www.mexanik.ru

ПРЕДИСЛОВИЕ

С повышением требований к точности, производительности и быстроходности машин возрастает роль критерия жесткости, который в значительной степени определяет точность машин под нагрузкой, их виброустойчивость, условия контакта, а следовательно, и долговечность деталей. Для прецизионных машин решающее значение имеет контактная жесткость, определяемая деформациями в местах сопряжения деталей.

Знание контактной жесткости дает возможность решать ряд таких важных технических задач, как распределение и концентрация давления по поверхности контакта, оптимизация конструкций из условия отсутствия резкой концентрации давления и местных раскрытий стыков, установление механизма работы фрикционных соединений и др. К числу динамических задач, требующих знания контактной жесткости, относятся: определение демпфирования и собственных частот колебаний, определение динамической устойчивости, ослабление затянутых соединений, накопление остаточных перемещений деталей под действием повторных ударных нагрузок.

Настоящая монография содержит: обобщения экспериментальных данных по жесткости стыков, расчеты на жесткость из условия обеспечения точности под нагрузкой и правильного кон­такта деталей, расчеты работоспособности соединений, элементы оптимизации конструкций, мероприятия по повышению жесткости стыков. Рассмотрены основные узлы машин: плоские стыки (направляющие, плоские неподвижные стыки), цилиндрические и конические стыки (круглые направляющие, пиноли, гильзы, подшипники скольжения, неподвижные соединения вал—ступица, крепления инструмента), подшипники и направляющие качения, соединения в приводах и др.

Особенностью предлагаемых расчетов является учет реальных условий контактирования, связанный со сложным характером нагружения, наличием реальных погрешностей обработки, зазоров, деформаций сопрягаемых деталей. В частности, жесткость плоских, цилиндрических и конических стыков определяется с учетом отклонений от правильной геометрической формы (неплоскостности, некруглости, конусности и т.д.) и начальных давлений от веса и натяга (посадок). Жесткость и распределение давлений в сложных соединениях определяются с учетом погрешностей взаимного положения рабочих поверхностей, например в зубчатых (шлицевых) соединениях, кулачковых муфтах, винтовых соединениях с учетом погрешностей шага и угла наклона сопрягаемых поверхностей.

Распределение давлений и жесткость направляющих определяются с учетом реальных зазоров и деформаций планок, клиньев и собственно корпусов сопрягаемых деталей. Жесткость и наибольшие давления в стыках с элементами качения определяются с учетом неравномерности нагружения тел качения из-за сложного характера нагружения и реальных погрешностей сопрягаемых деталей (разноразмерности и конусности тел качения, отклонения от правильной формы рабочих поверхностей, погрешности шага). Такой подход к решению задачи дает возможность оценивать эффективность отдельных конструктивных решений, сравнивать разные варианты конструкций, оценивать необходимую в каждом конкретном случае точность изготовления сопрягаемых поверхностей. Расчет жесткости стыков несущих систем и их оптимизация рассмотрены в основном в применении к станкам, поскольку для станков, особенно прецизионных, вопросы жесткости имеют первостепенное значение. Однако предлагаемые расчеты в полной мере применимы и для других машин.

Настоящая монография является комплексной работой, написанной на основе результатов исследований, выполненных авторами в Экспериментальном научно-исследовательском институте металлорежущих станков (ЭНИМС), и некоторых обобщений других работ.

Контактная задача теории упругости, относящаяся в основном к сжатию тел с начальным касанием в точке или по линии и к действию гладкого штампа на полупространство, в связи с достаточным освещением в литературе, в данной книге не изложена.

Рассмотрение жесткости сопряжений основных применяемых в машиностроении форм и натурных узлов машин отличает книгу от большинства работ по контактной жесткости машин, в частности, от книги Э. В. Рыжова «Контактная жесткость деталей машин», в которых рассматриваются сближения в плоских стыках при центральном нагружении.

Назад, на страницу описания