Различных инструментальных

При составлении настоящего сборника задач по теории механизмов и машин авторы стремились привести в нем примеры механизмов, взятых из различных областей техники и представляющих интерес не только с учебной точки зрения, но и с точки зрения их использования при решении различных инженерных задач.

До недавнего времени заклепочные соединения широко применяли в различных инженерных сооружениях: судах, котлах, кранах, мостах и др. В последние десятилетия область применения таких соединений в общем машиностроении резко сузилась в связи с развитием методов сварки. Заклепочные соединения остаются еще распространенным видом неразъемного соединения при изготовлении металлических конструкций из легких сплавов (дюралюминия).

2. Характерные формы, способы закрепления и нагружения элементов конструкций. Твердое тело используется не только в качестве звена при создании механических машин. Много раньше оно стало служить для возведения построек. В наше время число различных стационарных инженерных сооружений очень велико. Кроме жилых, общественных и промышленных зданий сооружаются мосты, резервуары, трубопроводы, плотины и многое другое. Поэтому естественно, что механика упругого твердого тела первоначально получила развитие именно применительно ;к расчету различных инженерных qbopyжeний и лишь позднее была распространена на машиностроительные конструкции. Поэтому-то раздел механики упругого твердого тела, посвященный расчету строительных конструкций, иногда называют строительной механикой. Отсюда же возникли и те характерные конструктивные формы и типовые способы закрепления и нагружения, о которых будет сказано ниже.

Типичными примерами статических законов состояния могут служить закон Гука, закон теплового расширения твердых тел и др. На основании этих законов получены расчетные зависимости для решения различных инженерных задач.

При составлении настоящего сборника задач по теории механизмов и машин авторы стремились привести в нем примеры механизмов, взятых из различных областей техники и представляющих' интерес не только с учебной точки зрения, но и с точки зрения их использования при решении различных инженерных задач.

Цель книги будет достигнута, если идеи, изложенные в работе, получат свое дальнейшее развитие в различных инженерных приложениях, особенно при разработке методов демпфирования опасных колебаний в машинах и сооружениях.

В этой главе покажем, каким образом описанные свойства бегущих волн на протяженных деформируемых телах могут быть использованы в различных инженерных устройствах — волновых механизмах-редукторах, шаговых механизмах, волновых электродвигателях, транспортных устройствах и т. п. Такое важнейшее свойство бегущих волн, как редуцирующее действие (волна движется по телу гораздо быстрее, чем движется само тело), используется при создании редукторов (замедлителей скорости движения звеньев механизмов), являющихся неотъемлемой частью любой машины. Свойство непрерывно бегущей волны дискретно (шагами) переносить частицы деформируемого тела используется при создании шаговых механизмов, преобразующих непрерывные движения ведущих звеньев механизмов в шаговые движения ведомых. Такяе механизмы-преобразователи также широко используются практически во всех областях машиностроения и приборостроения — вращение поворотных столов станков, прессов, привод транспортеров и конвейеров, рабочих органов сельхозмашин, полиграфических и текстильных машин, привод движения киноленты, устройств ввода-вывода ЭВМ и др. И, наконец, в технических приложениях бегущей волны могут быть «прямые заимствования» способов использования волны живыми существами (садовая гусеница, дождевой червь, змея, улитка и др.) как транспортного средства. Идея волнового способа передвижения по опорной поверхности в технике может быть использована либо в своем «натуральном» виде, т. е. путем создания бегущей волны на гибком продолговатом опорном теле (такие экспериментальные транспортные средства уже создаются), либо в «гибридном» виде, когда идея бегущей волны сочетается с идеей опорного колеса. Такое дополнение «гениального изобретения пря-

Наряду с этим широко используются универсальные вычислительные машины для различных инженерных расчетов.

Прочный шов встречается при клепке балок, стропил и различных инженерных сооружений.

Среди экспериментальных методов исследования напряжений одно из ведущих мест занимает поляризационно-оптический метод. При помощи этого метода на моделях из оптически чувствительных материалов решаются статические и динамические задачи о распределении напряжений в деталях машин и элементах различных инженерных сооружений при их упругом и упруго-пластическом деформировании.

В различных инженерных методах расчета часто используется средняя эффективная температура факела. В этой связи самостоятельный интерес представляет вопрос о влиянии на эффективную температуру характера температурного поля в слое топочной среды. Условие осреднения температуры слоя было приведено ранее. Оно определяется зависимостью (5-34). В соответствии с этой зависимостью -под эффективной температурой реального неизотер'мичё-

Коэффициенты k для данного обрабатываемого металла при работе различными режущими инструментами и использовании различных инструментальных материалов могут существенно различаться. Например, коэффициенты k многих металлов сильно отличаются при точении быстрорежущими резцами и сверлении быстрорежущими сверлами в связи с различным влиянием на стойкость стесненных условий стружкообразования, затрудненного стружкоотвода, неблагоприятных геометрических параметров и пониженной жесткости сверл.

В работе проф. М. М. Хрущева и М. А. Бабичева [25] приведена методика исследования износостойкости при абразивном изнашивании различных инструментальных материалов — быстрорежущей легированной и углеродистой сталей.

Режимы. В табл. 54—57 приведены режимы и условия обработки различных инструментальных сталей, в табл. 58—61 — твердых сплавов, а в табл. 62 — минералокерамики. В числителе указаны данные при обработке без охлаждения, в знаменателе — с охлаждением.

Себестоимости изготовления инструмента в инструментальных цехах, как уже отмечалось раньше (см. табл. 16), будучи значительно выше, чем на специализированных заводах, значительно различаются и между собой. Структура себестоимости инструмента, изготовленного в различных инструментальных цехах, как это видно на рис. 26, также весьма неоднородна.

Фиг. 13. Диаграмма износостойкости различных инструментальных материалов: 1 — углеродистая сталь; 2 — быстрорежущая сталь; 3 — твердый металлокераыический сплав; 4 — минера локер а ми ка.

136. Сравнительные показатели применения различных инструментальных материалов*

Алмазы (220). Зернистость алмазных порошков (225). Сравнительные свойства особотвердых металлических и неметаллических материалов (225). Сравнительные показатели применения различных инструментальных материалов (226). Экономическая эффективность от применения 1 карата алмаза (226).

Использование алмазного инструмента способствует более широкому внедрению в производство твердых сплавов, повышает стойкость инструмента, чистоту обрабатываемой поверхности, а также производительность труда, оказывает положительное влияние на совершенствование технологии производства, способствуя механизации и автоматизации процессов шлифования, дает большой экономический эффект. Как показывает практика, применение 1 карата алмаза в промышленности дает экономию от 25 до 50 руб. и более. Сравнительные показатели применения различных инструментальных материалов приведены в табл. 133.

133. Сравнительные показатели применения различных инструментальных материалов*

Алмазы (185). Сравнительные показатели применения различных инструментальных материалов (186). Обозначение зернистости порошков из синтетических алмазов (193). Виды алмазного инструмента, изготовляемого отечественными заводами (195).

В результате интенсивного выделения теплоты в процессе резания металлов нагреваются лезвия инструмента, причем в наибольшей степени — их поверхности. При температуре нагрева ниже критической (для различных материалов она имеет разные значения) структурное состояние и твердость инструментального материала не изменяются. Если температура нагрева превышает критическую, то в материале происходят структурные изменения и связанное с этим снижение твердости. Критическая температура называется также температурой красностойкости. В основе термина «красностойкость» лежит физическое свойство металлов при нагреве до 600 °С излучать темно-красный свет. Красностойкость — это способность материала сохранять при повышенных температурах высокие твердость и износостойкость. По своей сути красностойкость означает температуростойкость инструментальных материалов. Температуростойкость различных инструментальных материалов изменяется в широких пределах: 220... 1800°С.