Глава 9 ОСНОВЫ ТРИБОТЕХНИКИ 9.1. Трение
Достоинства профильных соединений: отсутствие концентраторов напряжений кручения; хорошее центрирование деталей соединения; повышенная надежность по критерию прочности соединения по сравнению с соединениями с натягом.
|
|
Недостатки соединений: сложность изготовления профильной поверхности (для изготовления отверстий в ступицах и шеек валов с профильными поверхностями нужны специальные станки); при передаче соединениями вращающих моментов возникают значительные распорные силы, деформирующие ступицы.
|
Рис. 8.9. Упрощенная расчетная схема профильного соединения |
Передаваемый соединением вращающий момент может быть определен по условию прочности на смятие поверхностей контакта. Рассмотрим в качестве примера расчет профильного соединения квадратного сечения (рис. 8.8). Для упрощения расчета предполагаем, что соединение беззазорное и ненапряженное, а возникающие от вращающего момента Τ напряжения асм смятия
(давление) распределяются на гранях по закону треугольника (рис. 8.9). Из условия равновесия приложенного к соединению вращающего момента Τ и момента равнодействующих R напряжений смятия (давления) получаем, что максимальный вращающий момент [7], который может передавать это соединение, равен
где ζ = 4 — число граней; [а]см — допускаемые напряжения смятия для более слабого материала, которые можно принимать по табл. 6.1; а — рабочая ширина грани, равная половине ширины грани b (a-bj2); I — рабочая длина соединения (см. рис, 8.8).
Расчет на прочность деталей профильных соединений аналогичен проверке на прочность деталей соединений с натягом (см. гл. 5).
Триботехника* — научная дисциплина о практическом применении науки о трении, износе и смазке, называемой трибологией.
Большую группу деталей машин составляют подвижные соединения — узлы трения: передачи, винт-гайка, опоры валов и т. п. Работоспособность узлов трения во многом определяет надежность и ресурс машин. Известно, что 80...90 % узлов трения выходят из строя из-за изнашивания трущихся поверхностей [19]. В связи с изнашиванием затраты на техническое обслуживание и ремонт в нашей стране в 3...10 раз превышает первоначальную стоимость машин [17]. В некоторых машинах возникают существенные потери энергии на преодоление трения (в автомобилях —50 %, в текстильных станках -80%) [4].