warunki obliczeniowe dla kołka promieniowego:
na ścinanie:
τt=4Ms/(π*Dc*d^2) ≤kt
Na nacisk powierzchniowy
między czopem a kołkiem:
pmax=6Ms/(d*Dc^2)≤pdop
Na nacisk między tuleją a kołkiem:
pmax=2Ms/gp*d*(Dc+gp) ≤pdop
ŁOŻYSKA TOCZNE
a) ustalenie schematu konstrukcyjnego łożyskowania,
b) określenie wartości, kierunku obciążeń i prędkości obrotowej,
c) ustalenie geometrycznych ograniczeń, średnicy czopa i gniazda,
d) wybór typu łożyska,
e) przyjęcie wymaganej trwałości łożyska L,
f) wyznaczenie stosunku c/p dla przyjętej trwałości i typu łożyska,
g) obliczenie obciążenia zastępczego P=VXFr+YFa
h) obliczenie obciążenia efektywnego pe = fd * p,
i) obliczenie wymaganej nośności ruchowej C=Pe*(c/p)
j) obliczenie efektywnej nośności ruchowej Ce = ft * C,
k) obliczenie zastępczego obciążenia spoczynkowego
l) obliczenie nośności spoczynkowej C0 = S0 * P0
m) dobieramy łożysko: nośność i wymiary
n) sprawdzenie trwałości ściernej łożyska
o) weryfikacja nośności efektywnej Ce = ft * C
p) dobór środka smarnego
r) obliczenie trwałości efektywnej: Le=a1*a2*a3*(Ce/Pe)^n
s) przyjęcie pasowań oraz uszczelnienie komory smarnej
Model obliczeń wytrzymałościowych na zginanie zębów prostych
$$F = F_{z} \bullet \cos\alpha_{0}\ ,\ F = \frac{2 \bullet M}{d}\ \ ,\ M_{g} = F \bullet h_{f}\ \ ,\ \sigma_{g} = \frac{M_{g}}{W_{g}} \leq k_{\text{gj}}$$
$$W_{g} = \frac{b \bullet s^{2}}{6}\text{\ \ }\text{\ \ \ σ}_{g} = \frac{6F \bullet h_{f}}{b \bullet s^{2}} \leq k_{\text{gj}}$$
Sprzęgło cierne i związki
N=Pw/sinα;
T=Nμ=Pw*μ/sinα=Pw*μ’;
pozorny współczynnik
tarcia μ’=μ/sinα
$M_{t} = \frac{T \bullet D}{2} = \frac{P_{w} \bullet \mu^{'} \bullet D}{2}$ Nacisk na pow współpracujące $p = \frac{N}{\pi \bullet D \bullet b} = \frac{2 \bullet M_{t} \bullet \sin\alpha}{D^{2} \bullet \mu \bullet \pi \bullet b} \leq p_{\text{dop}}$
Sposób obliczania połączenia wpustowego
w. wpustu(bxh) $F = \frac{2M_{s}}{d}\ \ p = \frac{F}{\frac{h}{2} \bullet l_{0}} \leq p_{\text{dop\ \ }}p = \frac{4M_{s}}{l_{0} \bullet h \bullet d} \leq p_{\text{dop}}$
Dla sworzniowego podać warunki obliczeniowe
Sworzniem ciasnym: ścinanie$\ \ \ \tau = \frac{2F}{\pi \bullet d^{2}} \leq k_{t}$ naciski:
$p = \frac{F}{d \bullet l} \leq k_{\text{d\ }}\ \ p = \frac{F}{2b \bullet d} \leq k_{d}$ Sworzniem luźnym: zginanie:
$\sigma_{g} = \frac{4F \bullet (2b + l)}{\pi \bullet d^{3}} \leq k_{g}$ a naciski tak jak w ciasnym
Sposób uzyskania tarcia płynnego w łożyskach ślizgowych:
Zas, Hydrodynamiczna: - Klin smarny:
-istnienie prędkości poślizgu większej od prędkości granicznej
-Istnienie pomiędzy ślizgającymi się powierzchniami przestrzeni
zawężającej się w kierunku ruchu
-ciągłego dostarczania wystarczającej ilości smaru
Efekt wciskania smaru:
-istnienie odpowiedniej wartości składowej prędkości ruchu czopa
w kierunku normalnym do powierzchni nośnych
-ciągłego dostarczania wystarczającej ilości smaru
-istnienie możliwości silnego dławienia smaru na wypływie z łoż.
Zas. Hydrostatyczna: - gdy jest trudność na zas. hydrodyn. Ciśnienie
w smarze wywołujemy poprzez pompowanie smaru pompą będącą
poza łożyskiem. Ciśnienie dobieramy tak, aby siła wypadkowa ciśnienia
w warstwie smaru równoważyła obciążenie.
Na co oblicza się przekładnie otwarte
Na zginanie: $\sigma_{F} = (1,45 \div 1,5)\sqrt[3]{\frac{2 \bullet M_{\text{ST}} \bullet K}{lambda \bullet 2 \bullet m}} \leq \sigma_{\text{FP}}$
Na naciski stykowe: $\sigma_{H0} = Z_{E} \bullet Z_{H} \bullet Z_{\varepsilon} \bullet Z_{\beta} \bullet Z_{B}\sqrt{\frac{F_{t}}{b \bullet d} \bullet \frac{n + 1}{n}} \leq \sigma_{\text{HP}}$
Ze-wsp sprężystości materiału kół, Zh-wsp geometrii zarysu
Zɛ-wsp stopnia pokrycia Zβ-wsp pochylenia zęba
Zb-wsp zmiany krzywizny powierzchni styku
Materiały
osie i wały: C35,C45,St4,St5 rzadziej: C:20,25,30,40,50,55
St6,St7,40H,35HGS,30HGS,15H,20H,14HG,20HG
Narzędzia do obróbki ręcznej:
praca na zimno: N5,N6,N8,N10 na ciepło: N7G,N8G
Korpusy obrabiarek i ciężkich maszyn: ZL:150,200,250,300
L:450,500,600,800 L20G,L35G,L30GS
Koła zębate: ZL:250,300,350,400, Zs60003,Zs50007,Zs45010
L500,L600 I,II,III i L350II, L35G, St4,St5,St6,St7,
C:15,16,20,25,40,45,50,55
Panwie łożysk: Babbit, Ł83,Ł16,B10,B475,B555
Narzędzia do obróbki mechanicznej stali: SW18,SW7M,SW12C
SKC,SK5V,SK5M,SK10V,SK8M
Narysować ułożyskowanie wału w ł. stożkowych z korekcją luzu w X
Narysować ł. toczne czopa/wału obciążonego znaczną siłą wdłużną
ł.kulk.skoś
ŁOŻYSKO ŚLIZGOWE:
a) dobór materiału na Panew i jej wymiarów
b) sprawdzenie warunków wytrzymałościowych -zginania i nacisków
c) obliczenie luzów w łożysku
d) dobór oleju na podstawie Sommerfelda
e) dobór pasowania
f) sprawdzenie warunku tarcia płynnego
h0 > R21 + R22
g) sprawdzenie ilości oleju przepływającego przez łożysko
h) objętość pływów bocznych
i) kąt określający miejsca max ciśnienia
j) kąt określający miejsca min grubości filmu olejowego
k) kąt określający koniec klina smarnego
l) sprawdzenie warunku (pśrV)=(pśrV)dop
m) minimalna prędkość obrotowa
Sprzęgło zębate podwójne/dwurzędowe i sprzęgło oponowe
i=z2/z1=> z2= i*z1 =30 a0=(d1+d2)/2= (m/2)*(z1+z2)=112, a0 rożne od ar.
Z tego wynika że zastosowano korekcję typu P.
Korekcja uzębienia:
Graniczna liczba zębów zg=(2y)/sin^2(α)
Współczynnik przesunięcia zarysu: x1=y*(zg-z1)/zg; x2=y*(zg-z2)/zg
1.PO – przesunięcie zarysu bez zmiany odległości osi.(X-X)
Polega na przesunięciu narzędzia zębatkowego na jednym kole na zewnątrz
o taką samą wielkość, o jaką w drugim kole- ku wnętrzu.
Stosuje się z1+z2>=2zg(zg’) a0=(z1+z2/2)*m
2.P- przesunięcie zarysu ze zmianą odległości osi (X+X). Stosuje się gdy z1+z2<2zg,
oraz gdy względy konstrukcyjne wymagają zmiany odległości osi. Po zastosowaniu
przesunięcia zarysu x1,x2 osie kół ulegają rozsunięciu i nowa odległość osi
będzie równa ap=a0+(x1+x2)*m- odległość pozorna. αt=arctg(tgα/cosβ) β=0
Aby skasować luz obwodowy zbliża się koła na odległość ar=a0*cosα0/cosαt
αt toczny kąt przyporu invαt=2*(x1+x2)/(z1+z2)*tgα0+invα0
Dla zachowania luzu wierzchołkowego należy ściąć głowy o km=ap+am
Mamy do rozdysponowania x1+x2=const, w praktyce x2=0 lub x1=0 lub x1=x2.
x1=x2 - podział połówkowy ; - x2=x1*z1/z2 podział proporcjonalny
Bp=2(x1+x2)/(z1+z2); Br=Bp/4sqrt(1+13Bp); aw=a(1+Bp); k=0,5(Bp-Br)(z1+z2)
Sposoby uzyskiwania złącz spawanych:
-gazowe -łukowe -atomowe -plazmowe -elektronowe -laserowe
Naprężenia dopuszczalne dla spoin k'=z*z0*kr / k'=z*za*kr
Wpust-zalety: -prosta konstrukcja -niskie koszty wytwarzania
-łatwy montaż i demontaż -dobre osiowanie współpracujących części
wady: -brak ustalenia wzdłużnego koła na wale -rowek na wpust osłabia wał
-mocowanie wpustu tylko na wcisk jest nie pewne przy obciążeniach zmiennych
Klin-zalety: -stosunkowo łatwe i szybie łączenie i rozłączanie -niskie koszty prod.
-skasowanie luzów w połączeniu Wady: -niewielki moment skręcający
-nierównomierny rozkład naprężeń -skośne ustawienie osadzonych części
-trudności z dopasowaniem klina -stosowany przy małych prędkościach obrotowych
Przedstawić związki... L=(C/P)^q L-trwałość C-nośność ruchowa P-obciążenie zast.
q-wykładnik potęgowy= 3-dla kulkowych a 10/3 dla wałeczkowych
L10-trw. uzyskana przez 90% łożysk, L50- przez 50%, L0prawie 100% pewności
5L10≈L50 L0≈0,05L10 Sprzęgło tarczowe sztywne(poniżej)
Projektowanie-jest to opracowywanie informacji
o sposobie zaspokajania potrzeb.
Konstruowanie-polega na doborze cech
konstrukcyjnych, którymi są cechy materiałowe
i geometryczne.
Projektowanie->wytwarzanie->eksploatacja
Projektowanie->proces technologiczny->
instrumentalizacja działań->zaspokajanie potrzeb
Matematyczny: Przygotowanie modelu fizycznego
realizującego wymagane funkcje->sformułowanie
procedury opytmalizacyjnej->wykonanie obliczeń->dokumentacja rysunkowa
S1=S2*e^(µ*fi1) S1-S2=T - użyteczna
Naprężenia od nacisku(kontaktowe)-Model obliczeniowy naprężeń kontaktowych
w biegunie zazębienia C; model rozkładu naprężeń stycznych
$\sigma_{H} = \sigma_{H0} \bullet \sqrt{K_{H}}$ $\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }\sigma_{H0} = Z_{E} \bullet Z_{H} \bullet Z_{\varepsilon} \bullet Z_{\beta} \bullet Z_{B}\sqrt{\frac{F_{t}}{b \bullet d} \bullet \frac{n + 1}{n}}$
Naprężenia od zginania u podstawy zęba-Model obliczeniowy naprężeń od
zginania u podstawy zęba: Rozkład naprężeń u podstawy zęba
$\sigma_{F} = \frac{F_{T}}{b \bullet m} \bullet Y_{F}$ YF = YFa • YFSa
Zadania realizowane przez sprzęgła: -przenoszenie momentu obrotowego
-tłumienie drgań -kompensacja błędów ustawienia -łączenie wałów
-łagodzenie przebiegu zmian momentu obrotowego
-ułatwienie a niekiedy umożliwienie montażu i demontażu elementów
zespołów maszynowych realizujących ruch obrotowych
-ułatwienie transportu, eksploatacji, wykonawstwa i konstrukcji