ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Жесткость из "Детали машин Издание 7 " Эксплуатационные качества машины во многих случаях определяются степенью жесткости отдельных ее узлов и деталей под этим требованием понимают ограничения, налагаемые на величину их деформации под действием внешней нагрузки. [c.46] Для некоторых конструкций расчеты на жесткость являются основными, так как их приходится рассчитывать, исходя из заранее заданных перемещений. К таким деталям относятся, например, пружины и рессоры, упругие элементы приборов и т. д. В этих случаях расчет на жесткость обычно предопределяет удовлетворение требований по прочности. [c.46] При проектировании валов, подшипников, зубчатых, червячных и других передач важно обеспечить достаточную жесткость. Деформация изгиба вала, превышающая допустимые значения, деформация кручения и изгиба пары зацепляющихся колес зубчатой передачи приводят к неравномерному распределению нагрузки по ширине зубьев колес — нагрузка концентрируется ближе к торцам колес. В особо неблагоприятных случаях возможны поломки зубьев по этой причине. [c.46] При изгибе вала его цапфы перекашиваются в опорах, что влечет за собой неравномерный износ вкладышей, нагрев и заедание в подшипниках скольжения. Прогиб недостаточно жесткого вала резко ухудшает условия работы подшипников качения, если они не обладают способностью самоустанавливаться. [c.46] В некоторых случаях к деталям машин либо к определенным их элементам (зубьям, венцам зубчатых колес и др.) предъявляют требования повышенной податливости, что способствует увеличению их выносливости. [c.46] Особенно важное значение имеет жесткость для обеспечения надлежащей точности изделий, обрабатываемых на станках. Недопустимые погрешности могут возникнуть в связи с деформацией самой детали (например, при зажиме ее) и деталей станка (шпинделя, оправки, подшипников и т. д.). Упругие отжатая стыков в процессе обработки, кроме неточности изготовления изделий, вызывают вибрации, что значительно снижает производительность. [c.47] Требования жесткости оказывают влияние и на выбор материала детали. Так, известно, что прочностные характеристики сталей непрерывно повышаются, тогда как значения модулей упругости остаются почти неизменными. Для валов из высокопрочной стали, диаметр (из условия прочности) может получиться малым, а параметры жесткости — превышающими допустимые значения. В связи с этим нередко приходится увеличивать диаметр вала до значения, при котором может быть обеспечена прочность вала из стали с более низкими механическими качествами, следовательно, и более дешевой. [c.47] Расчеты на жесткость обязательны при проектировании статически неопределимых конструкций, так как для определения внутренних силовых факторов (изгибающих и крутящих моментов, нормальных и поперечных сил) недостаточно одних условий равновесия дополнительными условиями являются уравнения перемещений. Оценка жесткости важна при расчетах устойчивости деталей, нагруженных сжимающими силами (грузовые винты, ходовые винты, пружины и т. д.), при проектировании деталей в условиях действия динамических нагрузок. [c.47] В расчетах на жесткость должны учитываться иногда как собственная жесткость детали (деформация основного объема материала детали), так и ее контактная жесткость (деформация поверхностных слоев). [c.47] Е — модуль продольной упругости материала. [c.47] Формулы для определения коэффициентов жесткости при различных расчетных схемах соединений упругих элементов приведены в табл. 2.1. Детали переменного сечения (болт, ступенчатый вал и т. д.) следует рассматривать как последовательно соединенные упругие элементы. [c.48] Естественно, что повышенная податливость деталей машин достигается мероприятиями противоположного характера. [c.49] При сопряжении большинства деталей имеют место значительные контактные деформации. Для деталей, при сопряжении которых начальный контакт (до приложения нагрузки) осуществляется в точке (например, в шариковых подшипниках) или по линии (например, в роликовых подшипниках, зубчатых передачах и т. д.), контактные деформации определяют по соответствующим формулам теории контактной прочности Герца — Беляева. Контактные деформации возникают также и при сопряжении деталей, имеющих большую номинальную площадь контакта (очерченную внешним контуром зоны контакта), так как фактическая площадь контакта из-за волнистости и шероховатости поверхностей касания представляет собой сумму фактических малых площадок контакта. [c.49] Увеличение вязкости масла способствует повышению контактной жесткости. [c.49] Вернуться к основной статье