Техническая механика

Курсовые и лабораторные по по сопромату

Влияние на выносливость детали концентраторов напряжений. Влияние взаимного расположения нескольких концентраторов. Эффективный коэффициент концентрации напряжений и от каких факторов зависит его величина. Конструктивные меры с целью повышения долговечности деталей с концентраторами напряжений. Влияние размеров детали на ее усталостную прочность. Масштабный коэффициент. Влияние состояния поверхности детали на ее усталостную прочность. Причина этого влияния.

Основные типы подшипников качения

Радиальные однорядные шарикоподшипники получили наибольшее распространение в машиностроении. При одинаковых размерах с другими подшипниками имеют наименьшие потери на трение и допускают наибольшую частоту вращения. Такие подшипники могут воспринимать не только радиальные, но и осевые нагрузки, действующие в обоих направлениях вдоль оси вала и не превышающие 70 % использованной допустимой радиальной нагрузки. Для восприятия чисто осевой нагрузки применяют шарикоподшипники с увеличенными радиальными зазорами между шариками и дорожкой качения.

Область применения: жесткие двухопорные валы, прогиб которых под действием внешних сил не вызывает чрезмерного углового смещения оси вала относительно оси посадочного отверстия; валы с расстояниями между опорами L<10d, где d – диаметр вала. Возможен перекос колец 1…3' (при увеличенном радиальном зазоре до 10'). Среди подшипников качения имеют самую низкую стоимость.

Радиальные двухрядные сферические шарикоподшипники предназначены для восприятия радиальной нагрузки. Благодаря сферической форме дорожки наружного кольца допускают значительный перекос колец (до 2,5о) и могут воспринимать небольшие осевые нагрузки. Область применения: многоопорные валы трансмиссионного типа; двухопорные валы, подверженные значительным прогибам под действием внешних нагрузок; узлы, в которых технологически не может быть обеспечена строгая соосность посадочных мест (при растачивании отверстий в корпусах не за один проход, при установке подшипников в отдельно стоящих корпусах и т.д.).

Радиальные роликоподшипники с короткими и длинными цилиндрическими роликами воспринимают только радиальную нагрузку (если имеются борта на кольцах, то могут воспринимать незначительную осевую нагрузку). Нагрузочная способность таких подшипников приблизительно на 70 % больше, чем у шариковых, однако они не допускают перекоса колец, так как ролики начинают работать кромками и подшипники быстро выходят из строя. Эти подшипники допускают осевое взаимное смещение колец; их применяют для установки коротких жестких валов, а также в качестве «плавающих» опор.

Роликовые подшипники с витыми роликами воспринимают радиальную нагрузку при небольших угловых скоростях валов. Применяют их и при ударных нагрузках (удары смягчаются податливостью витых роликов). Эти подшипники не требуют высокой точности монтажа. Порядок расчета рамы Определяются опорные реакции. Простые статически определимые рамы, состоящие из жестко соединенных стержней, имеют три опорных стержня, не пересекающихся в одной точке – трехопорная рама, или одну опору с жестким защемлением - консольная рама. В трехопорной раме опорные реакции действуют вдоль опорных стержней. В консольной раме в защемлении действуют две взаимно перпендикулярные реакции и опорный момент. Направление опорных реакций (вправо, влево от сечения опорного стержня) и опорного момента выбирается произвольно. 

Игольчатые подшипники имеют ролики относительно большой длины и малого диаметра. Могут работать только при радиальных нагрузках, выдерживают ударные нагрузки при небольших угловых скоростях. Не допускают осевой нагрузки и перекоса колец. Обладают относительно меньшими габаритными размерами в радиальном направлении по сравнению с подшипниками других типов, при одинаковых диаметрах отверстия и грузоподъемности. Монтаж внутреннего и наружного колец с комплектом роликов (игл) обычно производят раздельно. На наружном кольце предусмотрены отверстия для подачи смазки к иглам.

Роликоподшипники радиальные двухрядные сферические предназначены в основном для работы под радиальными нагрузками, но могут одновременно воспринимать и осевую нагрузку, действующую в обоих направлениях и не превышающую 25 % неиспользованной допустимой радиальной нагрузки. Могут работать и при чисто осевом усилии, однако в этом случае воспринимать нагрузку будут лишь один ряд роликов. Обладают значительно более высокой грузоподъемностью, чем равногабаритные сферические шарикоподшипники. Допустимые частоты вращения значительно ниже, чем у подшипников с короткими цилиндрическими роликами. Подшипники имеют два ряда бочкообразных роликов. Дорожка качения на наружном кольце обработана по сфере. Могут работать при значительном (порядка 2…3°) перекосе оси внутреннего кольца относительно оси наружного.

Область применения: тяжелонагруженные многоопорные валы; двухопорные валы, подверженные значительным прогибам под действием внешних нагрузок (в частности, валы с нагрузкой на консоли); узлы, в которых технологически не обеспечивается строгая соосность посадочных мест (например, при установке подшипников в отдельных корпусах) и т.д.

Радиально-упорные шарикоподшипники применяют в подшипниковых узлах, воспринимающих одновременно радиальные и осевые нагрузки. При попарной установке подшипников они воспринимают осевые силы, действующие в обоих направлениях. Радиальная грузоподъемность этих подшипников на 30–40 % больше, чем у радиальных однорядных шарикоподшипников. Применяют их при средних и высоких угловых скоростях и неударных нагрузках.

Конические роликовые подшипники также предназначены для восприятия радиальной и осевой нагрузок. По сравнению с радиально-упорными шариковыми подшипниками обладают большей грузоподъемностью, возможностью раздельного монтажа внутреннего (вместе с роликами и сепаратором) и наружного колец, а также способностью воспринимать небольшие ударные нагрузки.

Недостатком этих подшипников является большая чувствительность к несоосности и относительному перекосу колец, поэтому они требуют жестких валов, точной расточки корпусов и тщательного монтажа. При действии двусторонней осевой нагрузки применяется попарная установка подшипников.

Упорные шарико- и роликоподшипники, предназначены для восприятия только осевой нагрузки и могут быть выполнены самоустанавливающимися. Применяют, их при средней и малой скоростях вращения во избежание заклинивания тел качения от действия центробежных сил. Устанавливают обычно в паре с радиальными шарико- или роликоподшипниками, центрирующими ось вала и ограничивающими свободу его перемещения в радиальном направлении.

В машиностроении применяют и другие типы как шариковых, так и роликовых подшипников, устройство и характеристика, которых приводятся в специальной литературе.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

В СТАТИЧЕСКИ НЕОПРЕДЕЛИМЫХ СИСТЕМАХ

При выводе формулы перемещений (7) лекции 9 рассматривались любые упругие стержневые системы, деформации которых малы по сравнению с размерами их поперечных сечений, а материал конструкции удовлетворяет закону Гука. Таким образом, для определения перемещений произвольной точки стержневой статически неопределимой системы необходимо построить эпюру изгибающих моментов от действия внешних нагрузок или иных факторов (МF или Мt), например, при помощи метода сил.

Затем в точке, где определяется перемещение, приложить единичную силу в направлении искомого перемещения. Единичная сила прикладывается в основной статически определимой системе и строится эпюра моментов от этой единичной силы . После перемножения эпюр

найдем искомое перемещение ΔiF.

Тот же ответ получим, если за эпюру моментов взять эпюру изгибающих моментов от единичной силы, приложенной в соответствующей точке заданной статически неопределимой стержневой системе. Но для построения эпюры моментов от единичной силы в этом  случае потребуются более сложные вычисления, чем в первом случае.

Л е к ц и я 14

СТАТИЧЕСКИ НЕОПРЕДЕЛИМЫЕ АРКИ

В строительной практике встречаются арки трех основных типов: трехшарнирные, двухшарнирные и бесшарнирные, причем трехшарнирные арки являются статически определимыми системами, а остальные – статически неопределимыми.

Классификация арок осуществляется также по очертанию оси: круговые, параболические, эллиптические и т.д.

Основными характеристиками арки являются ее пролет l и стрела подъема f (рис. 1 лекции 7). Вопрос о преимуществах и целесообразности применения той или иной конструктивной формы арки на практике решается исходя из конкретных условий работы и эксплуатации сооружения.

Двухшарнирные арки

Двухшарнирная арка состоит из криволинейного диска, соединенного двумя шарнирно-неподвижными опорами с землей (рис. 1, а). Она является один раз статически неопределимой системой.

В двухшарнирных арках толщина обычно убывает от середины пролета к опорам, что увязывается с видом эпюры моментов. Для двухшарнирной арки обычно пользуются уравнением в форме

I = Iocosφ,

где Io – момент инерции в замке (вершина арки), φ – угол, образуемый касательной к оси арки с горизонталью.

Расчет двухшарнирной арки проводится по методу сил. Заданная и основная система показаны на рис. 1, а, б. Для отыскания распора Х1 составим каноническое уравнение, выражающее условие равенства нулю горизонтального перемещения подвижной опоры (рис. 1, б):

   (1) 

где Δ1F – горизонтальное перемещение левой опоры от действия внешней нагрузки в основной системе. Из уравнения (1) определяем

   (2)

где

   (3)

 (4)

Для двухшарнирной арки имеем (рис. 1, в)

  (5)

В этом случае из формул (3) и (4) находим

  (6)

  (7)

Вычислив δ11, Δ1F по формуле (2) находим величину распора Х1. Если на арку действует только вертикальная нагрузка, то X1 = HA = HB = H. 

Внутренние усилия определяются по формулам

(8)

Принимая во внимание формулы (5) и, выражая внутренние усилия в арке основной системы через усилия в простой балке (рис. 1, г)

  (9) 

формулы (8) можно представить в виде

   (10)

Если арка представляет собой кривой брус малой кривизны, то есть при R/h > 8, где h – наибольшая высота сечения, то в формулах (6), (7) можно пренебречь последними слагаемыми, учитывающими влияние поперечных сил.

Для пологих арок, для которых f / l < 1/6, имеем NF  = –Qosinφ. Здесь sinφ много меньше единицы, поэтому можно пренебречь влиянием NF в формуле (7) и проводить вычисления по упрощенной формуле

   (11)

Пренебрегать же влиянием продольной силы при нахождении горизонтального перемещения  δ11 не всегда возможно.

Поскольку арка во многих случаях представляет собой основную часть дорогого и очень ответственного сооружения, то не следует игнорировать без анализа влиянием отдельных внутренних сил при определении перемещений.

Отличие предела выносливости детали от предела выносливости материала. Формула для определения предела выносливости детали. Влияние на предел выносливости коэффициента асимметрии цикла. Изображение циклов в координатах ( , ). Построение диаграммы предельных циклов по данным эксперимента и какой вид она имеет. Как провести границу предельных циклов по пластическим деформациям. Условие, определяющее эту границу. Вид приближенной диаграммы предельных циклов. По каким данным она строится. Как определить координаты расчетного цикла для детали.
Основные типы подшипников качения