Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Detali_i_mekhanizmy_priborov_Labaratorny_prakt

.pdf
Скачиваний:
25
Добавлен:
31.05.2015
Размер:
4.27 Mб
Скачать

талей на 10–20 %, а трудоемкость изготовления и масса клепаной конструкции обычно больше.

Заклепки изготавливают из низкоуглеродистых сталей, цветных металлов или их сплавов. При выборе материалов желательно, чтобы коэффициенты линейного расширения заклепок и соединяемых

деталей были примерно равными.

 

 

 

 

 

 

 

У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сварные соединения – это неразъемные соединения (рисунок 1.7, а),

основанные на использовании сил молекулярного сцепления между

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

частями свариваемых деталей при их нагревании или пластическом

деформировании.

Сварные соединения являются наиболее совер-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

шенными неразъемными соединениями, так как лучше других при-

ближают составные детали к целым и позволяют изготавливать де-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

тали неограниченных размеров. Прочность сварных соединений

при статических и ударных нагрузках доведена до прочности дета-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

й

 

 

лей из целого металла. Освоена сварка всех конструкционных ста-

лей, цветных сплавов и пластмасс. Замена клепаных конструкций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

сварными уменьшает их массу до 25 %, а замена литых конструк-

ций сварными экономит до 30 %

 

более металла. Высокая произ-

водительность сварочного п оцесса

хорошее качество соединений

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

обеспечили широкое распрост анение сварки в технике. Основные

недостатки: наличие остат чных нап яжений из-за неоднородности

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

нагрева и охлаждения; в зм жнрсть коробления деталей при свари-

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вании; возможность сущес в вания скрытых (невидимых) дефектов

(трещин, непроваров), сн жающих прочность соединений.

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

б

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

г

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.7 – Сварные соединения

10

Контрольные вопросы

В зависимости от расположения соединяемых частей различают следующие виды сварных соединений: угловые (рисунок 1.7, б), тавровые (рисунок 1.7, в), стыковые (рисунок 1.7, г), нахлесточные (рисунок 1.7, д).

Условные изображения и обозначения швов сварных соединений

стандартизованы.

 

 

 

 

 

 

 

У

 

 

Описание объекта исследования,

 

 

 

 

приборов и оборудования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для проведения лабораторной работы используются реальные

объекты: детали машин и сборочные единицы (болты, гайки, шпон-

ки, узлы).

 

 

 

 

 

 

Т

 

 

Методика проведения экспериментаН

 

 

 

 

и обработка результатов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

Студенты, под руководством при непосредственном участии

преподавателя, знакомятся с деталями машин общего назначения

согласно классификации,

 

й

 

 

используя п этом натурные образцы,

макеты, лабораторные

 

 

плакаты. Преподаватель выдает

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

студенту какую-либо

 

 

(узел) для эскизирования, при необхо-

димости – мерительный инс румент.

 

 

 

 

 

 

 

 

установки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание отчета

 

 

 

 

 

 

 

деталь

 

 

 

 

1. Титульный л ст.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

2. Цель раб ты.

 

 

 

 

 

 

 

3.

 

з, с ставленное по данному методическому руковод-

ству, в к т р м надо представить названия, характеристики, назна-

ч

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

, рисунки деталей.

 

 

 

 

 

4. Эскиз детали или сборочной единицы (по усмотрению препо-

 

Описание

 

 

 

 

 

 

 

 

ние

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дават ля), выполненный на листе формата А4 (А3) в соответствии с требованиями ЕСКД.

1.В чем отличие детали от сборочной единицы?

2.Какие типы соединений используют в машиностроении?

3.Какие соединения относят к разъемным (неразъемным)?

11

4.

Какие детали используются в резьбовых соединениях и каково

их назначение?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Каковы достоинства резьбовых соединений?

 

 

 

6.

Какие виды шпонок Вы знаете?

 

 

 

 

 

7.

Каковы достоинства и недостатки шпоночных соединений?

8.

Какой профиль могут иметь зубья шлицевого соединения?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

9.

Почему некоторые виды соединений называют неразъемными?

10. Какими достоинствами обладают заклепочные соединения?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

11. Каковы преимущества и недостатки сварных соединений?

12. Каковы основные виды сварных соединений?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа № 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

й

 

 

 

 

ИССЛЕДОВАНИЕ РЫЧАЖНЫХ МЕХАНИЗМОВ

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

Цель работы: изучение принципов де ствия и видов рычажных

механизмов; определение основных параметров рычажных механиз-

 

 

 

 

 

 

р

 

 

 

 

 

мов; выполнение кинематической схемы рычажного механизма.

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оборуд вание и п инадлежности

 

 

3.

Линейка и мер

тельная.

 

 

 

 

 

 

1.

Рычажный

механизм

.

 

 

 

 

 

 

2.

Набор ключей.

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Штангенц ркуль.

 

 

 

 

 

 

 

 

п

зТеоретические положения

 

 

 

е

оКлассификация рычажных механизмов.

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

Общие требования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Под термином «рычаг» обычно понимают деталь конструкции, которая под действием силы P поворачивается или вращается относительно неподвижной опоры. Возникающий при этом крутящий момент M = Pr, где r – плечо рычага, т. е. расстояние от центра (оси) А вращения до линии действия силы P (рисунок 2.1).

12

 

 

 

 

 

Н

У

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.1 – К пояснению термина «рычаг»

Т

Рычаг, имеющий возможность поворачиваться не менее чем на

 

 

 

 

 

й

 

 

один полный оборот, называется кривошипом; рычаг с ограниченным

углом поворота (менее 360°) обычно называетсяБкоромыслом. При

помощи рычагов и кривошипов можно передавать вращательное дви-

 

 

 

 

р

 

 

 

жение с одного вала на другой, а также преобразовывать вращатель-

ное движение в прямолинейное и наобо от. Все передачи такого рода

 

 

 

о

 

 

 

можно объединить в группу ычажныхипередач или, как их часто

называют, рычажных механизм в.

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

В отличие от общего машин строения, где ведущее звено (кри-

 

и

 

 

 

 

 

вошип или кулачок) обычно совершает полное круговое движение,

в приборах использую ся главным образом рычажные механизмы

 

з

 

 

 

 

 

 

с ограниченным углом поворота ведущего звена, т. е. ведущее звено

 

о

 

 

 

 

 

 

совершает качательное движение.

 

 

 

Классификация рычажных механизмов по виду преобразования

представлена на рисунке 2.2.

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

При р ектир вании рычажных передаточных механизмов необ-

ходимо ср ди многообразия известных схем по возможности выбрать

простуюп, наиболее отвечающую поставленной задаче и провести ее

силовой и кинематический расчет.

 

 

 

Следует отметить, что в приборах в основном применяются си-

нусные, тангенсные, сдвоенные тангенсные и поводковые рычаж-

Рные механизмы, так как основной задачей этих механизмов являет-

ся точность, а не передача крутящего момента.

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рычажные механизмы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Синусные

 

 

 

Тангенсные

 

 

 

Двойные тангенсные

 

 

 

 

Кривошипноползунные

 

 

 

 

Кулисные

 

 

 

 

Шарнирные

 

 

 

 

Поводковые

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

й

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.2 – Классификация рычажных механизмов

 

 

 

 

 

Синусный и тангенсный механизмы

Б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Синусные и тангенсные механ змы пр меняются довольно широко

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

приборах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в рычажных измерительных

 

 

 

 

 

 

, где они используются как при-

ближенные механизмы для восп о зведен я линейных зависимостей.

Синусный механизм

Синусные механизмы (рисун к 2.3) служат для преобразования

поступательного

вращательное и состоят из толкателя 2,

движущегося поступа ельново, и рычага 1 со сферическим наконеч-

ником, находящегося

тколебательном движении. Ведущим звеном

может являться как толкатель, так и рычаг.

 

 

о

 

 

 

 

 

 

Определим характеристикудвижения

и передаточное отношение синусно-

п

 

 

 

 

 

 

го механизмаз, т. е. зависимость между перемещением толкателя s

и углом

р та рычага 1 на угол φ:

 

 

не

 

s r sin φ.

(2.1)

Р

 

 

 

 

 

 

 

Как видно из этого уравнения, характеристика синусного меха-

низма

зависит от радиуса сферического наконечника рычага.

 

Передаточное отношение для случая, когда ведущим является

толкатель, найдем из следующего уравнения:

 

 

 

i

 

1

.

(2.2)

 

 

 

 

 

 

r

cos φ

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.3 – Синусный рычажный механизм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

й

 

 

 

Величина передаточного отношения остается постоянной. Его

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ис

 

 

 

 

мгновенное значение определяется положением звеньев механизма

(углом поворота φ).

 

 

р

 

 

 

 

 

 

Синусные механизмы п именяют в рычажных скобах (рису-

нок 2.4, а), сильфонных

маномет

ах ( унок 2.4, б), центробежных

 

 

тахометрах (рисунок 2.4, в) и д угих устройствах.

 

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

б

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.4 – Примеры применения синусных механизмов

15

Тангенсный механизм

Тангенсные механизмы применяются для тех же целей, что и синусные. В отличие от последних, в которых точка контакта при работе механизма перемещается по плоской поверхности толкателя, в тангенсных механизмах она скользит по рабочей поверхности рычага.

На рисунке 2.5 показана схема тангенсного механизма, характе-

ристика которого определяется следующей зависимостью:

У

 

 

s d tgφ.

 

 

 

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2.3)

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

 

 

 

 

й

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

р

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

еп

Рисунок 2.5 – Тангенсный механизм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Передат чн е тношение тангенсного механизма для случая, ко-

гда в дущимоявляется толкатель:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

cos2

φ

 

,

 

 

 

(2.4)

Р

d R sin φ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где R – радиус наконечника толкателя.

 

 

 

 

 

 

Примером использования тангенсного механизма является конструкция оптиметра (рисунок 2.6).

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

й

б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оптиметр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.6 –

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

а – общий вид; б – пр нц п де ствия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р

 

 

 

 

 

 

Двойной тангенсный механ зм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

На рисунке 2.7 показана схема

 

ычажного механизма, представ-

ляющего собой комбинацию двух тангенсных механизмов. Он со-

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стоит из рычага 2, передающего движение от ведущего толкателя 1

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к ведомому толкателю 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.7 – Двойной тангенсный механизм

17

Передаточное отношение для любого положения рычага остается постоянным:

i

l 2

const.

(2.5)

l

 

 

 

1

 

 

Погрешность передаточного отношения для механизмов этого типа не зависит от температурных изменений, так как при изменении плеч рычагов их отношение остается постоянным и будет опре-

В реальной конструкции рычажного механизма стержниТ, соприУ- касающиеся с рычагом, обычно имеют сферический наконечник. При повороте рычага на угол φ точка касания смещается. В резуль-

деляться изгибом рычагов и ошибками изготовления плеч l1 и l2.

тате передаточное отношение изменяется. Пусть вначале рычаг

находится в горизонтальном положении и его передаточное отно-

 

 

 

 

 

 

 

Н

шение i0 = l2 / l1. При повороте рычага на угол φ точки касания

стержней и рычага сместятся, в результате чего возникнет погреш-

 

 

 

 

 

 

 

Б

ность перемещения. В рассматриваемом случае уменьшение ошибки

передаточного отношения достигается уменьшением радиусов R1 и

 

 

 

 

 

 

й

R2, поэтому применяют ножевые опо ы, которые имеют малый ра-

диус закругления порядка 0,5–5 мкм.

 

 

 

 

 

 

 

и

 

Еще одним способом к мпенсации конструктивной погрешности

передаточного отношения являетсяриспользование сферических нако-

нечников, радиусы ко орых пр п рциональны длинам плеч рычагов.

 

 

 

 

 

о

 

 

Простейшим пр мером двойного механизма являются рычажные

весы (рисунок 2.8).

т

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.8 – Рычажные весы

18

Поводковые механизмы

Поводковые механизмы относятся к пространственным механизмам. Их применяют в различных измерительных приборах для преобразования вращательного движения ведущего звена во вращательное движение ведомого звена. Последнее находится под определен-

ным углом к ведущему звену.

 

 

 

 

 

 

 

У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В поводковом механизме (рисунок 2.9) движение с ведущего ва-

ла 1 передается на ведомый вал 2 с помощью поводков 3 и 4, пред-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

ставляющих собой стержни любого диаметра, оси которых либо

перпендикулярны к осям валов 1 и 2, либо одна из осей (чаще ось

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

ведущего поводка) наклонена под углом γ ≠ 90°. Точки пересечения

А и В осей поводков с осями соответствующих валов находятся на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

расстояниях a и b от точки пересечения валов O. При повороте ве-

дущего вал 1 на угол α ведомый вал 2 поворачивается на угол β,

в общем случае равный углу α.

 

 

й

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

о

Рисунок 2.9 – Поводковый механизм

 

 

Характпристика поводкового механизма имеет вид

 

 

Р

 

 

arctg

 

btg

.

 

(2.6)

 

 

a

b

 

ctg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

 

 

 

Тогда передаточное отношение всего механизма определяется по формуле

19

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]