Жоспары:
1. Негізгі түсініктер және анықтамалар.
2. Біліктер мен осьтердің конструкциясы.
3. Біліктерді беріктікке есептеу
4. Біліктерді қатаңдыққа есептеу
Цилиндрлі, жұмыр немесе иінді тісті дөңгелектер мен шкивтерді отырғызуға және пайдалы айналдырушы момент беруге арналған бөлшекті білік (орысша — вал) дейміз. Машиналарда біліктердің атқаратын қызметі зор. Олардың түзу, иінді, иілгіш жәнс эксцентрикті түрлері болады (1-сурет).
Машинатанудың теориялық негіздері курсында тек түзу біліктердің конструкциясы мен олардың есептеу жолы қарастырылады.
Ось дегеніміз – осьпен бірге айналатын немесе сонда орналасқан машиналардың және механизмдердің бөлшектерді ұстап тұруға арналған бөлшектер (сурет 1, а – айналмайтын, б – айналады). Осьтің өзі және онда орнатылған бөлшектер айналуы тіректерге қатысты жүзеге асырылады, олар мойынтіректер деп аталады. Осьтер олардың үстінде орналасқан бөлшектерден жүктеме алады және иіліске жұмыс істейді (оси работают на изгиб).
Білік дегенміз – оларда орналасқан және олармен бірге айналатын бөлшектерді ұстайды және айналдырушы моментті беру үшін қолданылады. Біліктер және онда орнатылған бөлшектер айналуы мойынтіректерге қатысты жүзеге асырылады. Егер білікте айналдырушы моментті беретін бөлшектер орналасса, ол бөлшектерден жүктемеге қабылдайды, демек білік иіліске және бұралуға бірдей жұмыс істейді (работает на изгиб и кручение одновременно). Егер білікте орналасқан бөлшектерге осьтік жүктемелер түсетін болса, біліктер қосымша созылуға немесе қысуға жұмыс істейді (работают на растяжение или сжатие). Кейбір біліктер тек қана айналдырушы моменті беруге арналған және айналу бөлшектерді ұстап тұрмайды (мысалы, кардан білігі), сондықтан олар бұрылуға ғана (только кручение) жұмыс істейді.
Сурет 1 Біліктердің және осьтердің кейбір түрлері: а – айналмайтын ось;
б — айналатын ось; в,г – түзу біліктер; д — иінді білік; е – иілгішті білік.
Көптеген жағдайда күштер біліктің ұзындығына біркелкі әсер етпейді. Осыған орай біліктердің бір қалыпты берік болуы үшіп, олардың диаметрлерін өз үзындығына байланысты әр түрлі етіп істейді жәнс басқа бөлшектердің, жұлдызшалардың білікке қондыратын ішкі диаметрлері стандартталған, сондықтан біліктердің де диаметрлері соларға сәйкес болуы қажет. Біліктер мен осьтердің тірекке тірелетін бөлігін цапфа деп, ортадағы цапфаларды мойынша деп, ал тірелетін шеткі бөліктерін шип деп атайды (подшипник). Біліктердің әр түрлі диаметрлі бөліктері өзара 2-суретте көрсетілген әдістермен жалғасады.
Сурет.2 Біліктердің әр түрлі диаметрлі бөліктерінің өзара жалғасу түрлері: а — арнаулы опықтар арқылы; б — қалқыма кисық сызық арқылы.
1. Арнаулы ойықтар арқылы. Б±л ойықтар ажарларыш дөнгелектің шығуына арналған. Диаметрі 10—50 мм біліктердің оймаларының ені 3 мм, тереңдігі 0,25 мм болып, ал диаметрі 50 мм біліктердіц оймаларыныњ ені 5 мм, тереңдігі 0,5 мм етіп жасалады.
2. Радиусы тұрақты қисык сызык арқылы. Бұл радиус өлшемдері білікке қондырылған бөлшектердің фаскасының өлшемдерінен кіші болады және олар стандартталған.
Біліктерді беріктікке есептеу
Біліктер өздерінің, атқару қызметіне байланысты айналдырушы моментін беруге және тісті дөңгелектерді, шкивтерді, жұлдызшалар мен муфталарды т.б. айналмалы бөлшектерды орналастыруға қолданылады. Осыған байланысты біліктерге айналдырушы момент пен отырғызылған бөлшектердегі күшпен пайда болған ию моменті әсер етеді. Сонымен, біліктерді ию мен айналдырушы моменттеріне есептеу қажет, бірак жаңа машинаны жобалауда ию момен-тінін шамасы белгісіз болады. Сондықтан біліктерді есептеу үш кезеңмен орындалады.
1. алдын ала есептеу; 2. жобалап есептеу; 3. тексеріп немесе анықтап есептеу.
1) Алдын ала есептеу. Біліктерді алдын ала есептеу тек қана айналдырушы моменті арқылы жүргізіледі. Біліктер тек айналдырушы моментіне жұмыс істейді деп жорамалдаймыз, бірақ ию моментін де ескеруіміз қажет, сондықтан мүмкіндік жанама кернеудін шамасын мөлшерден аз аламыз.
2) Біліктерді жобалап есептеу. Біліктерді жобалап есептеу айналдырушы және иілу моменттері арқылы жүргізіледі. Біліктердің айналуына байланысты олардың қимасында ию моментінен пайда болатын қалыпты кернеу шама жағынан өзгеріп отырады, бірақ жобалап есептеуде бұл есепке алынбайды. Сонымен, біліктер статиканың заңына байланысты иіледі деп есептеп, оларды материалдар кедергісі курсында қабылданған жолдармен беріктікке есептейміз.
Біліктерді қатаңдыққа есептеу
Біліктердің қатаңдығы көлденең иілу қатаңдығына және бұралу қатаңдығына бөлінеді.
Біліктің иілу деформациясы оған отырғызылған бөлшектердың жұмыс істеу қабілеттілігіне әсер етеді, мысалы, тісті дөңгелектерге, фрикциялык берілістердің дөңгелектеріне және т.б.
а) күштер тістердің өн бойымен біркелкі әсер етпей, күш шоғырлануы пайда болады.
б) біліктердің иілуінен подшиппиктер қисайып қысылып қалу қаупі пайда болады.
в) металл жонатын станоктарда бөлшектерді өңдеудің дәлдігі мен беттерінің сапасы төмендейді.
Сурет 3 Біліктердің иілуі
Легирленген болаттарды қолданғанда біліктің беріктігі өзгермейді, себебі барлық болаттар үшін E = 2,1*105 МПа = . Біліктердің майысуын азайтуға мына шаралар қолданылады:
а) шкивтердің, деңгелектер мен муфталардың салмағын азайтып, оларды тіректерге жақын орналастырады;
б) жедел айналатын біліктерде айналып тұратын бөлшектердің салмағын теңестіреді.