Texnik mexanika

Tishlarga ta’sir etuvchi kuchlar va ularnini hisoblash
Silindrik qiya tishli uzatmadagi kuchlar aylana kuch, radial kuch, o’q bo’yicha yo’nalgan kuch, .F_n kuchni ta’sir chizig’i bo’yicha tish simmetriya o’qiga ko’chiramiz va F_t hamda F_r tashkil etuvchilarga ajratamiz. Bunda F_t aylana kuch qo’yilish radiusi boshlang’ich aylanalar radiusidan ancha katta bo’ladi. Asosiy aylanalar asosida joylashgan xavfli kesimdagi eguvchi kuchlanish,bu yerda - egilishda kesimning qarshilik momenti; - kesim yuzasi. Formuladagi «-» ishorasi hisobiy kuchlanish sifatida tishning cho’zilgan tomonidagi kuchlanish qabul qilinishini bildiradi. l va s qiymatlari hisoblashlar uchun noqulay hisoblanadi. Turli modulli tishlar geometrik o’xshashligini qo’llagan holda ushbu kattaliklar o’lchamsiz koeffisientlar orqali ifodalanadi:va , bu yerda m – tishlar moduli.
Hisobiy koeffisientlar kiritilgandan keyin, bu yerda K_F – hisobiy yuklama oeffisienti; K_T – kuchlanishlar konsentrasiyasi nazariy koeffisienti. Tish rasmi koeffisienti,
Ichki tishli g’ildiraklar uchun deb qabul qilish mumkin, katta qiymati z qiymati kichik bo’lganda olinadi. Bunda to’g’ri tishli uzatmalarni eguvchi kuchlanish bo’yicha hisoblash formulasi quyidagi ko’rinishda yoziladi, Eguvchi kuchlanish bo’yicha loyiha hisobi uchun formula modulga nisbatan echiladi, bunda quyidagi almashtirishlar  kiritiladi,
Tishli uzatma — aylanma harakatni ilgarilama harakatga yoki aksincha aylantirib beradigan, yo boʻlmasa, aylanma harakat uzatadigan 3 zvenoli mexanizm. Uning 2 zvenosi qoʻzgʻaluvchan tishli gʻildirak (shesternya) dar (yoki shesternya va reyka)dan iborat boʻlib, qoʻzgʻalmas zveno (korpus) bilan aylanma yoki ilgarilama harakat uzatuvchi juftlikni hosil qiladi. Tishli uzatmaning silindrik, konussimon, gipoid, toʻlqinsimon va boshqa shaklli turlari boʻladi. Koʻpgina mashina va mexanizmlarda tashqi ilashishli, yaʼni tishlari tashki sirtiga oʻyilgan Tishli uzatma, kamdankam hollarda ichki tishlashishli (gʻildiraklardan birining ichiga tishlar oʻyilgan) Tishli uzatma ishlatiladi. Kichik va oʻrtacha tezliklarda, ochik, holda yoki tezliklar qutisida ishlashi uchun toʻgʻri tishli; oʻrtacha va yuqori tezliklarda, muhim uzatmalarda foydalanish uchun qiyshiq tishli; ogʻir ishlarni bajaradigan mashinalarda katta moment va quvvatlarni uzatish uchun shevron tishli; evolventa ilashishli; barcha muhim konussimon Tishli uzatmalar uchun doiraviy tishli gʻildiraklardan foydalaniladi. Tishli uzatma mexanik uzatmaning eng samarali va keng tarqalgan turi. Ular juda kichik kVt dan bir necha ming kVt gacha quvvatni amalga, grammning bir necha ulushidan 10 MN (1000 t kuch) gacha aylanma kuchni uzatishda qoʻllaniladi. Tishli uzatma boshqa uzatmalarga qaraganda ixcham, f.i.k. yuqori, koʻpga chidamli, valga kam yuk tushishi bilan farq qiladi. Ish vaqtida shovqin chiqarishi va tayyorlashda yuqori aniqlik talab qilinishi, tishlarning sinishi, toliqib yemirilishi, yeyilishi va boshqa omillar Tishli uzatmaning kamchiligi hisoblanadi. Tishli uzatma oddiy bir pogʻonali uzatma koʻrinishida va bir necha uzatmadan iborat birikma koʻrinishida mashinalarga oʻrnatib yoki alohida agregat tarzida ishlatiladi (yana qarang Differensial mexanizm, Planetar uzatma, Reduktor).
Dastlab, muhandislik amaliyotida qo`llanilayotgan mashinalar va mexanizmlarni qisqacha ta’riflaymiz. Odatda, energiyani mexanik energiyaga aylantira oladigan, insonning aqliy va jismoniy mehnatlarini engillashtiradigan va qisman yoki to`liq almashtira oladigan hamda foydali ish bajaradigan sun’iy qurilmalar mashina deb ataladi.
Har qanday mashina turli vazifalarni bajaruvchi sun’iy qurilma – mexanizm, uzel va detallardan tashkil topadi. Mashina o`zaro bog`liq bo`lgan uch guruh mexanizm: harakatlantiruvchi, ijro etuvchi va ular orasida joylashgan uzatmalardan tashkil topadi.
Mashinalarda muayyan talablarni bajarish maqsadida ketma-ket joylashtirilgan bir necha uzatmalar majmuasi yuritma deb ataladi. Mashinaning yig`ish operatsiyasiz tayyorlangan qismi detal bo`lib, u faqat bir xil materialdan tayyorlanadi.
Detallar sodda (shkiv, shponka va h.k.) yoki murakkab (tirsakli val, reduktor korpusi, stanok staninasi h.k.) bo`ladi. Detallar, qisman yoki to`laligicha uzellarga birlashadi.
Uzel − tugallangan yig`ma birlik bo`lib, ular umumiy funksional vazifali bir qator detallardan yig`ilgan bo`ladi. Murakkab uzellar bir necha sodda uzellardan tuzilgan bo`lishi ham mumkin. Demak, mashina – uzellardan, uzellar esa detallardan tuzilgan bo`ladi. Masalan, avtomobilda uning dvigatelidan g`ildiragigacha bo`lgan oraliqda joylashgan barcha harakat uzatuvchi detallardan tashkil topgan uzatmalar ketma-ketligi mazkur avtomobilning yuritmasi deb ataladi. Yuritmada ishtirok etgan uzatmalar yuritma elementlari sanaladi. Shunday qilib, yuritmalar tarkibida tishli, chervyakli, tasmali, zanjirli va friksion uzatmalar turli birikmalarda ishtirok etadi. Bu uzatmalarsiz hech qanday mashina xarakatlana olmaydi. Boshqacha aytganda, uzatmalarsiz yuritmalar yoki yuritmalarsiz mashinalar bo`lmaydi. Bundan xulosa shuki, yuritmalarning tarkibiy
qismi bo`lgan uzatmalarni o`rganish, takomillashtirish g`oyat muhim ahamiyatga ega.
Endi uzatmalarning eng ko`p tarqalgan turlarini yaxlit mashinaning detallari sifatida eng avvalo, ularga uzoq muddat ishonchli ishlashi uchun qo`yiladigan talablar, shuningdek ishlab chiqarish uchun zarur materiallar, ishlash layoqati va hisoblash-loyihalash metodlari bilan tanishamiz. Shu maqsadda uzatmalarni loyihalash uchun zarur bo`lgan nazariy bilim va amaliy ko`nikma-malakalarni shakllantirishga qaratilgan zaruriy o`quv-biluv materiallari ushbu qo`llanmada keltirilgan.
Texnik adabiyotlar tahlili yuritmalar yaratilish tarixi mexanika rivojlanish tarixining tarkibiy qismi ekanligini tasdiqlaydi. Yuritma detallaridan foydalanish tarixi qadimgi davrdan boshlangan. Kamonlarda prujinadan, olov hosil qilishda yoysimon ilgarilanma-aylanma harakatdan foydalanish ma’lum bo`lgan. Hatto Arximed davrigacha ko`pgina sodda mashina detallari - oddiy tishli g`ildirak, vint, metall sapfa, krivoship, polispast kabilar ma’lum bo`lgan. Sharq allomalari.... Uyg`onish («renessans») davrida Leonardo da Vinchi (1452-1519 yillar) yangi mexanizmlar: ayqash o`qli tishli g`ildiraklar, sharnirli zanjirlar, dumalash podshipniklarini yaratgan. O`rta asrlardayoq arqonli va tasmali uzatmalar, yuk vintlari, sharnirli muftalar qo`llanilgan. Garchi evolventali tishli uzatmalar XVIII asrning oxirida amaliyotda qo`llanila boshlagan bo`lsada, aslida u 1760 yilda Leonard Eyler tomonidan taklif etilgan. Sharikli podshipniklarni amaliyotga joriy etish bo`yicha birinchi patentlar 1772 va 1778 yillarda Angliyada olingan, lekin ularni ko`plab ishlab chiqarish Germaniya (1883 yil) va AQSH (1889 yil) da yo`lga qo`yilgan. XX asrning ikkinchi yarmida Rosssiyada doira tishli uzatmalar, AQSHda to`lqinsimon uzatmalarning yaratilishi uzatmalarni yuk ko`taruvchanligini sezilarli darajada oshirga imkon yaratgan. Hozirgi zamonaviy ishlab chiqarish sharoitida uzatmalar rivojining ahamiyati yanada oshib bormoqda. Hisoblash - loyihalash jarayonlariga qaratilgan muammolarni mumkin qadar qulay va to`g`ri echim olish maqsadida muhandislik hisoblarida xaqiqiy mashinalar konstruksiyasini soddalashtirilgan, ixcham va real ko`rinishga yaqin holda tasvirlovchi modellar yoki hisobiy chizmalarga keltiriladi. Masalan, mustahkamlikka hisoblashda detallar yaxlit (g`ovaksiz) va bir jinsli deb faraz qilinadi, detalning tayanchlari, yuklanish va shakli ham modellashtiriladi. Shuning uchun bunday hisoblar taqribiy hisoblanadi. Bunday hisoblarni amalga oshirishda hisoblash chizmasi yoki modelni to`g`ri tanlash, barcha ta’sir etuvchi omillar ichidan asosiylarini ajratib olish, ya’ni birinchi darajali omillarni nazarda tutib, ikkinchi darajali omillarni “tushirib qoldirish” katta ahamiyatga ega bo`lib, loyihalovchi muhadisdan katta tajriba talab etadi. Hozirgi paytlarda taqribiy hisoblarning xatoligini aniqlash va taqqoslash maqsadida unga mos keluvchi o`xshash kichik modellar loyihalanadi hamda ulardan foydalanilmoqda. Shu tariqa tajribalardan olingan natijalar asosida real mashinalar uchun foydalanish me’yorlari va tavsiyalar ishlab chiqish yo`lga qo`yilgan.
Masalan, ruxsat etilgan (ruxsat etilgan) kuchlanishlar yoki mustahkamlik zahira koeffisientlarini me’yorlash, materiallar, hisobiy yuklanish va h.k. bo`yicha tavsiyalar ishlab chiqishda modellashtirish uslubi keng qo`llanilmoqda. Mustahkamlikka hisoblashda yo`l qo`yilgan xatoliklar mustahkamlik zahirasi koeffisienti hisobiga kamaytiriladi. Shuning uchun mustahkamlik zahirasi koeffisientini to`g`ri belgilash hisoblash bosqichining o`ta ma’suliyatli qismi hisoblanadi. Mustahkamlikning zahirasi koeffisienti qiymati kichik bo`lsa detal tezda ishdan chiqishiga, asossiz katta qiymatlari esa detal massasini oshishiga va ortiqcha material sarflanishiga olib keladi. Muhandislik hisoblarida ikki hil hisoblash bosqichlari mavjud: loyiha va tekshiruv hisoblari. Loyiha hisobida detal uchun zarur material tanlanib, uning geometrik o`lchamlari aniqlanadi. Shuning uchun loyiha hisobi soddalashtirilgan dastlabki hisob sanaladi. Tekshiruv hisobida loyiha hisobida aniqlangan ma’lum konstruksiyaning aniq o`lchamlari asosida uning mustahkamligi, detalga ta’sir etayotgan haqiqiy kuchlanish bilan ruxsat etilgan kuchlanishni qiymatlarini solishtirish yoki mustahkamlik zahirasi koeffisientini ruxsat etilgan koeffisient bilan solishtirish, yuklanish me’yorini aniqlash yo`li bilan tekshiriladi.
Loyiha hisobini bajarishda topilishi lozim bo`lgan noma’lumlar soni odatda hisoblash tenglamalar sonidan ko`p bo`ladi. Shuning uchun ba’zi noma’lum kattaliklar tajriba va tavsiyalar asosida tanlab olinadi, ikkinchi darajali kattaliklarning ba’zilari esa hisobga olinmaydi. Bunday soddalashtirilgan loyiha hisobi konstruksiya chizmalarini chizishda ishlatiladigan geometrik o`lchamlarini aniqlash uchun zarurdir. Loyihalash jarayonida detallarning loyiha va tekshiruv hisoblari hamda chizmalarini chizish ishlari parallel olib boriladi. Bunda hisoblash uchun zarur bo`lgan bir qator o`lchamlar eskiz chizmasidan aniqlanadi, loyihalovchi hisob esa mo`ljallangan konstruksiya uchun tekshiruvchi shaklni oladi. Konstruksiya mukammal bo`lishi uchun bir necha variantlarda hisoblash ishlari amalga oshiriladi hamda olingan natijalarni solishtirish yo`li ulardan eng mukammali tanlab olinadi. Yaratilayotgan mashina detallarini hisoblashda hisobiy va nominal yuklanishlar farqlanadi. Masalan, hisobiy burovchi moment T nominal moment Tnom qiymatini yuklanish sharoitidagi dinamik koeffisient K ga ko`paytirish yo`li bilan aniqlanadi: 𝑇=𝐾∙𝑇𝑛𝑜𝑚 Nominal moment mashinaning pasport (loyihalovchi) quvvatiga mos keladi. Odatda, mazkur koeffisient K ish sharoitini, harakatning notekisligi, ishga tushirish va to`xtatishi bilan bog`liq qo`shimcha dinamik yuklanishlarni hisobga oladi. Bundan tashqari bu koeffisientning qiymati dvigatel, yuritma va ishchi mashina turiga ham bog`liqdir. Agar mashinaning ish sharoiti ma’lum bo`lsa, K ning qiymati hisoblash orqali topiladi. Boshqa hollarda esa K ning qiymati tavsiyalardan asosida aniqlanadi. Bunday tavsiyalar turli mashinalarni ekspermental tadqiqoti va tajribasi asosida shakllanib, tenik adabiyotlarda maxsus jadvallarga kiritilgan sonli qiymatlardan iboratdir. Mashina detallarini loyihalash jarayonida material tanlash, ruxsat etilgan kuchlanishlarni asosli hisoblash detalni loyihalashdagi dastlabki bosqich hisoblanishi, tabiiy. Detallar ishlash jarayonida ularning kesim yuzalarida yuklanishlar ta’siridan kuchlanishlar hosil bo`ladi. Detallarda hosil bo`ladigan kuchlanishni hisoblash asoslari «Materiallar qarshiligi» fanida atroflicha tahliliy o`rganilgan. Muhandislik amaliyotida materialning asosiy mexanik xossalariga ko`ra ruxsat etilgan kuchlanishni va detallarda hosil bo`ladigan kuchlanishni to`g`ri aniqlash - ixcham, ishlash qobiliyati ta’minlangan, arzon detallarni hisoblashning asosini tashkil etadi.
Mashina detallarini hisoblash uchun material tanlash loyihalashning muhim bosqichi hisoblanadi. Birinchidan, materialning to`g`ri tanlanishi detal va umuman mashinaning sifatli bo`lishida katta ahamiyatga ega. Ikkinchidan esa, detallarga material tanlashda odatda ishlash qobiliyati asosiy mezoni sifatida olinadi. Bunda albatta detalga ta’sir etayotgan turli kuchlarning ta’siri natijasida hosil bo`ladigan kuchlanishlar, detal materialining turli ishlovlarga moyilligi va arzonligi e’tiborga olinadi.
Detallarga material tanlashda asosan quyidagi omillarni e’tiborga olish muhimdir: Loyihalashtirish davrida mashina, mexanizm va ularning detallariga asosan quyidagi talablar qo`yiladi:
✓ mo`ljallangan vaqt davomida ishonchli, ya’ni to`xtab qolmasdan, benuqson ishlashi;
✓ to`g`ri, tejamli ishlashi, o`z vazifasiga to`la mos kelishi, foydali ish koeffisienti yuqori bo`lishi;
✓ foydalanish davrida inson hayoti uchun xavf-xatar tug`dirmasligi, atrof muhitga zarari tegmasligi;
✓ sifatli, tannarxi arzon bo`lishi;
✓ ixcham, iloji boricha engil, foydalanish va ta’mirlash jarayonlari qulay bo`lishi;
✓ tarkibidagi uzel va detallari standart, o`zaro oson almashinadigan bo`lishi;
✓ ortiqcha ta’mirlash ishlarini talab etmasligi;
✓ barcha detallari mustahkam, bikr, ustivor, issiqbardosh, titrash va yeyilishga chidamli, korroziyabardosh bo`lishi;
✓ barcha detallarini tayyorlash jarayoni texnologik nuqtai nazardan qulay bo`lishi va shu kabilar.

Bundan tashqari detallar uchun material tanlashda asosan quyidagi omillarni ham e’tiborga olish muhimdir:

− material xususiyatining detalning ishlash qobiliyatini tavsiflovchi asosiy mezonlar: mustahkamlik, yeyilishga chidamlilik va boshqalarga mos kelishi;
− detal va umuman mashinaning vazifasi va ishlatilishi bilan bilan bog`liq talablar (korroziyaga bardoshlilik, friksion xususiyatlar, elektroizolyasiya qilish hususiyatlari va h.k.);
− materialning tayyorlanuvchanligini konstruksiya shakli va ishlov berish usuli (shtamplanishi, payvandlanishi, issiqlik ishlovi, quyilish hususiyatlari, kesib ishlanuvchanligi va boshqalar) ga bog`liqligi;
− materialning narxi va kamyobligi.
Mashinasozlikda ishlatiladigan materiallarni to`rt guruhga bo`lish mumkin (2.1-blok-sxema).