неговата относително ниска твърдост.

В железопътния транспорт, поради тежестта на транспорта, деформациите на частите на коловоза са доста големи. Тук еластичните елементи, заедно с пружините на подвижния състав, всъщност се превръщат в релси, траверси (особено дървени, а не бетонни) и почвата на коловозния насип.

Еластичните елементи намират най-широко приложение:

è за поглъщане на удар (намаляване на ускоренията и инерционните сили при удар и вибрации поради значително по-дългото време на деформация на еластичния елемент в сравнение с твърдите части);

è за създаване на постоянни сили (например еластичните и разцепените шайби под гайката създават постоянна сила на триене в резбите, което предотвратява саморазвинтването);

è за принудително затваряне на механизми (за премахване на нежелани луфтове);

è за натрупване (натрупване) на механична енергия (часовникови пружини, пружина на ударник на оръжие, дъга на лък, гума на прашка, линийка, наведена близо до челото на ученик и др.);

è за измерване на сили (пружинните везни се основават на връзката между теглото и деформацията на измервателна пружина според закона на Хук).

Обикновено еластичните елементи се изработват под формата на пружини с различен дизайн.

Еластичните пружини за натиск и разтягане са най-често срещани в автомобилите. Намотките в тези пружини са подложени на усукване. Цилиндричната форма на пружините е удобна за поставянето им в машини.

Основната характеристика на пружината, както всеки еластичен елемент, е твърдостта или нейното обратно съответствие. Твърдост К определя се от зависимостта на еластичната сила Е от деформация х . Ако тази зависимост може да се счита за линейна, както в закона на Хук, тогава твърдостта се намира чрез разделяне на силата на деформацията К =F/x .

Ако зависимостта е нелинейна, както е в реалните конструкции, твърдостта се намира като производна на силата по отношение на деформацията К =Ж/ х.

Очевидно тук трябва да знаете вида на функцията Е =f (х ) .

При големи натоварвания, когато е необходимо да се разсейват вибрациите и ударната енергия, се използват пакети от еластични елементи (пружини).

Идеята е, че при деформиране на композитни или слоести пружини (ресори) се разсейва енергия поради взаимното триене на елементите.


Пакет от дискови пружини се използва за абсорбиране на удари и вибрации в еластичния съединител между талигите на електрически локомотиви ChS4 и ChS4 T.

В развитие на тази идея, по инициатива на персонала на нашата академия на Куйбишевския път, дискови пружини (шайби) се използват в болтови съединения на облицовки на релсови съединения. Пружините се поставят под гайките преди затягане и осигуряват високи постоянни сили на триене във връзката, като също разтоварват болтовете.

Материалите за еластични елементи трябва да имат висока еластични свойства, и най-важното, не ги губете с времето.

Основните материали за пружините са високовъглеродни стомани 65.70, манганови стомани 65G, силициеви стомани 60S2A, хром-ванадиева стомана 50HFA и др. Всички тези материали имат по-високи механични свойства в сравнение с конвенционалните конструкционни стомани.

През 1967 г. в Самарския аерокосмически университет е изобретен и патентован материал, наречен метален каучук "MR". Материалът е направен от намачкана, оплетена метална тел, която след това се пресова в необходимите форми.

Огромното предимство на металния каучук е, че съчетава идеално здравината на метала с еластичността на каучука и освен това, поради значително междужично триене, той разсейва (заглушава) вибрационната енергия, като е високоефективно средство за защита от вибрации.

Плътността на заплетената тел и силата на натискане могат да се регулират, като се получават определени стойности на твърдост и демпфиране на металната гума в много широк диапазон.

Металният каучук несъмнено има обещаващо бъдеще като материал за производство на еластични елементи.

Еластичните елементи изискват много точни изчисления. По-специално, те трябва да бъдат проектирани за твърдост, тъй като това е основната характеристика.

Конструкциите на еластичните елементи обаче са толкова разнообразни, а методите за изчисление са толкова сложни, че е невъзможно да се представят в някаква обобщена формула. Особено в рамките на нашия курс, който е завършен тук.

КОНТРОЛНИ ВЪПРОСИ

1. По какви критерии могат да бъдат открити еластични елементи в конструкцията на машина?

2. За какви задачи се използват еластични елементи?

3. Каква характеристика на еластичния елемент се счита за основна?

4. От какви материали трябва да бъдат направени еластичните елементи?

5. Как се използват пружинните шайби Belleville на Куйбишевския път?

ВЪВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………………
1. ОБЩИ ВЪПРОСИ ЗА ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА МАШИННИ ЧАСТИ………………………………………………………...
1.1. Редове с предпочитани числа…………………………………………………………………...
1.2. Основни критерии за производителност на машинни части…………………… 1.3. Изчисляване на устойчивостта на умора при променливи напрежения………..
1.3.1. Променливи напрежения………………………………………………………….. 1.3.2. Граници на издръжливост…………………………………………….. 1.4. Фактори на безопасност……………………………………………………………….
2. МЕХАНИЧНИ ТРАНСМИСИИ………………………………………………………………………………... 2.1. Главна информация……………………………………………………………….. 2.2. Характеристики на задвижващите зъбни колела……………………………………………..
3. ПРЕДАВАНИЯ …………………………………………………………………………………….. 4.1. Условия за работа на зъбите…………………………………………………………. 4.2. Материали на зъбното колело……………………………………………………........... 4.3. Характерен видразрушаване на зъби………………………………………………………… 4.4. Проектно натоварване……………………………………………………………. 4.4.1. Проектни коефициенти на натоварване……………………………………. 4.4.2. Точност на предавките…………………………………….. 4.5. Цилиндрични зъбни колела………………………………………
4.5.1. Сили в бой………………………………………………………. 4.5.2. Изчисляване на устойчивост на контактна умора……………………. 4.5.3. Изчисляване на устойчивостта на умора при огъване……………………… 4.6. Конусни зъбни колела…………………………………………… 4.6.1. Основни параметри…………………………………………………. 4.6.2. Сили в бой………………………………………………………. 4.6.3. Изчисляване на устойчивост на контактна умора…………………… 4.6.4. Изчисляване на устойчивостта на умора при огъване…………………….
5. ЧЕРВЯЧНИ ЗАБЕЛЕЖКИ……………………………………………………………………………………. 5.1. Обща информация……………………………………………………………….. 5.2. Сили в бой…………………………………………………………. 5.3. Материали за червячна предавка…………………………………………… 5.4. Изчисляване на якостта………………………………………………………..
5.5. Топлинно изчисление……………………………………………………………………………………. 6. ВАЛ И ОСОВЕ…………………………………………………………………………………. 6.1. Обща информация……………………………………………………………….. 6.2. Проектно натоварване и критерий за работа………………………… 6.3. Проектно изчисление на валове……………………………………………. 6.4. Проектна схема и процедура за изчисляване на вала……………………………………….. 6.5. Изчисляване на статичната якост……………………………………………. 6.6. Изчисления на съпротивлението на умора……………………………………………………….. 6.7. Изчисляване на валове за твърдост и устойчивост на вибрации………………………………
7. ТЪРКАЛЯЩИ ЛАГЕРИ………………………………………………………………… 7.1. Класификация на търкалящите лагери…………………………………… 7.2. Обозначаване на лагери съгласно GOST 3189-89………………………………… 7.3. Характеристики на ъглови контактни лагери…………………………… 7.4. Схеми за монтиране на лагери на валове……………………………………… 7.5. Проектно натоварване на ъглови контактни лагери………………….. 7.6. Причини за повреда и критерии за изчисление………………………........... 7.7. Материали на носещите части………………………………………. 7.8. Избор на лагери въз основа на статична товароносимост (GOST 18854-94)…………………………………………………………………
7.9. Избор на лагери въз основа на динамична товароносимост (GOST 18855-94)……………………………………………………………… 7.9.1. Първоначални данни……………………………………………………. 7.9.2. Основа за подбор……………………………………………………………….. 7.9.3. Характеристики на избора на лагер………………………………..
8. ПЪЛЗГАЩИ ЛАГЕРИ………………………………………………………….
8.1. Главна информация……………………………………………………..
8.2. Условия на работа и режими на триене…………………………………………………………………
7. СЪЕДИНЕНИЯ
7.1. Твърди съединители
7.2. Компенсиращи съединители
7.3. Подвижни съединители
7.4. Гъвкави съединители
7.5. Фрикционни съединители
8. ВРЪЗКИ НА МАШИННИ ЧАСТИ
8.1. Постоянни връзки
8.1.1. Заварени съединения
Изчисляване на якостта на заварени шевове
8.1.2. Нитови връзки
8.2. Разглобяеми връзки
8.2.1. РЕЗБОВИ ВРЪЗКИ
Изчисляване на якостта на резбови съединения
8.2.2. Щифтови връзки
8.2.3. Ключови връзки
8.2.4. Шлицови връзки
9. Пружини……………………………………

| следваща лекция ==>

Всеки автомобил има специфични части, които са коренно различни от всички останали. Те се наричат ​​еластични елементи. Еластичните елементи имат различни, много различни дизайни един от друг. Следователно може да се даде общо определение.

Еластичните елементи са части, чиято твърдост е много по-малка от тази на другите и чиито деформации са по-големи.

Благодарение на това свойство еластичните елементи са първите, които възприемат удари, вибрации и деформации.

Най-често еластичните елементи са лесни за откриване при проверка на автомобил, като гумени колела, пружини и пружини, меки седалки за шофьори и шофьори.

Понякога еластичният елемент е скрит под прикритието на друга част, например тънък торсионен вал, шпилка с дълга тънка шийка, тънкостенен прът, уплътнение, черупка и др. Въпреки това, дори и тук, опитен дизайнер ще може да разпознае и използва такъв „камуфлажен“ еластичен елемент именно по неговата относително ниска твърдост.

В железопътния транспорт, поради тежестта на транспорта, деформациите на частите на коловоза са доста големи. Тук еластичните елементи, заедно с пружините на подвижния състав, всъщност се превръщат в релси, траверси (особено дървени, а не бетонни) и почвата на коловозния насип.

Еластичните елементи намират най-широко приложение:

è за поглъщане на удар (намаляване на ускоренията и инерционните сили при удар и вибрации поради значително по-дългото време на деформация на еластичния елемент в сравнение с твърдите части);

è за създаване на постоянни сили (например еластичните и разцепените шайби под гайката създават постоянна сила на триене в резбите, което предотвратява саморазвинтването);

è за принудително затваряне на механизми (за премахване на нежелани луфтове);

è за натрупване (натрупване) на механична енергия (часовникови пружини, пружина на ударник на оръжие, дъга на лък, гума на прашка, линийка, наведена близо до челото на ученик и др.);

è за измерване на сили (пружинните везни се основават на връзката между теглото и деформацията на измервателна пружина според закона на Хук).

Обикновено еластичните елементи се изработват под формата на пружини с различен дизайн.

Еластичните пружини за натиск и разтягане са най-често срещани в автомобилите. Намотките в тези пружини са подложени на усукване. Цилиндричната форма на пружините е удобна за поставянето им в машини.

Основната характеристика на пружината, както всеки еластичен елемент, е твърдостта или нейното обратно съответствие. Твърдост К определя се от зависимостта на еластичната сила Е от деформация х . Ако тази зависимост може да се счита за линейна, както в закона на Хук, тогава твърдостта се намира чрез разделяне на силата на деформацията К =F/x .

Ако зависимостта е нелинейна, както е в реалните конструкции, твърдостта се намира като производна на силата по отношение на деформацията К =Ж/ х.

Очевидно тук трябва да знаете вида на функцията Е =f (х ) .

При големи натоварвания, когато е необходимо да се разсейват вибрациите и ударната енергия, се използват пакети от еластични елементи (пружини).

Идеята е, че при деформиране на композитни или слоести пружини (ресори) се разсейва енергия поради взаимното триене на елементите.


Пакет от дискови пружини се използва за абсорбиране на удари и вибрации в еластичния съединител между талигите на електрически локомотиви ChS4 и ChS4 T.

В развитие на тази идея, по инициатива на персонала на нашата академия на Куйбишевския път, дискови пружини (шайби) се използват в болтови съединения на облицовки на релсови съединения. Пружините се поставят под гайките преди затягане и осигуряват високи постоянни сили на триене във връзката, като също разтоварват болтовете.

Материалите за еластични елементи трябва да имат високи еластични свойства и най-важното - да не ги губят с течение на времето.

Основните материали за пружините са високовъглеродни стомани 65.70, манганови стомани 65G, силициеви стомани 60S2A, хром-ванадиева стомана 50HFA и др. Всички тези материали имат по-високи механични свойства в сравнение с конвенционалните конструкционни стомани.

През 1967 г. в Самарския аерокосмически университет е изобретен и патентован материал, наречен метален каучук "MR". Материалът е направен от намачкана, оплетена метална тел, която след това се пресова в необходимите форми.

Огромното предимство на металния каучук е, че съчетава идеално здравината на метала с еластичността на каучука и освен това, поради значително междужично триене, той разсейва (заглушава) вибрационната енергия, като е високоефективно средство за защита от вибрации.

Плътността на заплетената тел и силата на натискане могат да се регулират, като се получават определени стойности на твърдост и демпфиране на металната гума в много широк диапазон.

Металният каучук несъмнено има обещаващо бъдеще като материал за производство на еластични елементи.

Еластичните елементи изискват много точни изчисления. По-специално, те трябва да бъдат проектирани за твърдост, тъй като това е основната характеристика.

Конструкциите на еластичните елементи обаче са толкова разнообразни, а методите за изчисление са толкова сложни, че е невъзможно да се представят в някаква обобщена формула. Особено в рамките на нашия курс, който е завършен тук.

КОНТРОЛНИ ВЪПРОСИ

1. По какви критерии могат да бъдат открити еластични елементи в конструкцията на машина?

2. За какви задачи се използват еластични елементи?

3. Каква характеристика на еластичния елемент се счита за основна?

4. От какви материали трябва да бъдат направени еластичните елементи?

5. Как се използват пружинните шайби Belleville на Куйбишевския път?

ВЪВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………………
1. ОБЩИ ВЪПРОСИ ЗА ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА МАШИННИ ЧАСТИ………………………………………………………...
1.1. Редове с предпочитани числа…………………………………………………………………...
1.2. Основни критерии за производителност на машинни части…………………… 1.3. Изчисляване на устойчивостта на умора при променливи напрежения………..
1.3.1. Променливи напрежения………………………………………………………….. 1.3.2. Граници на издръжливост…………………………………………….. 1.4. Фактори на безопасност……………………………………………………………….
2. МЕХАНИЧНИ ТРАНСМИСИИ………………………………………………………………………………... 2.1. Обща информация……………………………………………………………….. 2.2. Характеристики на задвижващите зъбни колела……………………………………………..
3. ПРЕДАВАНИЯ …………………………………………………………………………………….. 4.1. Условия за работа на зъбите…………………………………………………………. 4.2. Материали на зъбното колело……………………………………………………........... 4.3. Характерни видове зъбна деструкция……………………………………… 4.4. Проектно натоварване……………………………………………………………. 4.4.1. Проектни коефициенти на натоварване……………………………………. 4.4.2. Точност на предавките…………………………………….. 4.5. Цилиндрични зъбни колела………………………………………
4.5.1. Сили в бой………………………………………………………. 4.5.2. Изчисляване на устойчивост на контактна умора……………………. 4.5.3. Изчисляване на устойчивостта на умора при огъване……………………… 4.6. Конусни зъбни колела…………………………………………… 4.6.1. Основни параметри…………………………………………………. 4.6.2. Сили в бой………………………………………………………. 4.6.3. Изчисляване на устойчивост на контактна умора…………………… 4.6.4. Изчисляване на устойчивостта на умора при огъване…………………….
5. ЧЕРВЯЧНИ ЗАБЕЛЕЖКИ……………………………………………………………………………………. 5.1. Обща информация……………………………………………………………….. 5.2. Сили в бой…………………………………………………………. 5.3. Материали за червячна предавка…………………………………………… 5.4. Изчисляване на якостта………………………………………………………..
5.5. Топлинно изчисление……………………………………………………………………………………. 6. ВАЛ И ОСОВЕ…………………………………………………………………………………. 6.1. Обща информация……………………………………………………………….. 6.2. Проектно натоварване и критерий за работа………………………… 6.3. Проектно изчисление на валове……………………………………………. 6.4. Проектна схема и процедура за изчисляване на вала……………………………………….. 6.5. Изчисляване на статичната якост……………………………………………. 6.6. Изчисления на съпротивлението на умора……………………………………………………….. 6.7. Изчисляване на валове за твърдост и устойчивост на вибрации………………………………
7. ТЪРКАЛЯЩИ ЛАГЕРИ………………………………………………………………… 7.1. Класификация на търкалящите лагери…………………………………… 7.2. Обозначаване на лагери съгласно GOST 3189-89………………………………… 7.3. Характеристики на ъглови контактни лагери…………………………… 7.4. Схеми за монтиране на лагери на валове……………………………………… 7.5. Проектно натоварване на ъглови контактни лагери………………….. 7.6. Причини за повреда и критерии за изчисление………………………........... 7.7. Материали на носещите части………………………………………. 7.8. Избор на лагери въз основа на статична товароносимост (GOST 18854-94)…………………………………………………………………
7.9. Избор на лагери въз основа на динамична товароносимост (GOST 18855-94)……………………………………………………………… 7.9.1. Първоначални данни……………………………………………………. 7.9.2. Основа за подбор……………………………………………………………….. 7.9.3. Характеристики на избора на лагер………………………………..
8. ПЪЛЗГАЩИ ЛАГЕРИ………………………………………………………….
8.1. Главна информация……………………………………………………..
8.2. Условия на работа и режими на триене…………………………………………………………………
7. СЪЕДИНЕНИЯ
7.1. Твърди съединители
7.2. Компенсиращи съединители
7.3. Подвижни съединители
7.4. Гъвкави съединители
7.5. Фрикционни съединители
8. ВРЪЗКИ НА МАШИННИ ЧАСТИ
8.1. Постоянни връзки
8.1.1. Заварени съединения
Изчисляване на якостта на заварени шевове
8.1.2. Нитови връзки
8.2. Разглобяеми връзки
8.2.1. РЕЗБОВИ ВРЪЗКИ
Изчисляване на якостта на резбови съединения
8.2.2. Щифтови връзки
8.2.3. Ключови връзки
8.2.4. Шлицови връзки
9. Пружини……………………………………
| следваща лекция ==>
моб_инфо