Файл: Литвин Ф.Л. Проектирование механизмов и деталей приборов.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 237

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Через /и, обозначен приведенный коэффициент трения цапфы, ко­ торым учитывается коэффициент трения скольжения при выбран­ ном сочетании материалов, и закон распределения нормальных

давлении на поверхности трения; rcp =

ГА+ГВ

средний радиус

2

конической поверхности трения. Предполагается,

что значение / ц

известно из результатов

экспериментов.

 

При нагружении вала радиальной нагрузкой

Q перекос вала

возникает, если линия действия Q проходит вне рабочей поверх­

ности опоры (рис. 15.24,

а). В этом случае для определения мо­

мента трения нужно воспользоваться приведенными выше фор­ мулами (15.46) — (15.47), приняв в (15.46) Qoc = 0. Если линия действия Q проходит посредине длины конической опоры, вал сме­ щается в радиальном направлении и вступает в касание с под­ шипником по образующей конической поверхности (рис. 15.34,в). Вследствие упругих деформаций нормальные давления разви­ ваются на части конической поверхности, содержащей линию каса­ ния цапфы и подшипника. Структура формулы для определения момента трения имеет такой вид:

 

 

М т

Р = / ц - ^ - г с р

,

( 1 5 - 5 ° )

 

 

т р

/ ц cos а с р

 

 

где с р ^ а =

| RJjD) | — равнодействующая нормальных

давлений

(рис. 15.34,

б); / ц — приведенный коэффициент трения,

устанав­

ливаемый на основании

данных эксперимента. В точке

М возни­

кает реакция | R^M) | =

Q tg а (рис. 15.34, г).

 

Перейдем к определению потерь на трение в опорах на центрах, предполагая, что вал нагружен осевой и радиальной силами. Вал касается опор в точках А, В и С, в которых возникают нормальные и касательные составляющие реакций (рис. 15.35, а). Пренебрегая, как и в первом случае, на первом этапе решения касательными составляющими реакций, составим следующие уравнения равно­

весия вала под действием приложенных сил (рис. 15.35,

а, б):

M^(Q)+M / c (Rf , ) = 0,

 

(15.51)

где К — точка пересечения линий действия

R(A) и R(nB)',

 

Qoc + Q + &пЛ) + R{nB) + R^C)

= 0.

(15.52)

Касательные составляющие реакций связей (силы трения) опре­

деляются следующими

уравнениями:

 

 

/?|')

= /ц (/?<'>) (І = А, В, С),

(15.53)

где / ц — приведенный коэффициент трения, которым учитывается, что нормальные давления в точке контакта будут развиваться вследствие упругих деформаций на некоторой площадке.

Момент сил трения определится так:

Mr^fARn^+R^

+ R^)^.

•

(15.54)

В том случае, когда вал нагружен только осевой силой или только радиальной, в уравнениях (15.51)—(15.54) нужно принять соответствующую внешнюю силу равной нулю.

Д л я определения напряжений в точках контакта вала с центро­ выми опорами нужно воспользоваться формулами Герца для случая

контакта двух

поверхностей [136].

Поверхность

подшипника

в точке контакта

рассматривается как

тороидальная

поверхность

(рис. 15.35, в),

главные кривизны которой равны

к, =

COS ct

гп.

і, Hoc

Г

t

 

 

Q

Рис. 15.35

х „ = — . Главные кривизны поверхности центра как коничес-

т з

следующие

значения:

кой поверхности (рис. 15.35, г) имеют

15.8. С Ф Е Р И Ч Е С К И Е

О П О Р Ы

 

Сферические опоры допускают три степени свободы в относи­

тельном движении — повороты вокруг трех взаимно

перпендику­

лярных осей, точкой пересечения которых является центр сферы. Различаются: а) сферические опоры машиностроительного типа с поверхностным касанием (поверхностями цапфы и подшипника являются внешняя и внутренняя сферические поверхности одного радиуса); б) опоры полукинематического типа с касанием по ли­ ниям (поверхностями цапфы и подшипника являются сферическая и коническая поверхности); в) сферические опоры кинематического типа с касанием в точке (поверхностями цапфы и подшипника

являются сферические поверхности разных радиусов). Сфериче­ ские опоры применяются: при передаче вращения для изменения положения оси вращения при выверке или в процессе работы;

взажимах для изменения положения звена с последующим его

закреплением. Наиболее точными являются

сферические опоры

с линейным касанием рабочих поверхностей.

Точность центриро­

вания в сферической опоре при небольших изменениях положения оси и применении притирки может быть доведена до 0,01 мм.

На рис. 15.36 изображены три варианта конструкций сфери­ ческих опор машиностроительного типа. Устранение зазора дости-

Рис.

15.37

 

Рис. 15.38

гается: подбором

толщины прокладки / при сборке (рис. 15.36, а);

поджатием цапфы

к

подшипнику пластинчатой пружиной

(рис. 15.36, б), винтовой пружиной (рис. 15.36, в).

 

В конструкции, изображенной на рис. 15.37, применена ци­

линдрическая опора

в

сочетании со сферической

полукинемати­

ческого типа. Вал 2 вращается в цилиндрических

направляющих.

Сферическая опора применена в данном случае для изменения положения оси вращающегося вала 2. Рабочими поверхностями сферической опоры являются сферическая поверхность А звена / ,

поверхности конусов колец 3 и 5. Сферическая поверхность и поверхности конусов касаются по окружностям ММ' и NN'. Ре­ гулировка зазора осуществляется посредством резьбового кольца 4.

Опоры на кернах. В опоре на кернах (рис. 15.38) цапфа / (керн) и подшипник 2 снабжены сферическими поверхностями раз­ личных радиусов. Опоры на кернах применяются при небольших

Рис. 15.39

скоростях вращения и малых нагрузках; точность центрирования в таких опорах невысокая. Широкое распространение опоры на кернах получили в электроизмерительных приборах вследствие малой величины момента трения. Ниже будет показано, что в гори­ зонтальных опорах на кернах при ограниченной величине угла поворота имеет место трение качения, но не скольжения.

Подпятники и подшипники опор на кернах чаще всего изготов­ ляются из минералов и запрессовываются или завальцовываются во втулках корпусов. В данной конструкции подпятник заваль-

Наименование

элемента

Подпятник сфери­ ческий

Подпятник двухсферический

Подпятник кони­ ческие

Керн вставной

Элементы сферических опор (опор на кернах) для измерительных приборов

Эскиз

 

гост

Обозна­

Материал

Наружный

 

чение

диаметр D

 

 

 

по ГОСТу

 

в мм

 

 

 

ПАС

Агат

1,5—4,0

 

 

 

ПАК

Корунд

 

 

 

 

* W

*

 

ПА2С

Агат

2,5—3,0

8898—68

ПК2С

Корунд

 

0 rf rf

rf j

 

 

 

 

 

 

 

85t5°

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

15.4

Радиус

Высота

Длина

сферы г

Н

1

в мм

в мм

в мм

0,6—1,8

1,6-

—

 

2,0

 

0,3—0,4

1,3-

—

 

1,6

 

>\

1 г

A

ПАК

Агат

1,0—3,0

0,04—

0,8—

—

'/ЖЧ

 

п к к

Корунд

 

0,30

2,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

p

.

 

 

 

 

 

 

 

50*5°

 

 

 

Сплав 40КНХМ,

 

 

 

 

 

 

 

8913—68

кобальтовольфра-

0,50—

0,015—

—

2,0—

 

 

 

мовый

сплав или

0,75

0,150

7,0

 

 

 

 

стали

У8А, У10А,

 

 

 

 

 

У12А

 

 

 

 

 

П р и м е ч а н и е . В качестве элементов сферических опор могут быть использованы также плоские накладки, см. табл. 15.2.

цован в резьбовой втулке 3. Радиус гк сферической поверхности керна выбирается равным 0,01—0,15 мм, а радиус гп сферической поверхности подпятника (подшипника) выбирают из соотношения гп = (4-ь 12) гк. Керны и подпятники стандартизованы (см. табл. 15.4) и выпускаются на специализированных предприятиях.

На рис. 15.39 изображена конструкция узла рамки электроиз­ мерительного прибора с опорой на кернах. Рамка 3 электроизмери­ тельного прибора закреплена на оси 4. Нижний подпятник 2 завальцован в торце винта /, ввинченного во втулку, закрепленную на нижней плате прибора. Верхний подпятник 5 закреплен в под­ пружиненном штыре 8. При регулировке для достижения мини­ мального осевого зазора между керном и подпятником штырю сообщаются осевые перемещения винтами 6; для закрепления штыря после регулировки используется винт 7.

В

конструкции узла

опор диска

электрического

счетчика

(рис.

15.40)

предусмотрено устройство

для предохранения опор

от поломок

при ударных

нагрузках.

Нижняя опора

состоит из

Смотрите также файлы