Контактная поверхность

Параметр tp является важнейшим из числа шаговых параметров. Этот параметр содержит оценку площади контакта сопрягаемых поверхностей. Его назначают на сопрягаемые поверхности, от которых требуется герметичность, контактная жесткость, износостойкость или прочность сцепления (например, детали, соединяемые с натягом).

Параметр /р содержит оценку площади контакта сопрягаемых поверхностей. Назначают на сопрягаемые поверхности, от которых требуется герметичность, контактная жесткость, износостойкость или прочность сцепления (например, детали, соединяемые с натягом).

От шероховатости поверхности дет; лей зависят при всех видах трения, плавность ходг, равномерность зазора, возможность повышения удельной нагрузки, контактная жесткость присоединительных поверхностей, прочность посадок с натягом, изменение заданного характера посадок, точность кинематических пар, виброустойчивость, точность измерений.

Контактная жесткость Ra (Rz), tp

51. Рыжов Э. В. Контактная жесткость деталей машин. М., «Машиностроение», 1966. i

Исходным условием расчета является нераскрытие стыка во избежание контактной коррозии и понижения жесткости (контактная жесткость при малых давлениях очень мала).

ределяющие сближение звеньев, не учитывают реального состояния поверхности контакта в начале работы машины. В подвижном контакте на сближение оказывает влияние шероховатость поверхности, меняющаяся со временем. В результате износа и деформации микронеровностей со временем контактная жесткость растет, поэтому теоретические зависимости лучше описывают податливость соединения после приработки.

Основными критериями работоспособности являются прочность (статическая, усталостная и контактная), жесткость, износостойкость и теплостойкость при выполнении рабочих функций в течение заданного срока службы. Обеспечение этих критериев работоспособности требует соответствующих проверочных расчетов, выполняемых в процессе проектирования деталей машин.

Контактная жесткость может быть увеличена: а) повышением твердости и чистоты контактных поверхностей (термической или термохимической обработкой с последующей шлифовкой и притиркой); б) сборкой детали с предварительным натягом; в) уменьшением числа стыков деталей; г) введением слоя смазки между поверхностями контакта и увеличением вязкости масла.

В большинстве случаев зависимость между силой F и упру* гой деформацией х в соответствии с законом Гука для метал* лов принимается линейной (прямая / на рис. 55, а), т. е. коэффициент жесткости с считается постоянной величиной. Однако для резины коэффициент жесткости возрастает с увеличением силы F, и тогда характеристика F(x) называется жесткой (кривая 2 на рис. 55, а). Такую же характеристику имеют упругие силы, действующие на элементы высших пар, так как при точечном или линейном контакте рабочих поверхностей контактная жесткость возрастает с ростом нагрузки. Мягкую характеристику (кривая 3 на рис. 55, а) часто имеют звенья, выполненные из полимеров. Кроме того, иногда для получения требуемых динамических характеристик вводят в состав механизма специальные демпфирующие устройства и конические пружины с нелинейными характеристиками типа кривых 2 и 3.

Разгрузка пар трения качения представляет собой обычно более сложную задачу. Если просто разгрузить, например, направляющие качения, то возникнет опасность, что контактная жесткость будет мала. ^

Одно из преимуществ низших кинематических пар по сравнению с высшими — возможность передачи больших сил, поскольку контактная поверхность соприкасающихся звеньев низшей пары может быть весьма значительна. Применение высших пар позволяет уменьшить трение в машинах (классический пример — шарикоподшипник) и получать нужные, самые разнообразные законы движения выходного звена механизма путем придания определенной формы звеньям, образующим высшую пару.

Активирование процессов гомогенизации возможно при использовании в качестве добавок в шихту на основе Fe оксидов Ni и Мо. Изучались процессы массопереноса в модельных порошковых двухслойных образцах Fe-Ni, Fe-NiO, Fe-Mo. Fe-MoOg в процессе восстановительного отжига и спекания (в водороде). Установлено, что эффективные коэффициенты взаимной диффузии для nap с оксидами в 5— 10 раз выше, чем для пар Fe-Ni; Fe-Mo. Микрореитгеноспектрольным анализом показано, что после восстановительного отжига контактная поверхность Fe-Ni для шихты с оксидами Ni и Мо в Л роли, a Fe-Mo — в 15 риз больше, чпм для шихты с металлическими Л. Э. за счет более равномерного распределения Л. Э. и большей дисперсности восстановленных металлов. Развитая контактная граница при спекании рассасывается с образованием дислокационно насыщенных областей, благоприятствующих диффузионным процессам.

Оценивая чувствительность к плоскостным дефектам сварных соединений с твердыми прослойками, следует отметить, что они всегда будут нечувствительны к данным дефектам (т. е. q < О). Расчетные и экспериментальные данные показывают, что наиболее опасным местоположением дефектов в твердых швах является контактная поверхность мягкого и твердого металлов. Если задать уровень прочности рассматриваемых соединений с произвольной компактностью оср = Р.о^, то диапазон допустимых дефектов может быть определен по формуле (2.35) и по графику, приведен-

Сечение контактного провода: а - медного; б- сталеалюминиевого; /- головка; 2-крепёжные пазы; 3,- контактная поверхность

Одно из преимуществ низших кинематических пар по сравнению с высшими — возможность передачи больших сил, поскольку контактная поверхность соприкасающихся звеньев низшей пары может быть весьма значительна. Применение высших пар позволяет уменьшить трение в машинах (классический пример — шарикоподшипник) и получать нужные, самые разнообразные законы движения выходного звена механизма путем придания определенной формы звеньям, образующим высшую пару.

Для уменьшения потерь на трение и для уменьшения износа контактных поверхностей кулачковой пары кулачок / с толкателем 2 связывается через ролик 3 (рис. 129, а). В механизме, схема которого изображена на рис. 129, б, контактная поверхность толкателя 2 представляет собой плоскость, благодаря чему во время движения механизма толкатель касается кулачка различными местами плоскости и вследствие этого его контактная поверхность изнашивается медленно.

Контактная поверхность преобразователя обычно имеет форму сферы с радиусом кривизны #г = 2-т-25 мм. Преобразователь прижимается к изделию с постоянной силой F0. В зоне контакта действует также переменная сила, обусловленная колебаниями преобразователя (излучение) или изделия (прием). Передаваемые через зону контакта упругие колебания могут быть непрерывными или импульсными. Для приемных преобразователей условие Fm < ^o (Fm— амплитуда переменной составляющей силы) выполняется всегда, для излучающих — в большинстве случаев.

При контакте сферического наконечника с образующей цилиндра контактная поверхность ограничена эллипсом, при контакте со сферой или плоскостью — окружностью радиусом а. Даже при небольших значениях FO максимальные контактные напряжения отах могут превышать пределы пропорциональности 0ПЦ1 и опц2 материалов контактирующих тел. Большие механические напряжения действуют лишь в малых по объемам областях, прилегающих к зоне соприкосновения контактирующих тел.

Оценивая чувствительность к плоскостным дефектам сварных соединений с твердыми прослойками, следует отметить, что они всегда будут нечувствительны к данным дефектам (т. е. q < 0). Расчетные и экспериментальные данные показывают, что наиболее опасным местоположением дефектов в твердых швах является контактная поверхность мягкого и твердого металлов. Если задать уровень прочности рассматриваемых соединений с произвольной компактностью а ср = р„ст^, то диапазон допустимых дефектов может быть определен по формуле (2.35) и по графику, приведен-

В основе расчета элементов опоры на прочность лежит определение контактных напряжений. При действии на оцору осевой нагрузки А (рис. 23.7, б) острие керна 1 и подпятник 3 демпфируются, в результате чего образуется контактная поверхность 4, на которой нормальные напряжения вн распределяются по сферической зависимости (эпюра 2). Условие контактной прочности

контакта возникают удельное давление р (рис. 27.6, д) и соответствующие ему силы трения, которые препятствуют относительному смещению собранных деталей. Несущая способность соединения может быть значительно повышена применением порошка корунда, которым посыпается контактная поверхность, а также оксидированием или гальваническим покрытием сопрягаемых поверхностей.