МУ по выполнению ПЗ № 2 ОП

В настоящее время применяют звездочки с зубчатым венцом, изготовленным из пластмасс. Эти звездочки характеризуются пониженным износом цепи и малым шумом при работе передачи.

4.2.2.5.3 Конструкции приводных цепей

По своему назначению цепи разделяют на следующие типы:

–грузовые цепи, служащие для подвески, подъема и опускания грузов. Применяются главным образом в грузоподъемных машинах;

–тяговые цепи, предназначенные для перемещения грузов в транспортирующих машинах (конвейерах, подъемниках, эскалаторах и др.);

–приводные цепи, служащие для передачи движения от одного вала к другому.

Рассмотрим основные типы цепей (рисунок 112): грузовые —

круглозвенная (а), пластинчатая шарнирная (б); тяговая пластинчатая (в); приводные — роликовая однорядная, втулочная (г), роликовая двухрядная (д), роликовая с изогнутыми пластинами (е), зубчатая с внутренними направляющими пластинами (ж), зубчатая с боковыми направляющими пластинами (з), фасоннозвенная крючковая (и), фасоннозвенная втулочно-штыревая (к).

Рисунок 112

111

В роликовых цепях зацепление цепи со звездочкой осуществляется через ролик: долговечность цепи возрастает, но возрастает масса и стоимость цепи. Наибольшее распространение получили роликовые приводные цепи.

Зубчатые цепи набирают из пластин; большое значение имеет конструкция шарнира. В конструкцию входит направляющая пластина, предотвращающая сползание цепи со звездочки. По сравнению с втулочными зубчатые цепи работают более плавно, обеспечивают большую кинематическую точность, могут передавать большую мощность, имеют высокий КПД, но их масса и стоимость значительно выше.

Цепи бывают однорядными и многорядными.

Достоинства цепных передач:

–передача движения зацеплением, а не трением позволяет передавать большие мощности, чем с помощью ремня; практически не требуется натяжение цепи, следовательно, уменьшается нагрузка на валы и опоры;

–отсутствие скольжения и буксования обеспечивает постоянство среднего передаточного отношения;

–цепи могут устойчиво работать при меньших межосевых расстояниях и обеспечивать большее передаточное отношение, чем ременная передача;

–цепные передачи хорошо работают в условиях частых пусков и торможений;

–цепные передачи имеют высокий КПД.

Недостатки цепных передач:

–износ цепи при недостаточной смазке и плохой защите от грязи;

–сложный уход за передачей;

–повышенная вибрация и шум;

–по сравнению с зубчатыми передачами повышенная неравномерность движения;

–удлинение цепи в результате износа шарниров и сход цепи со звездочек.

112

4.2.2.6 Передачи типа «винт–гайка»

Пространственная кинематическая винтовая пара «винт–гайка» (рисунок 113) обладает следующими свойствами: при неподвижном винте 2 поворот гайки 1 на один оборот вызывает ее перемещение вдоль оси винта на величину хода; если закрепить гайку и повернуть винт на один оборот, то помимо вращения, винт переместится вдоль оси на величину хода.

Рисунок 113 – Передача типа «винт–гайка»: 1 — гайка; 2 — ходовой винт

Основное назначение передач типа «винт–гайка» — преобразование вращательного движения в поступательное. Эти передачи бесшумны в работе, что достигается повышенной плавностью зацепления, просты по конструкции и в изготовлении и позволяют получать большой выигрыш в силе. К недостаткам следует отнести: относительно низкий КПД, склонность к заеданию, тихоходность передачи.

Передачи типа «винт–гайка» применяют в подъемных механизмах, в станках (механизм подачи рабочих инструментов), в измерительных приборах (микрометрические винты, механизмы для точных перемещений), в прокатных станах (нажимные винты, регулировочно-установочные механизмы подшипников), в винтовых прессах.

Винтовые механизмы принципиально ничем не отличаются от резьбовых соединений, но так как они применяются для передачи движения, то трение в резьбе должно быть минимальным.

113

Для передаточных винтов применяют главным образом трапецеидальную и упорную резьбу.

Для передач с большими односторонними нагрузками (прессы, домкраты, нажимные устройства в прокатных станах и др.) применяют упорную резьбу.

Конструктивное оформление винтовой передачи зависит от ее целевого назначения. Устройство простейшего винтового механизма показано на примере домкрата (рисунок 114).

Рисунок 114 – Конструкция ручного винтового домкрата: 1 — гайка; 2 — ходовой винт

Винтовой домкрат состоит из ходового силового винта 2, ввинчиваемого в

корпус 1, и рукоятки 3 с храповым механизмом (собачкой – на рисунке не показана), преобразующих движение рукоятки от руки рабочего в прерывистое вращение. Вращение винта преобразуется в поступательное движение «вверх– вниз», за счет которого происходит подъем и опуск. Винт домкрата несет на себе грузовую головку 4, которая может иметь различное конструктивное оформление.

Материалы винтов должны обладать высокой износостойкостью и хорошей обрабатываемостью, а более нагруженные — высокой прочностью. Винты, не подвергаемые закалке, изготовляют из сталей 45, 50, а винты, подвергаемые

114

закалке, выполняют из сталей У10, У65, 40Х, 40ХГ и др. Материалы гаек — бронзы оловянные БрОФ10-1, БрОЦС-6-6-3 и др.

4.2.2.7 Храповой механизм

Храповой механизм позволяет осуществлять вращение вала только в одном направлении. Механизм состоит из двух основных деталей: зубчатого храпового колеса (храповика) и собачка (рисунок 115). Конец собачки, располагаясь во впадине зубьев храповика, препятствует обратному вращению вала, на котором закреплен храповик (рисунок 115, а).

Рисунок 115

Зуб храпового колеса (рисунок 115, б) имеет прямолинейный профиль, отличный от профиля зуба зубчатых колес. Расположение рабочей части зуба храповика, в которую упирается собачка, характеризуется углом β = 12...15°.

Величина этого угла и расположение оси собачки выбираются так, чтобы собачка свободно входила во впадину между зубьями и в то же время не выскакивала самопроизвольно из этой впадины.

4.2.3 Конструкции деталей и сборочных единиц передач

4.2.3.1 Валы и оси

Валы предназначены для установки на них деталей и передачи вращающего момента (рисунок 116, а). Оси обеспечивают установку на них

115

деталей и не передают вращающего момента. Валы всегда вращаются в подшипниках.

Оси бывают вращающимися (рисунок 116, б) и неподвижными

(рисунок 116, в).

Рисунок 116 – Валы и оси:

а — вал; б — вращающаяся ось; в — неподвижная ось; 1 — цапфа; 2 — шейка

Исходя из расчета на прочность и для удобства установки деталей валы выполняют ступенчатыми. Переходные участки вала выполняют цилиндрическими или коническими с галтелями разной формы и фасками

(рисунок 117).

Рисунок 117 – Переходные участки вала: 1 — фаска; 2 — галтель; r — радиус галтели

Валы классифицируются по трем основным признакам.

По назначению:

–валы передач (рисунок 118);

–коренные валы (рисунок 119), которые кроме деталей передач несут на

116

себе рабочие органы (колеса турбин, кривошипы и т.д.).

По форме геометрической оси:

–прямые, наиболее широко распространенные в различных отраслях машиностроения (рисунки 118, а; 119, а);

–эксцентриковые (рисунок 119, д) и коленчатые

(рисунок 119, г), используемые не только для передачи вращения, но и для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, как

например, в поршневых двигателях, или наоборот;

– гибкие (рисунок 118, ж) с изменяемой формой геометрической оси. Такие валы применяются в приводах механизированного инструмента, в приборах и механизмах с шарнирными сочленениями соединяемых типа карданных передач автомобилей.

Рисунок 118 – Типы валов механических передач:

а— гладкий; б — ступенчатый; в — шлицевой; г — вал–шестерня;

д— вал–полумуфта; е — карданно-телескопический; ж — гибкий;

з— кулачковый

117

Стальные валы и оси диаметром до 150 мм обычно изготавливают из проката; валы большего диаметра — из поковок; полые валы — по возможности из стальных труб.

4.2.3.2 Конструктивные элементы валов и осей

Часть оси или вала, опирающаяся на подшипник, имеет общее название —

цапфа.

Цапфы подразделяют на шипы, шейки и пяты.

Цапфы, которые воспринимают опорные реакции на концах вала, называют шипами 1, 4 (рисунок 120), расположенные в средней части — шейками 3. Цапфы, опорные реакции которых совпадают с осью вращения, называют

пятами 7.

Рисунок 120 – Конструктивные элементы валов и осей:

1, 4 — шипы; 2 — буртик; 3 — шейка; 5, 6 — подступичная часть; 7 — пята

Участки валов или осей, на которых закреплены вращающиеся детали (зубчатые колеса, шкивы, звездочки и т.д.), называют подступичными частями 5, 6. Насаженные на вал (ось) детали удерживают от сдвига в осевом направлении с помощью буртиков 2 или заплечиков (или специальными дополнительными средствами, такими, как установочные кольца и др.).

Сдеталями передач, насаженными на вал (ось), соединение осуществляется

спомощью шпонок, шлицев, штифтов и т.п.

Шипы выполняют с одним или двумя заплечиками, ограничивающими перемещение вала в осевом направлении.

Цилиндрические концы валов изготовляют по ГОСТ 12080-66. Конические концы валов по ГОСТ 12081-72 изготовляют с конусностью 1:10.

119

При конструировании валов и осей диаметры посадочных поверхностей под ступицы зубчатых колес, шкивов, звездочек и т.д. выбирают в соответствии с ГОСТ 6636-69, а диаметр подшипников качения — в соответствии со стандартными диаметрами внутренних колец подшипников.

Валы и оси обрабатываются на токарных станках. Цапфы и посадочные поверхности подвергаются шлифованию.

Опорами для вращающихся валов и осей служат подшипники.

4.2.3.3 Подшипники

Подшипники — это опора, которая воспринимает нагрузки, обеспечивают валам заданное положение и возможность вращения в заданном направлении, с заданной скоростью и нагрузкой при минимальных потерях на трение.

По принципу работы различают подшипники скольжения, в которых шейка вала скользит непосредственно по опорной поверхности, и подшипники качения, в которых между поверхностью вращающейся детали и поверхностью опоры расположены шариковые или роликовые подшипники.

Опорами пят валов служат подпятники — упорные подшипники скольжения или качения.

4.2.3.3.1 Подшипники скольжения

Вмашиностроении используют подшипники скольжения, работающие как в режиме жидкостной, так и полужидкостной смазки.

Врежиме жидкостной смазки работают подшипники скольжения в опорах валов, вращающихся с высокой частотой: роторы турбин, валы прокатных станов, шпиндели станков, коленчатые валы ДВС и др. Все большее применение находят подшипники гидростатические и газостатические, Расчет и конструирование таких подшипников изучают в специальных курсах.

Простейшие типы подшипников, работающие в режиме полужидкостной смазки, широко применяют в сельскохозяйственных машинах, в подъемно-

120