Тема 12. Відомості з технічної механіки (0)
Подкатегории
12.1 Відомості про деталі та вузли машини (0)
Деталь машини (деталь) — виріб, виготовлений з однорідного за найменуванням і маркою матеріалу, без використання складальних операцій (складова частина механізму, машини і т. ін.).
Наприклад: валик з одного шматка металу, литий корпус; пластина з біметалевого аркуша; друкована плата; маховичок із пластмаси (без арматури); відрізок кабелю або проводу заданої довжини, а також ці ж вироби з покриттями (захисними або декоративними), незалежно від виду, товщини і призначення покриття, або виготовлені із застосуванням місцевого зварювання, паяння, склеювання, зшивання і т. п. Зокрема, гвинт із хромуванням; трубка, спаяна чи зварена з одного шматка листового матеріалу; коробка, склеєна з одного шматка картону. В окремих випадках під деталлю розуміють елемент машини, що представляє собою одне ціле і не може бути розібраним на простіші складові без руйнування.
Деталі та складальні одиниці (вузли) загального та спеціального призначення. Серед великої різноманітності деталей і вузлів машин виділяють такі, які застосовують майже у всіх машинах (болти, вали, муфти, механічні передачі і т. п.). Ці деталі (вузли) називають деталями загального призначення і вивчаються в курсі "Деталі машин". Усі інші деталі (поршні, лопатки турбін, весельні гвинти і т. п.) відносяться до деталей спеціального призначення.
Класифікація деталей загального призначення. Усі деталі, з яких складаються машини, умовно можна поділити на декілька груп:
- несні та напрямні деталі (станини, основи, плити, рами, консолі, корпуси тощо);
- деталі для підтримування деталей, що здійснюють обертальний рух (корпуси ротаційних машин — турбін, насосів, електродвигунів, корпуси редукторів, коробок передач, варіаторів);
- деталі для забезпечення обертового руху предметів оброблення (шпинделі, опори, планшайби, столи, обертові колони тощо);
- деталі для забезпечення передавання руху та зусиль (моментів) (вали, зубчасті колеса, зірочки, шківи, муфти тощо);
- пружні елементи (ресори, пружини, подушки, гумові деталі різного призначення тощо);
- захисні деталі (кожухи, екрани, козирки тощо).
Окрему групу складають так звані нормалізовані деталі, які виготовляються на спеціалізованих підприємствах: підшипники кочення, кріпильні деталі (болти, гвинти, гайки, шпонки) та багато інших.
З точки зору застосування і поширення в машинобудуванні деталі можна розділити на групи:
- стандартні — це деталі, виготовлені відповідно до державних, галузевих стандартів або стандартів підприємства;
- уніфіковані — це деталі, запозичені з іншого виробу, тобто раніше спроектовані як оригінальні;
- оригінальні — деталі, сконструйовані для певної машини, вони, як правило, раніше не проектувалися і не виготовлялися.
12.2 Відомості про механізми і машини (0)
Механізм – це система штучно створених тіл (твердих, рідких і газоподібних),щопризначенадля перетворення руху одних тіл у потрібний рух інших тіл (лебідка, вантажопідйомний кран, механізми гідравлічних приводів, обробляючих верстатів, шпилі, брашпилі тощо).
Головну увагу у ТММ приділяють механізмам, які складаютьсяізтвердих тіл.Таким чином, роль механізму, на відміну від машини, зводиться лише до передачі руху і потоку енергії.У той же час механізм має ту ж структуру, що і машина, і в цьому відношенні між ними немає ніякого розходження. Механізм можна вважати машиною, якщо він в умовах руху переборює зовнішні опори, зв’язані безпосередньоізпроцесом виробництва чи транспорту. При роботі вхолосту машину можна розглядати як механізм у чистому вигляді.
Кожен механізм складається з ланок. З’єднання двох дотичних ланок, яке дозволяє їхній відносний рух, називається кінематичною парою.
Між двома ланками може існувати тільки одне рухоме з’єднання або кінематична пара, незважаючи на те, що ці ланки можуть мати контактудекількох місцях. У разі стикання в одному місці декількох ланок, вони створюють поміж собою загальну кількість пар, що на одиницю менше кількості ланок,якізбігаються у цьому місці.
Поверхні, лінії або точки, якими одна ланка торкається іншої, називають елементами кінематичних пар.
Кінематичні пари класифікують за чотирма ознаками.
1. За числом зв’язків, тобто обмежень, які кінематична пара накладає на відносний рух ланок. За цією ознакою пари поділяються на п’ять класів. Клас кінематичної пари визначають за числом зв’язків, декількість ступенів вільності у відносному русі ланок утворюють пару.
2. За видом елементів контакту ланок у парі вони розділяються на вищі і нижчі. До вищих належать пари, у яких ланки дотикаються по поверхні, нижчих – ланки, у яких елементами контакту є точки або лінії .
Приклади різноманітних видів кінематичних пар:
а – незалежне або вільне тверде тіло (куля) з шістьма ступенями вільності; б – кінематична пара І класу «куля – площина»; в – кінематична пара ІІ класу «циліндр – площина»; г – кінематична пара ІІІ класу «плоске тіло – площина»; д – кінематична пара ІІІ класу, сферичний шарнір; є – кінематична пара ІV класу, контакт ланок по циліндричної поверхні; ж – кінематична пара ІV класу у контакті зубчастих коліс; з – поступальна кінематична пара V класу; и – обертальна кінематична пара V класу.
3. За характером відносного руху ланок пари можуть бути плоскими і просторовими.
4. За умовами підтримки контакту ланок у парі вони розділяються на відкриті і замкнені. У відкритих ланках потрібне силове замикання контакту,у замкнених цей контакт забезпечується геометричним замиканням,тобто за допомогою особливостей форми контактуючих поверхонь.
Системи ланок, які з’єднані між собою кінематичними парами, називають кінематичними ланцюгами.
Кінематична схема — зображення, яке пояснює принцип дії механізму, що передає рух (коробки зміни швидкостей металорізального верстата чи автомобіля, механізму повороту крана, редуктора лебідки, стрічкопротяжного механізму в магнітофоні).
За кінематичною схемою можна визначити послідовність передавання руху від його джерела (найчастіше - це двигун) до робочого органа (шпиндель верстата, барабан лебідки).
На рисунку наведено наочне зображення і кінематичну схему коробки зміни швидкостей токарного верстата. Усі елементи коробки зміни швидкостей на схемі показано умовними графічними позначеннями. У загальних рисах вони нагадують деталі, які ними зображені. Розміри зображень елементів на схемі можуть бути довільними, але пропорційними розмірам цих елементів у натурі.
Найуживаніші умовні позначення для кінематичних схем виконують суцільною тонкою лінією. Усім елементам кінематичних схем надають порядкові номери, починаючи від джерела руху. Вали й осі нумерують римськими цифрами, решту елементів — арабськими. Порядкові номери елементів проставляють на поличках ліній-виносок. Під поличкою вказують деякі параметри елемента механізму (потужність і частоту обертання вала двигуна, діаметри шківів, кількість зубів зубчастих коліс).
Механізм коробки зміни швидкостей складається із трьох валів І, II, III, зубчастих коліс, фрикційної 2, кулачкової 12 муфти 12 і рукояток. Зубчасті колеса 4,6,7 виготовлені у вигляді блока зубчастих коліс. Вони можуть переміщатися вздовж вала І по напрямній шпонці. Зубчасті колеса З, 8, 9, 10 нерухомо насаджені на вал II. Зубчасті колеса 11 і 14 вільно обертаються на валу III, який є шпинделем верстата. Двостороння кулачкова муфта 12 розміщена між зубчастими колесами 11 і 14. Рукоятка 5 призначена для пересування зубчастих коліс 4, 6, 7, а рукоятка 13 — для переключання кулачкової муфти 12. Коробка зміни швидкостей дістає рух від електродвигуна І. Він з'єднаний із механізмом коробки зміни швидкостей за допомогою пасової передачі і фрикційної муфти 2. Валу І передасться тільки одна швидкість обертання, оскільки шківи пасової передачі одноступінчасті. Разом із валом І обертаються зубчасті колеса 4, 6, 7, які, переміщуючись рукояткою 5 по напрямній шпонці, можуть входити в зачеплення із зубчастими колесами вала II. Це забезпечує утворення трьох пар передач із зубчастих коліс: З— 4, 6—8, 7—9. Таким чином, проміжному валу можна надати трьох різних швидкостей обертання. Зубчасті колеса 3 і 10 перебувають у постійному зачепленні із колесами 11 і 14, які вільно насаджені на вал III. Якщо кулачкова муфта 12 перебуває у нейтральному положенні, шпиндель верстата не обертається. Якщо пересуванням уліво чи вправо вздовж напрямної шпонки включити муфту, шпинделеві буде надано обертання від зубчастого колеса 14 або 11.
Таку послідовність вивчення будови механізму і передавання ним руху називають читанням кінематичної схеми.
12.3 Основні відомості про передачі (0)
Механізми для перетворення обертального руху (механічні передачі).
Основне призначення механічних передач — це узгодження параметрів руху робочих органів машини з параметрами руху вала двигуна.
Потреба встановлення механічної передачі між двигуном та робочим органом машини як складової частини привода зумовлена такими завданнями:
- для вибору оптимальної швидкості руху;
- для регулювання швидкості руху (збільшення або зменшення);
- для перетворення виду руху: обертального в поступальний (передачі рейкові і гвинт–гайка) і навпаки (кривошипно-шатунний механізм);
- для зміни напряму руху (реверсування);
- для зміни обертальних моментів і зусиль при русі;
- для передачі потужності на відстань.
Класифікація передач.
Передачі обертового руху ділять за принципом роботи ділять на:
- передачі зачепленням, що працюють без проковзування (зубчасті передачі, черв'ячні передачі і ланцюгові передачі);
- передачі тертям (пасові та фрикційні передачі).
За наявністю проміжної гнучкої ланки, що забезпечує можливість розміщувати вали на значних відстанях один від одного, розрізняють:
- передачі із гнучкою проміжною ланкою (пасові і ланцюгові передачі);
- передачі безпосереднім контактом (зубчасті, черв'ячні, фрикційні передачі та ін.).
За взаємним розташуванням валів механічні передачі бувають:
- з паралельними осями валів (циліндричні зубчасті, ланцюгові, пасові передачі);
- з осями, що перетинаються (конічні зубчасті);
- з мимобіжними осями, що перехрещуються (черв'ячні, гіпоїдні).
За основною кінематичною характеристикою - передавальним відношенням - розрізняють передачі:
- з постійним передавальним відношенням (редуктор);
- із змінним передавальним відношенням (ступінчасті — коробки передач і безступінчасті — варіатори).
Передачі, що перетворюють обертовий рух в безперервний поступний або навпаки, розділяють на передачі:
- гвинт — гайка (ковзання і кочення);
- рейка — рейкова шестерня;
- рейка — черв'як;
- довга напівгайка — черв'як.
Переда́тне відно́шення (i) — одна з важливих кінематичних характеристик механічної передачі обертального руху, знаходиться як відношення кутової швидкості ведучого елементу (w1) механічної передачі до кутової швидкості веденого елементу(w2), або відношення частоти обертання ведучого елементу (n1) механічної передачі до частоти обертання веденого елементу (n2).
Редуктор – самостійний вузол, що встановлюється між електродвигуном і машиною (механізмом).
З їх валами редуктор з’єднується за допомогою муфт.
Характеристиками редуктора є передавальне число, крутильний момент, маховий момент на валу редуктора, міжцентрова відстань, маса, температура нагріву, шумова характеристика та ін. Редуктор кріпиться до гірничої машини і встановлюється на фундаменті.
Зубчасті передачі редукторів розміщують у чавунному корпусі.
Індекси в позначенні редукторів: Ц – циліндровий, О – одноступеневий, Д – двоступеневий, Н – із зачепленням Новикова, У – уніфікований.
Енергетичними параметрами механічної передачі є передавані потужності на ведучій ланці N1 і на веденій ланці N2, а також коефіцієнт корисної дії (ККД), та потужності на на ведучому та на веденому валу.
Кульковогвинтова передача Клинопасова передача
Черв'ячна передача Гіпоїдна передача
Ланцюгова передача Зубчасто-рейкова передача
Зубчаста конічна передача Зубчаста циліндрична передача
Просмотр материалов ...