WorldodTech

Определить величину деформаций расчетными методами можно лишь при простых видах нагружения [ растяжение (сжатие), сдвиг (кручение), изгиб ] методами СМ иТУ.

В большинстве случаев приходится иметь дело с элементами конструкций, жесткость которых не поддаётся расчету : их сечения определяются технологией изготовления (например , литьё , прокат) или имеют сложную конфигурацию (корпусные детали).

Здесь применяются моделирование , эксперимент (испытания) , опыт и интуиция конструктора.

П. И. Орлов “ОК” отмечает : “ . конструкции, разработанные начинающим конструктором, обычно “страдают” недостатком жесткости”.

Жесткость конструкции определяют следующие факторы :

— Е (растяжение-сжатие, изгиб) ; G (сдвиг, кручение) ;

— геометрические характеристики сечения (A,J(W),Jk(Wk));

— линейные размеры : длина L ;

— вид нагружения , тип (жесткость) опор.

Факторы, влияющие на жесткость, можно объединить в обобщенном удельном показателе жесткости

Таким образом , этот показатель объединяет характеристики прочности и жесткости и характеризует способность материалов

воспринимать высокие нагрузки

при наименьших деформациях

, и наиболее полно оценивает выгодность

материалов по массе

.

Значения nl для основных конструкционных (металлических) материалов можно представить диаграммой

Мы знаем , что на практике , выбор материала , определяется не только прочностно-жесткостными

характеристиками , но и технологическими и эксплуатационными свойствами.

Поэтому преимущественное значение в обеспечении прочности и жесткости (при минимальной возможной массе) имеют конструктивные меры (способы).

Конструктивные способы повышения жесткости без существенного увеличения массы —

— устранение изгиба , замена его растяжением или сжатием ;

— для элементов конструкций , работающих на изгиб , –рациональная схема опор ; увеличение J(W)

— усиление рёбрами, работающими предпочтительно на сжатие ;

— усиление опор, затяжка опор (опорных сечений) и участков перехода от одного сечения к другому

— блокирование деформаций (перемещений) введением поперечных и диагональных связей (фермы, рамы, расчалочные конструкции) ;

— привлечение жесткости смежных деталей ;

— для деталей коробчатого типа (базовые детали – станины) – применение скорлупных , сводчатых , сферических и т.п. форм ;

— для деталей типа дисков – применение конических, чашечных, сферических форм ; рациональное оребрение, гофрирование ;

— для деталей типа плит – арочные, коробчатые, ячеистые и сотовые конструкции.

Схема 1

Приводной элемент ШУ расположен между опорами.

Эта схема типична для токарных, фрезерных станков и для многоцелевых станков с ЧПУ.

Радиальное упругое перемещение шпинделя в расчетной точке слагается из следующих перемещений:

d1Q– тела шпинделя от силы Q в ПЭ ;

d2Q – деформация опор от силы Q ;

d1Р – тела шпинделя от силы резания P ;

d2Р – деформация опор от силы Р.

l – межопорное расстояние; а –вылет шпинделя (консоль); в –расстояние от передней опоры до сечения ПЭ; J1–среднее значение осевого момента инерции консоли; J2 –среднее значение осевого момента инерции в МОР; S1 и S2 – площади поперечных сечений; Е–модуль Юнга материала шпинделя; G=E/[2(1+m)] – модуль сдвига; ja и jb– радиальная жесткость передней и задней опор; Є– коэффициент защемления в передней опоре.