Детали машин

Машины, как и другие изделия, изготавливаются только по проекту, который, в любом случае, является совокупностью графических и текстовых документов. Правила и порядок разработки, оформления и обращения этих документов устанавливается комплексом стандартов – Единой системой конструкторской документации (ЕСКД), разработанной в 70-е годы XX в.

Не существует абсолютной, полной и завершённой классификации всех существующих деталей машин, т.к. конструкции их многообразны и, к тому же, постоянно разрабатываются новые.

Слайд 1

Для ориентирования в бесконечном многообразии детали машин классифицируют на типовые группы по характеру их использования:

• ПЕРЕДАЧИ передают движение от источника к потребителю.

• ВАЛЫ и ОСИ несут на себе вращающиеся детали передач.

• ОПОРЫ служат для установки валов и осей.

• МУФТЫ соединяют между собой валы и передают вращающий момент.

• СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ДЕТАЛИ (СОЕДИНЕНИЯ) соединяют детали между собой.

• УПРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ смягчают вибрацию и удары, накапливают энергию, обеспечивают постоянное сжатие деталей.

• КОРПУСНЫЕ ДЕТАЛИ организуют внутри себя пространство для размещения всех остальных деталей, обеспечивают их защиту.

Передачи

Современные машины приводятся в движение главным образом топливными и электрическими двигателями. В силу специфики законов термогазодинамики и электромагнетизма, эти двигатели более быстроходны, чем было бы удобно для человека, к тому же их скорость сложно и плохо регулируется. Возникает необходимость согласования режимов работы двигателя и исполнительного органа, с которым, собственно, и имеет дело оператор. Для этого созданы передачи.

Слайд 2

Механическими передачами или просто передачами называются механизмы, которые преобразуют параметры движения от двигателя к исполнительным органам машины.

Механическая энергия, используемая для приведения в движение рабочей машины, представляет собой энергию вращательного движения вала двигателя. Вращательное движение получило наибольшее распространение в механизмах и машинах, так как обладает следующими достоинствами:

• обеспечивает непрерывное и равномерное движение при небольших потерях на трение;

• позволяет иметь простую и компактную конструкцию передаточного механизма.

Передачи по принципу работы разделяются на:

1. Передачи зацеплением:

• с непосредственным контактом (зубчатые и червячные);

• с гибкой связью (цепные, зубчато-ременные).

2. Передачи трением (сцеплением трущихся поверхностей):

• с непосредственным контактом поверхностей (фрикционные);

• с гибкой связью (ременные).

Слайд 3 передачи зацеплением

Передают движение с помощью последовательно зацепляющихся зубьев.

Зубчатая передача — это механизм или часть механизма в состав которого входят зубчатые колёса. Движение передаётся с помощью зацепления пары зубчатых колёс.

Меньшее зубчатое колесо принято называть шестерней, большее – колесом. Параметрам шестерни приписывают индекс 1, параметрам колеса – индекс 2.

Передаточное отношение U определяется соотношением угловых скоростей (ω) или частот вращения (n) ведомого и ведущего колёс:

U = ω₁ / ω₂ = n₁ / n₂.

Индексы 1 и 2 расставлены в порядке передачи механической энергии 1- ведущее (шестерня), 2- ведомое (колесо).

Учитывая, что в зацепление входят колёса с одинаковым модулем (ГОСТ 9563-60), можно задавшись числом зубьев шестерни Z₁ найти число зубьев колеса:

Z₂ = U * Z₁.

Передаточное число U ограничено габаритами зубчатой передачи.

Его рекомендуется принимать в диапазоне от 2 до 6. Нормальный ряд значений U стандартизирован в ГОСТ 2185-66.

Слайд 4

Достоинства зубчатых передач:

• Возможность применения в широком диапазоне скоростей, мощностей и передаточных отношений.

• Высокая нагрузочная способность и малые габариты.

• Большая долговечность и надёжность работы.

• Постоянство передаточного отношения.

• Высокий КПД (87-98%).

• Простота обслуживания.

Недостатки зубчатых передач:

• Большая жёсткость не позволяющая компенсировать динамические нагрузки.

• Высокие требования к точности изготовления и монтажа.

• Шум при больших скоростях.

Классификация зубчатых передач

По передаточному отношению:

• с постоянным передаточным отношением;

• с переменным передаточным отношением.

По форме профиля зубьев:

• эвольвентные;

• круговые (передачи Новикова) – слайд 5

• циклоидальные.

По типу зубьев:

• прямозубые;

• косозубые;

• шевронные;

• криволинейные.

По взаимному расположению осей валов:

• с параллельными осями (цилиндрические передачи с прямыми, косыми и шевронными зубьями);

• с пересекающимися осями (конические передачи);

• с перекрещивающимися осями.

По форме начальных поверхностей:

• цилиндрические;

• конические;

• гиперболоидные (гипоидная) – слайд 6

По окружной скорости колёс:

• тихоходные;

• среднескоростные;

• быстроходные.

По степени защищенности:

• открытые;

• закрытые.

По относительному вращению колёс и расположению зубьев:

• внутреннее зацепление (вращение колёс в одном направлении);

• внешнее зацепление (вращение колёс в противоположном направлении).

Рис. Гипоидная передача.

Слайд 7

В машиностроении применяется эвольвентное зацепление. Оно предусмотрено стандартом. Эвольвентное зацепление позволяет передавать движение с постоянным передаточным отношением. Эвольвентное зацепление — зубчатое зацепление, в котором профили зубьев очерчены по эвольвенте окружности.

Рис. Эвольвентное зацепление

Эвольвента – кривая, полученная качением без скольжения касательной прямой по неподвижной (основной) окружности.