Детали машин - Батурин А.Т.
Скачать (прямая ссылка):
h > O1-J-O2.
§ 34. ПЯТЫ, ИХ КОНСТРУКЦИЯ И НАСЧЕТ
На фиг. 123 приведены различные виды пят. Пята называется плоской, если она опирается всей своей торцевой поверхностью (фиг. 123, а). На фиг. 123, б изображена кольцевая пята, у нее опорная поверхность представляет кольцо диамеграми d и di.
ПЯТЫ, ИХ КОНСТРУКЦИЯ И РАСЧЕТ
137
Наконец, фиг. 123, в изображает гребенчатую пяту, которая употребляется при значительных осевых силах; опорная поверхность здесь составляется из нескольких колец, наваренных на вал с последующей обработкой их поверхности. Давление Eia опору в плоской пяте распределяется очень неравномерно — со значительным увеличением давления у геометрической оси (фиг. 123, а), вследствие чего смазка в этом месте выдавливается, поэтому с целью более равномерного распределения давления по опорной поверхности среднюю часть пяты удаляют, получается кольцевая пята, работающая при более благоприятных условиях. Гребенчатая пята дает возможность значительно уменьшить удельное давление, развивая опорную поверхность (число гребней).
Переходя к вопросу о расчете пят, заметим, что размеры их должны определяться из рассмотрения тех же трех условий работы: достаточной прочности, хорошего смазывания и работы без сильного нагрева.
Однако из сравнения первых двух условий нетрудно устанонить, что при выполнении второго из них первое выполняется само собой. Например, для плоской пягы условие прочности (на сжатие) выражается уравнением
P < — [<У]сж,
а условие хорошего смазывания
Так как всегда Ia]4^ [q\, то первое уравнение отпадает. К такому же выводу придем, рассматривая и другие виды пят. Таким образом, для расчета пят остаются два условия — хорошее смазывание и работа без сильного нагрева.
Расчет плоской пяты Из условия хорошего смазывания
ф ---
находим диаметр d пяты.
138
ШИПЫ и пяты
Коэффициент ty>, принимаемый в среднем равным 0,9—0,95, вводится для учета уменьшения рабочей поверхности пяты за счет наличия смазочных канавок.
Если для проверки на нагревание сохранить тот же критерий qv, то следует под V разуметь скорость точек, находящихся от оси вращения на расстоянии 2/з г, где г — радиус пяты (соответственно радиусу окружности, проходящей через центры тяжести секторов, на которые разбивается опорный круг основания пяты):
/' Jt п
ягі8" '"30" T
4V ті ,12 ' 'ІГі ' Ч ' 9ПЛ
d
200
ЛРп
"900Od
(64)
Значения Iq] и [qv] для пят берутся по табл. 17. Если проверка на нагревание дает неудовлетворительный результат, то диаметр пяты определяется из уравнения (64):
',Pn
9000 [qv] •
Таблица 17
Допускаемые значения удельного давления q и произведения qv для пят
Материал Iq] и J.T/C.M2 [Qv] в кГм/см^сек
20—25 40—60 50—60 75—80 120—150 50—70 20—40
Расчет кольцевой пяты
Наружный диаметр d пяты определяется из конструктивных соображений [обычно d = do — (10 -f- 20 мм), где do — диаметр вала (фиг. 123, б)], a di — из расчета на удельное давление:
Ч =
4 (a2 -d?)
<[<?]
(65)
и проверяется на нагревание qv
P л п X0 _ Pn - .
2пхсЪ 'WIOO- 6OOOfc^'9Z7l'
(66)
где хс — радиус трения опорной поверхности (см. формулу на стр. 102).
ПЯТЫ, ИХ КОНСТРУКЦИЯ ii РАСЧЕТ 139
В формуле (66) площадь опорной поверхности пяты подсчитана приближенно как площадь прямоугольника со сторонами 2лХс и fc,
, d ал где Ъ = у—-2- •
Расчет гребенчатой пяты Принимая высоту Ь гребня
6 = (0,l-f-0,3)dls
где di — диаметр вала, и обозначая число гребней через г, найдем число гребней из расчета по допускаемому удельному давлению:
н Jt dcvbz J 4
Проверка на нагревание ведется по формуле
P пп dcP Pn r , ,по\
W = -її^ьг-30-2Ш = -бсдаГ < № (68)
Ввиду того, что трудно рассчитывать на равномерное распределение усилия P на все г опорных поверхностей, значения Iq] и [qv] из табл. 17 следует уменьшить вдвое.
Толщину гребня принимают обычно h = b и проверяют из расчета на изгиб гребня, рассматривая гребень условно как балку с защемленным концом с вылетом, равным Ъ, несущую равномерно
P
распределенную нагрузку — :
JL b
6
или
(69)
Аналогично расстояние t между гребнями можно найти из расчета на изгиб гребня вкладыша, т. е. по уравнению
4z —т.—
где [а]'и — допускаемое напряжение изгиба для материала вкладыша.
140
типы и пяты
§ 35. ЧИСЛОВЫЕ ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ШИПОВ И ПЯТ
Пример 22. Проверить шип вала лебедки, если он передает на чугунный подшипник усилие P = 1 Г и имеет диаметр d = 50 мм, длину I = 80 мм, радиус заплечика Q = 5 мм и выполнен из стали Ст.4.
Решение.
1. Определяем для стали Ст.4 допускаемое напряжение. По табл. 1 o_i = 2200 кГ/см2.
Принимаем [ml = 1,0; [n2J = [п_,] = 1,4; Ыз] = 1,0; ? = 0,95; є0= 0,81 (см. табл. 5).
Коэффициент Zf0 определяем по графику (см. фиг. 122) для
¦Я = -Jr = 0,1: kc = 1,5 после а ію
In1] |n2] [W3J к0
=ь800 кГ/см2.
\
- §
¦—ZOO —
Фиг
Ou
чего
_ 2200 • 0,81 • 0.95 1,4 • 1,5
2. Рабочее напряжение в опасном сечении шипа из расчета на изгиб
Ou
0,Id8'
откуда
= 320 кГ/см2 <800 кГ/см2.
2 • 0,W3 2 • 0,1 • 53 3. Определяем удельное давление q: