- •Раздел 2
- •Раздел 2
- •Глава 1. Основы проектирования машин и механизмов
- •1.1. Предмет и задачи раздела "Детали машин"
- •1.2. Машины и механизмы. Их классификация
- •1.3. Требования к машинам и механизмам
- •1.4.Основные критерии работоспособности
- •1.5. Особенности проектирования изделий
- •1.5.1. Виды изделий и требования к ним
- •1.5.2. Стадии разработки изделий
- •1.5.3. Понятие о технологии проектирования
- •Контрольные вопросы
- •2. Механизмы
- •2.1. Назначение, классификация и применение механизмов
- •2.2. Структурный анализ механизмов
- •2.2.1. Структурная схема и общий анализ механизма (рис.2.2.)
- •2.2.2. Определение количества звеньев и их характеристика
- •2.2.3. Определение количества кинематических пар
- •Классификация кинематических пар
- •2.2.4. Классификация кинематических цепей и определение
- •Анализ принципа построения механизма
- •2.3. Кинематический анализ механизмов
- •2.3.1. Задачи кинематического анализа
- •2.3.2. Аналитический метод кинематического анализа механизмов
- •2.3.3. Графический метод кинематического анализа механизмов
- •Если обозначить длину отрезка "0" на плане вс, а числовое значение длины соответствующего звена механизма ℓВс, то
- •Звено 3 совершает горизонтальное поступательное движение и все его точки перемещаются с одинаковыми скоростями, равными υМ3.
- •2.4. Динамический и силовой анализ механизмов
- •2.4.1. Задачи динамического анализа механизмов. Классификация сил
- •2.4.2. Силовой расчет механизмов
- •2.4.3. Вторая задача динамики механизмов
- •Таким образом, в результате приведения сил и к ведущему звену, они будут представлены соответственно приведенными моментами и .
- •Из (2.21) следует, что приведенный момент инерции массы звена 2 может вычисляться по формуле:
- •Из (2.23) следует, что
- •2.5. Синтез (проектирование) механизмов
- •2.5.1. Задачи и методы проектирования рычажных механизмов
- •2.5.2. Уравновешивание механизмов. Основные понятия
- •2.6. Коэффициент полезного действия машин и механизмов
- •2.7. Режимы работы машины
- •2.8. Кулачковые механизмы
- •2.8.1. Общие сведения и классификация
- •2.8.2. Кинематический и силовой анализ кулачковых механизмов
- •2.8.3. Основы проектирования кулачковых механизмов
- •Работа сил полезного сопротивления
- •Контрольные вопросы
- •Глава 3. Механические передачи трением и зацеплением
- •3.1. Общие сведения о передачах
- •3.1.1. Назначение и классификация передач.
- •3.1.2. Основные кинематические и силовые отношения
- •3.1.3. Общий расчет привода
- •Ориентировочная частота вращения вала электродвигателя
- •На выходном (четвертом) валу трехступенчатых передач
- •3.2. Зубчатые передачи
- •3.2.1. Назначение, классификация и применение
- •3.2.2. Основной закон зацепления
- •3.2.3. Геометрия и кинематика эвольвентных зубчатых передач и зацеплений
- •3.2.4. Виды разрушения зубьев и критерии работоспособности
- •3.3 Цилиндрические зубчатые передачи
- •3.3.1. Расчет зубьев цилиндрических передач на изгибную прочность
- •3.3.2. Расчет зубьев цилиндрических переда на контактную прочность.
- •3.3. Особенности цилиндрических косозубых и шевронных передач.
- •3.4. Понятие о планетарных, волновых передачах и
- •3.4.1. Планетарные передачи
- •3.4.2. Волновые передачи
- •3.5. Червячные передачи
- •3.5.1. Назначение, классификация и применение в машинах
- •3.5.2. Геометрия, кинематика, кпд, усилия
- •3.5.3. Расчет червячных передач
- •3.6 Особенности расчета конических передач.
- •3.6.1. Геометрия, кинематика и усилия
- •3.6.2. Работоспособность конической передачи
- •3.6.3. Понятие о гипоидных передачах
- •Решение
- •Решение Вариант 1
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •3.7. Понятие о винтовых, фрикционных, ременных и цепных передачах
- •3.7.1. Винтовые передачи
- •3.7.2. Фрикционные передачи
- •3.7.3. Ременные передачи
- •3.7.4. Цепные передачи
- •Контрольные вопросы
- •Глава 4. Детали и сборочные единицы передач
- •4.1. Валы и оси
- •4.1.1. Назначение, классификация, конструкция и применение осей и валов в машинах и артиллерийском вооружении
- •4.1.2. Методика расчета осей и валов на прочность, жесткость,
- •4.2. Муфты и тормоза
- •4.2.1. Общие сведения
- •4.2.2. Неуправляемые муфты
- •4.2.3 Управляемые и самоуправляемые муфты
- •4.2.4. Выбор и понятие о расчете муфт
- •4.2.5. Назначение, классификация, конструкция и применение тормозов в машинах и артиллерийской технике
- •4.3 Опоры скольжения и качения
- •4.3.1. Назначение, классификация и применение опор
- •4.3.2. Подшипники скольжения (рис.4.18)
- •4.3.3. Подшипники качения (рис.4.19)
- •4.4. Упругие элементы
- •4.4.1. Общие сведения
- •4.4.2. Пружины
- •Основные параметры и подбор витых цилиндрических пружин растяжения и сжатия
- •Решение
- •Решение
- •Действительное эквивалентное напряжение
- •Решение
- •Решение
- •Контрольные вопросы
- •Глава 5. Соединения деталей и узлов машин
- •5.1. Назначение и классификация соединений
- •5.2. Неразъемные соединения
- •5.2.1 Сварные соединения
- •5.2.2 Заклепочные соединения
- •5.2.3. Паяные и клеевые соединения
- •5.3. Разъемные соединения
- •5.3.1. Назначение и классификация
- •5.3.2. Шпоночные соединения: основные типы, конструкция и расчет
- •5.3.3. Шлицевые соединения: основные типы, понятие о расчете
- •5.3.4. Понятие о штифтовых, профильных и соединяемых с натягом
- •5.3.5. Резьбовые соединения. Расчет крепежных резьбовых соединений, применяемых в узлах артиллерийского вооружения.
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение.
- •Решение.
- •Допускаемое напряжение в сечениях болта при растяжении
- •Внутренний диаметр резьбы
- •Глава 6. Редукторы
- •6.1. Назначение, классификация и применение
- •6.2. Корпусные детали. Уплотнительные устройства
- •6.3. Этапы проектирования сопряжения деталей
- •6.3.1. Понятие о размерах, размерных цепях и отклонениях
- •6.3.2. Понятие о допусках размеров
- •6.3.3. Понятие о посадках
- •6.3.4. Понятие о допусках формы и расположения поверхностей
- •6.3.5. Понятие о шероховатости поверхностей
- •6.3.4. Понятие о допусках формы и расположения поверхностей
- •6.3.5. Понятие о шероховатости поверхностей
- •6.4. Курсовое проектирование
- •Титульный лист.
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
Ориентировочная частота вращения вала электродвигателя
n = nвых ί1ί2 , где ί1 и ί2 – передаточные отношения ступеней, которыми задаются (табл.3.1).
Кинематический расчет привода
Кинематический расчет привода включает:
определение общего передаточного отношения привода (редуктора)
ίоб = nэд/nвых; (3.6)
разбивку передаточного отношения привода по ступеням (передачам), используя соответствующие рекомендации и выполняя условие
ίоб = ί1 ί2;
расчет угловых скоростей и частоты вращения всех валов:
для первого вала ω1 = πn1/30, где n1 = nэд;
для второго вала ω2 = ω1/ ί1; n2 = n1/ ί;
для третьего вала ω3 = ω2/ ί2; n3 = nвых = n2/ ί2.
Силовой расчет привода
Силовой расчет привода заключается в определении вращающих моментов на валах (рис.3.3):
на входном (первом) валу
Т1 = Р1/ω1, (3.7)
на выходном (втором) валу двухступенчатых передач
Т2 = Т1ί1 η1, (3.8)
на выходном (третьем) валу двухступенчатых передач
Т3 = Т1 ίобη, (3.9)
На выходном (четвертом) валу трехступенчатых передач
Т4 = Т1ίоб η. (3.10)
3.2. Зубчатые передачи
3.2.1. Назначение, классификация и применение
в машинах и артиллерийском вооружении
Зубчатыми называют передачи, в которых движение между звеньями (зубчатыми колесами) передается с помощью последовательно зацепляющихся зубьев. Простейшая передача состоит из двух зубчатых колес, укрепленных на валах, которые вращаются в подшипниках. Меньшее из зубчатых колес обычно называют шестерней. У зубчатого колеса условно различают тело (диск со ступицей) и зубчатый венец. В зависимости от назначения, нагрузок, условий эксплуатации зубчатые колеса изготавливают из различных металлических и неметаллических материалов. По твердости рабочих поверхностей стальные колеса делятся на две группы: колеса с твердостью НВ ≤ 350 для малоответственных передач и НВ > 350 для ответственных передач. Колеса могут изготовляться заодно с валом (вал-шестерня), если dк ≤ 2dв; отдельно – в виде дисков из одного материала или тело колеса из одного, а зубчатый венец из другого материала.
Материалы для изготовления зубчатых колес должны обладать достаточной общей и поверхностной прочностью, выносливостью зубьев при изгибе, стойкостью против абразивного износа и заедания.
Существует два основных метода изготовления зубчатых колес: метод копирования и метод обкатки.
При методе копирования профиль инструмента (резца, профильной или червячной фрезы, штампа и др.) представляет точную копию колеса или некоторой его части (например, одной впадины между соседними зубьями).
Наиболее распространенным и универсальным методом нарезания зубьев является метод обкатки. В этом случае инструментом являются зубчатая рейка в виде гребенки, червячная фреза или долбяк.
Классификация зубчатых передач производится по геометрическим и функциональным особенностям.
По взаимному расположению осей колес – с параллельными, пересекающимися и со скрещивающимися осями.
По форме колес – цилиндрические, конические, эллиптические (применяются редко).
По расположению зубьев относительно образующих колес – прямозубые, косозубые, шевронные, с криволинейными зубьями.
По конструктивному оформлению – открытые, не имеющие защитного кожуха и масляной ванны; полуоткрытые, имеющие защитное ограждение; закрытые (в герметическом корпусе).
По окружной скорости – тихоходные (до 4 м/с); средних скоростей (4…15 м/с); высокоскоростные (свыше 15 м/с).
По характеру движения осей – обычные (простые), имеющие неподвижные геометрические оси всех колес; планетарные, когда оси одного или нескольких колес перемещаются в пространстве.
По профилю зубьев – эвольвентые и неэвольвентные (циклоидальные, круговые и др.).
По точности зацепления стандартом предусмотрено 12 степеней точности по нормам плавности в зависимости от окружной скорости (первая степень – наивысшая). Силовые передачи обычно изготовляют по 6…10 классам точности.
Наибольшее применение находят цилиндрические прямозубые и косозубые передачи с эвольвентным профилем зубьев.
Цилиндрические передачи могут быть внешнего (наружного), внутреннего и реечного зацепления. В последнем случае вращательное движение зубчатого колеса преобразуется в поступательное движение рейки или наоборот.
Термины, определения и обозначения, относящиеся к геометрии и кинематике зубчатых передач различных типов с передаточным отношением, установлены ГОСТами.
Достоинства зубчатых передач: надежность работы и высокий КПД (до 0,97…0,99 для одной пары колес); компактность и долговечность; постоянство передаточного отношения из-за отсутствия проскальзывания, простота эксплуатации и обслуживания.
Недостатки зубчатых передач обусловлены: необходимостью изготовления и монтажа с высокой точностью, что усложняет технологию; возможностью появления шума в процессе работы; большой жесткостью, что не позволяет амортизировать динамические нагрузки.
Зубчатые передачи – наиболее распространенный тип передач в коробках перемены передач, мостах и рулевых механизмах автомашин, в подъемных и поворотных механизмах артиллерийских орудий и боевых машин.