Модели нагружения деталей машин

Классификация механизмов, узлов и деталей машин

Несмотря на различное конструктивное офор­мление и назначение машин, детали и узлы в них в ос­новном одинаковые (типовые, нормальные и стандартные). Сборочные единицы и детали можно разделить на элементы общего назначения (болты, гайки, зубчатые колеса, валы и др.) и элементы специального назначения, которые используются в специальных типах машин (шнек, поршень, цилиндр и др.)- Рассмотрим классификацию элементов обще­го назначения.

Первая группа элементов — соединения — является наи­более общей. Соединения (соединительные детали) предназна­чены для фиксации взаимного положения деталей и объеди­нения их в сборочные единицы и узлы. К ним относятся свар­ные, заклепочные, резьбовые, соединения вал—ступица и др.

Вторая группа элементов — передачи. Они осуществляют передачу энергии от двигателя к исполнительному органу. К этой группе относятся:

ü элементы, передающие вращательное движение. Они делятся на передачи зацеплением — цилиндрические, конические, планетарные, волновые, червячные и цепные; передачи трением — ременные, фрикционные, а также валы и соединяющие их муфты. Их основные детали — зубчатые и червячные колеса, червяки, шкивы, звездочки,ремни, цепи;

ü элементы, преобразующие движение. Это передачи рычажные, кулачковые, винт—гайка. Их детали — рычаги, тяги, кулачки, копиры, ходовые винты, гайки.

Третья группа элементов включает несущие и базирующие элементы:

ü валы и оси, которые поддерживают вращающиеся детали (кроме того, валы передают вращающий момент);

ü подшипники — опоры вращающихся валов и осей, базирующиеся в корпусных деталях;

ü направляющие, поддерживающие поступательно движущиеся детали;

ü корпусные и несущие детали — основные части редуктора, воспринимающие нагрузки (на них монтируются и базиру­ются остальные детали и узлы).

Отдельные группы составляют:

ü устройства для защиты узлов от загрязнений (уплотнения, кожухи, крышки);

ü системы для смазывания (форсунки, штуцеры, жиклёры, трубопроводы);

ü упругие элементы (пружины, рессоры, амортизаторы).

В особую группу входят элементы специального назначе­ния, например для ЛА характерны винты, шасси, элероны, шпангоуты, лонжероны и др.

Примером механизма, содержащего большинство элементов общего назначения является редуктор. Редукторы - меха­низмы, используемые для пониже­ния угловых скоростей и увеличе­ния крутящих моментов, выпол­ненные в виде отдельного агрегата. В соответствии с классификацией редуктор имеет следующие элемен­ты: корпус 1, зубчатое колесо 2, вал 3,подшипник 4 и муфту 5.

классификация элементов технических объек­тов по производственно - технологическим признакам:

- металлические детали, изготовляемые механической обра­боткой, литьем, сваркой, штамповкой, ковкой и др.;

- неметаллические детали, получаемые прессованием, фор­мованием, склейкой.

Способ изготовления определяет облик детали и ее прочно­стные характеристики.

В особую группу входят элементы системы управления, включающие электрические и электронные устройства, кото­рые рассматривать не будем.

По характеру нагружения детали можно разделить на вос­принимающие статическую или динамическую нагрузку или ударное воздействие.

Для расчета и проектирования деталей и узлов машин необходимо знать нагрузки, которые могут воздействовать на деталь в процессе ее эксплуатации. При проектировании обычно оперируют расчетными схемами деталей, а все нагрузки, воздействующие на детали, рассматривают как режимы нагружений. Для более точного учета нагрузок в расчетах деталей машин используют общепринятые типичные модели нагружения.

По характеру нагружения внешние силы разделяются на поверхностные и объемные. Поверхностные силы действуют на поверхность деталей и являются результатом взаимодействия деталей, объемные силы – силы тяжести и инерции – приложены к каждой частице детали.

Силы вызывают в деталях деформации и напряжения. По характеру изменения во времени напряжения подразделяют на статические и циклические. Статическими называют нагрузки (напряжения), медленно изменяющиеся во времени. Циклические нагрузки характеризуются параметром цикла и непрерывно изменяются с течением времени. Параметрами цикла нагружения являются амплитуда напряжений, среднее, максимальное и минимальное напряжение.

Рис. 1.2

Если параметры цикла нагружения неизменны во времени, то такой режим нагружения называют постоянным (регулярным, стационарным). Различают несколько стационарных циклов: симметричный (рис. 1.2, а), асимметричный (рис. 1.2, б) и пульсирующий (рис. 1.2, в) или отнулевой.

Стационарные циклы (рис. 1.2) характеризуются максимальной F _max и минимальной F _min нагрузкой, амплитудой цикла средней величиной нагрузки и коэффициентом асимметрии У симметричного цикла (рис. 1.2, а) и Пульсирующий цикл (рис. 1.2, в) имеет и

При приближенных расчетах деталей, работающих с переменными режимами, обычно учитывают наибольшие нагрузки. В уточненных расчетах используют графики изменения нагрузки во времени (гистограммы). Режим нагружения, в котором параметры цикла изменяются во времени, называют переменным. В этом случае расчеты выполняют по эквивалентным нагрузкам, условно приравнивая разрушающее действие переменных нагрузок постоянной эквивалентной нагрузке, действующей такой же период времени.

Дата добавления: 2013-12-13