1 деталь узел машина (определение) детали и узлы общего назначения

• Название: 1 деталь узел машина (определение) детали и узлы общего назначения
• Дата: 10.03.2022
• Размер: 1.93 Mb.
• Имя файла: Detali_mashin_otvety.docx
• Тип: Документы; #389445
• страница: 1 из 6

1 деталь узел машина (определение) детали и узлы общего назначения

Все машины состоят из деталей, которые объединены в узлы. Деталь - это часть машины, изготовленная без применения сборочных операций.

Узел - крупная сборочная единица, имеющая вполне определенное функциональное назначение.

Различают детали и узлы общего и специального назначения.

Детали и узлы общего назначения делят на три основные группы:

- соединительные детали;

- передачи вращательного и поступательного движения;

- детали, обслуживающие передачи.

К деталями и узлами общего назначения. К ним относятся приводы, механические передачи, муфты, оси и валы, подшипники, болты и гайки, уплотнители, смазочные устройства и т.п. Детали, типичные для отдельных видов машин (поршни, цилиндры, шатуны, паро- и газотурбинные лопатки и др.), называют деталями специального назначения.
2 критерии работоспособности и расчёта деталей машин

Работоспособность деталей оценивается по кри­териям работоспособности. Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин:

- прочность;

- жесткость;

- износостойкость;

- коррозионная стойкость;

- теплостойкость;

- виброустойчивость.

Значение того или иного критерия для данной детали зависит от ее функционального назначения и условий работы. Например, для крепежных винтов главным критерием является прочность, а для винтов резьбовых передач - износостойкость. При конструктировании деталей их работоспособность обеспечивают в основном выбором соответствующего материала, рациональной конструктивной формой и расчетом размеров по главным критериям. Работоспособностью называют такое состояние деталей, при котором они способны нормально выполнять заданные функции с параметрами, установленными нормативно-технической документацией (стандартами, техническими условиями и т. П.).

3 причины применения передач и приводных подъемно-транспортных машин



Для изменения величины (как правило, уменьшения) скорости движения и его направления применяют жесткие (зубчатые, червячные, цепные) и фрикционные передачи.

Зубчатые и червячные передачи

Зубчатые и червячные передачи имеют постоянное передаточное число и осуществляют жесткую связь исполнительного органа машины с источником энергии (электродвигателем, дизелем).

Передаточное число одной пары зубчатых колес равно отношению числа зубьев ведомого колеса г2 к числу зубьев ведущего колеса zx.

Меньшее колесо зубчатой пары называют шестерней.



Рис. 25. Элементы зубчатого колеса

Зубчатые цилиндрические колеса бывают с прямыми, косыми, шевронными и спиральными зубьями (рис. 26). Минимальное число зубьев принимают не менее 10 (обычно 13).

Передаточное число пары зубчатых цилиндрических колес назначают: в редукторах от 2 до 8; в открытых передачах от 1 до 10; конической пары от 1 до 3,12.



Рис. 26. Цилиндрическое колесо с зубьями
а— прямыми; б —косыми; в — шевронными; г — спиральными

Зубчатые передачи, помещенные в масляную ванну и выполненные в виде отдельного блока, называют редукторами (рис. 27). По типу колес они делятся на цилиндрические, конические, конкческо-цилиндрические и червячные; по числу пар колес — на одно , двух-и трехступенчатые редукторы.

Передаточное число стандартных цилиндрических редукторов колеблется: одноступенчатых от 2,09 до 8,09; двухступенчатых от 8,36 до 49,6; трехступенчатых от 50,1 до 232.

В монтажных грузоподъемных машинах и механизмах применяются зубчатые колеса с нормальным рядом модулей по гост 2185—66, с углом зацепления а = 20° и нормальной высотой зуба (высота головки зуба кг равна модулю, высота ножки аа — 1,2 модуля).

Ширина зубчатого колеса в выбирается в зависимости от модуля т или межосевого расстояния а: для редукторов в = 0,3-0,4 а; для открытых зубчатых передач в = 10 т.

В редукторах применяются следующие модули: 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16 мм. Для открытых зубчатых передач, кроме того, применяются модули 18, 20, 24, 26, 30 мм,



Рис. 27. Редуктор с цилиндрическими зубчатыми колесами
а — общий вид; б — кинематическая схема

Зубчатые колеса грузоподъемных машин изготовляются из стали марок 30, 40, 50, 40х, 50г2, зол-п, 55л-п.

Шестерни, как правило, изготовляются заодно с валом.

Червячные передачи (рис. 28) наиболее компактны, но имеют низкий коэффициент полезного действия, их передаточное число от 10 до 100.

Червячная передача является необратимой и часто самотормозящей.

Необратимость передачи связана с ее к. П. Д., зависящим от того, какое звено передачи является ведущим. Если угол подъема винтовой линии червяка меньше угла трения и ведущим является колесо, то к. П. Д. Передачи равен нулю и она является самотормозящей.



Рис. 28. Червячный редуктор а — общий вид; б — принципиальная схема

Применение такой передачи в механизмах передвижения и вращения (без предохранительных муфт) будет вызывать сильные толчки при остановке.

Цепные передачи

Цепная передача состоит из ведущей и ведомой звездочек и соединяющей их цепи. Она служит для передачи вращения на значительные расстояния и имеет постоянное передаточное число.

Наиболее целесообразны цепные передачи, работающие с окружной скоростью 10—15 м/сек и передаточным числрм до 6—7.

Наибольшее распространение получили одно- и многорядные втулочно-роликовые цепные передачи.

Втулочно-роликовая цепь (рис. 29, а) состоит из пластин, соединенных валиком 2, втулок 4 и роликов 5. Втулки свободно вращаются на валиках, а ролики — на втулках.

Бесшумная плавная работа цепных передач достигается применением многорядных зубчатых цепей (рис. 29, б).



Рис. 29. Цепи а — втулочно-роликовая; б — зубчатая

Основной недостаток цепных передач — вытяжка цепи, вызванная износом шарниров и удлинением ее звеньев.

В современных грузоподъемных машинах цепные передачи применяются для осуществления кинематической несиловой связи вспомогательных механизмов с приводом.
4 типы механических передач их назначение и характеристика

Механическая передача – механизм, превращающий кинематические и энергетические параметры двигателя в необходимые параметры движения рабочих органов машин и предназначенный для согласования режима работы двигателя с режимом работы исполнительных органов. [1]

Типы механических передач:

• 
  Зубчатые (цилиндрические, конические);
  
• 
  Винтовые (винтовые, червячные, гипоидные);
  
• 
  С гибкими элементами (ременные, цепные);
  
• 
  Фрикционные (за счёт трения, применяются при плохих условиях работы).
  

В зависимости от соотношения параметров входного и выходного валов передачи разделяют на:

• 
  Редукторы (понижающие передачи) – от входного вала к выходному уменьшают частоту вращения и увеличивают крутящий момент;
  
• 
  Мультипликаторы (повышающие передачи) – от входного вала к выходному увеличивают частоту вращения и уменьшают крутящий момент.
  

Зубчатая передача – это механизм или часть механизма механической передачи, в состав которого входят зубчатые колёса. При этом усилие от одного элемента к другому передаётся с помощью зубьев. [2]

Зубчатые передачи предназначены для:

• 
  Передачи вращательного движения между валами, которые могут иметь параллельные, пересекающиеся или скрещивающиеся оси;
  
• 
  Преобразования вращательного движения в поступательное, и наоборот (передача “рейка-шестерня”).
  

Зубчатое колесо передачи с меньшим числом зубьев называется шестернёй, второе колесо с большим числом зубьев называется колесом.

Зубчатые передачи классифицируют по расположению валов:

• 
  С параллельными осями (цилиндрические с внутренним и внешним зацеплениями);
  
• 
  С пересекающимися осями (конические);
  
• 
  С перекрестными осями (рейка-шестерня).
  

Цилиндрические зубчатые передачи (рисунок 1) бывают с внешним и внутренним зацеплением. В зависимости от угла наклона зубьев выполняют прямозубые и косозубые колёса. С увеличением угла повышается прочность косозубых передач (за счёт наклона увеличивается площадь контакта зубьев, уменьшаются габариты передачи). Однако в косозубых передачах появляется дополнительная осевая сила, направленная вдоль оси вала и создающая дополнительную нагрузку на опоры. Для уменьшения этой силы угол наклона ограничивают 8-20°. Этот недостаток исключён в шевронной передаче.



Рисунок 1 – основные виды цилиндрических зубчатых передач

Конические зубчатые передачи (рисунок 2) применяют в тех случаях, когда оси валов пересекаются под некоторым углом, чаще всего 90°. Конические передачи более сложны в изготовлении и монтаже, чем цилиндрические. Нагрузочная способность конической прямозубой передачи составляет приблизительно 85% цилиндрической. Для повышения нагрузочной способности конических колёс применяют колёса с непрямыми (тангенциальными, круговыми) зубьями.



Рисунок 2 – конические зубчатые передачи

Достоинства зубчатых передач:

• 
  Компактность;
  
• 
  Возможность передавать большие мощности;
  
• 
  Большие скорости вращения;
  
• 
  Постоянство передаточного отношения;
  
• 
  Высокий кпд.
  

Недостатки зубчатых передач:

• 
  Сложность передачи движения на значительные расстояния;
  
• 
  Жёсткость передачи;
  
• 
  Шум во время работы;
  
• 
  Необходимость в смазке.
  

Червячные передачи (рисунок 3) применяют для передачи движения между перекрещивающимися осями, угол между которыми, как правило, составляет 90°. Движение в червячных передачах передается по принципу винтовой пары.



Рисунок 3 – червячная передача

В отличие от большинства разновидностей зубчатых в червячной передаче окружные скорости на червяке и на колесе не совпадают. Они направлены под углом и отличаются по значению. При относительном движении начальные цилиндры скользят. Большое скольжение является причиной низкого кпд, повышенного износа и заедания. Для снижения износа применяют специальные антифрикционные пары материалов: червяк – сталь, венец червячного колеса – бронза (реже – латунь, чугун).

Достоинства червячных передач:

• 
  Большие передаточные отношения;
  
• 
  Плавность и бесшумность работы;
  
• 
  Высокая кинематическая точность;
  
• 
  Самоторможение.
  

Недостатки червячных передач:

• 
  Низкий кпд;
  
• 
  Высокий износ, заедание;
  
• 
  Использование дорогих материалов;
  
• 
  Высокие требования к точности сборки.
  

Для передачи движения между сравнительно далеко расположенными друг от друга валами применяют механизмы, в которых усилие от ведущего звена к ведомому передаётся с помощью гибких звеньев. В качестве гибких звеньев применяются: ремни, шнуры, канаты разных профилей, провода, стальную ленту, цепи различных конструкций.

Передачи с гибкими звеньями могут обеспечивать постоянное и переменное передаточное отношения со ступенчатым или плавным изменением его величины.

Для сохранности постоянства натяжения гибких звеньев в механизмах применяются натяжные устройства: ролики, пружины, противовесы и т.п.

Различают следующие разновидности передач с гибкими звеньями:

• 
  По способу соединения гибкого звена с остальными:
  
  • 
    Фрикционные;
    
  • 
    С непосредственным соединением;
    
  • 
    С зацеплением;
    
• 
  По взаимному расположению валов и направлению их вращения:
  
  • 
    Открытые;
    
  • 
    Перекрёстные;
    
  • 
    Полуперекрёстные;
    

Ременная передача (рисунок 4) состоит из двух шкивов, закреплённых на валах, и ремня, охватывающего эти шкивы. Нагрузки передается за счёт сил трения, возникающих между шкивами и ремнём вследствие натяжения последнего.

В зависимости от формы поперечного перереза ремня различают передачи:

• 
  Плоскоременную;
  
• 
  Клиноременную (получили наиболее широкое применение);
  
• 
  Круглоременную.
  

Рисунок 4 – ременная передача

Наибольшие преимущества наблюдаются в передачах с зубчатыми (поликлиновыми) ремнями.

Достоинства ременных передач:

• 
  Возможность передачи движения на значительные расстояния;
  
• 
  Плавность и бесшумность работы;
  
• 
  Защита механизмов от колебаний нагрузки вследствие упругости ремня;
  
• 
  Защита механизмов от перегрузки за счёт возможного проскальзывания ремня;
  
• 
  Простота конструкции и эксплуатации (не требует смазки).
  

Недостатки ременных передач:

• 
  Повышенные габариты (при равных условиях диаметры шкивов в 5 раз больше диаметров зубчатых колёс);
  
• 
  Непостоянство передаточного отношения вследствие проскальзывания ремня;
  
• 
  Повышенная нагрузка на валы и их опоры, связанная с большим предварительным натяжением ремня (в 2-3 раза больше, чем у зубчатых передач);
  
• 
  Низкая долговечность ремней (1000-5000 часов).
  

Цепная передача (рисунок 5) основана на принципе зацепления цепи и звёздочек. Цепная передача состоит из:

• 
  Ведущей звёздочки;
  
• 
  Ведомой звёздочки;
  
• 
  Цепи, которая охватывает звёздочки и зацепляется за них зубьями;
  
• 
  Натяжных устройств;
  
• 
  Смазывающих устройств;
  
• 
  Ограждения.
  

Рисунок 5 – цепные передачи: а) с роликовой цепью; б) с зубчатой пластинчатой цепью

Область применения цепных передач:

• 
  При значительных межосевых расстояниях;
  
• 
  При передаче от одного ведущего вала нескольким ведомым;
  
• 
  Когда зубчатые передачи неприменимы, а ременные недостаточно надёжны.
  

По типу применяемых цепей бывают:

• 
  Роликовые;
  
• 
  Втулочные (лёгкие, но большой износ);
  
• 
  Роликовтулочные (тяжёлые, но низкий износ);
  
• 
  Зубчатые пластинчатые (обеспечивают плавность работы).
  

Достоинства цепных передач (по сравнению с ременной передачей):

• 
  Большая нагрузочная способность;
  
• 
  Отсутствие скольжения и буксования, что обеспечивает постоянство передаточного отношения и возможность работы при кратковременных перегрузках;
  
• 
  Принцип зацепления не требует предварительного натяжения цепи;
  
• 
  Могут работать при меньших межосевых расстояниях и при больших передаточных отношениях.
  

Недостатки цепных передач связаны с тем, что звенья располагаются на звёздочке не по окружности, а по многоугольнику, что влечёт:

• 
  Износ шарниров цепи;
  
• 
  Шум и дополнительные динамические нагрузки;
  
• 
  Необходимость обеспечения смазки.
  

Фрикционная передача – кинематическая пара, использующая силу трения для передачи механической энергии (рисунок 6). [3]

Рисунок 6 – фрикционные передачи

Трение между элементами может быть сухое, граничное, жидкостное. Жидкостное трение наиболее предпочтительно, так как значительно увеличивает долговечность фрикционной передачи.

Фрикционные передачи делятся:

• 
  По расположению валов:
  
  • 
    С параллельными валами;
    
  • 
    С пересекающимися валами;
    
• 
  По характеру контакта:
  
  • 
    С внешним контактом;
    
  • 
    С внутренним контактом;
    
• 
  По возможности варьирования передаточного отношения:
  
  • 
    Нерегулируемые;
    
  • 
    Регулируемые (фрикционный вариатор);
    
• 
  При наличии промежуточных тел в передаче по форме контактирующих тел:
  
  • 
    Цилиндрические;
    
  • 
    Конические;
    
  • 
    Сферические;
    
  • 
    Плоские.