Реферат на тему классификация механизмов

Обновлено: 05.07.2024

Поскольку степень подвижности групп Ассура равна нулю, степень подвижности механизма равна числу начальных (ведущих звеньев) или числу механизмов 1-го класса. Например, для механизмов, представленных на рис. 3.11, а, б, степень подвижности W= +0=1. При двух механизмах первого класса и одной присоединенной группе (рис. 3.11,6?) степень подвижности механизма равна IV= + 0+1 = 2. По классификации И… Читать ещё >

Классификация плоских механизмов ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

В основу классификации положено требование единства методики кинематического и силового анализа механизмов. Этому требованию соответствует структурная классификация механизмов, разработанная профессором Л. В. Ассуром в 1916 году и получившая дальнейшее развитие в трудах академика И. И. Артоболевского . Основная идея Л. В. Ассура состоит в том, что любой механизм может быть создан путем присоединения к начальному звену (или начальным звеньям) и стойке кинематических цепей нулевой подвижности, называемых структурными группами (группами Ассура) [3, с. 13].

По классификации И. И. Артоболевского начальное звено и стойка, образующие кинематическую пару пятого класса, являются механизмом 1-го класса (рис. 3.9). Группой Ассура называется кинематическая цепь, степень подвижности которой после присоединения ее свободных элементов к стойке равна нулю при условии, что она не распадается на более простые группы Ассура.

На рис. 3.10, а, б, в представлены простейшие группы, состоящие из двух звеньев. Для них IV = Ъп — 2р₅ = 3 • 2 — 2 • 3 = 0, если свободные элементы присоединить к стойке (рис. 3.10, б). В этом случае группа превращается в ферму.

Для групп с парами только 5-го класса.

при этом п и р₅ — целые числа.

На рис. 3.11 представлены механизмы, образованные путем присоединения к механизму 1-го класса и стойке групп Ассура.

Поскольку степень подвижности групп Ассура равна нулю, степень подвижности механизма равна числу начальных (ведущих звеньев) или числу механизмов 1-го класса. Например, для механизмов, представленных на рис. 3.11, а, б, степень подвижности W= +0=1. При двух механизмах первого класса и одной присоединенной группе (рис. 3.11,6?) степень подвижности механизма равна IV= + 0+1 = 2.

Класс группы определяется наивысшим по классу контуром, входящим в ее состав.

Порядок группы равен числу свободных элементов кинематических пар, которыми группа присоединяется к механизму.

На рис. 3.12 представлены группы Ассура различных классов. Звеньями этих групп образованы контуры:

в группе АВС (см. рис 3.12, а) — контур А В или ВС содержит 2 кинематические пары, следовательно, является контуром 2-го класса;

в группе ABCDEF(рис. 3.12, б) — контур ВСЕ 3-го класса; в группе ABGDEF(рис. 3.12, в) — контур BCEF4-го класса; в группе ABCDEFGHKLMN (рис 3.12, г) можно отыскать два контура 5-го класса BCDEF и DGLNH, которые содержат по 5 кинематических пар.

Сочетание чисел п = 2 и р₅ = 3 характерно для структурных групп 2-го класса, сочетание п = 4, р₅ = 6 при наличии трех поводков и одного базисного звена — для групп 3-го класса.

В практике синтеза механизмов наибольшее распространение получили группы второго класса. В зависимости от числа и взаимного расположения вращательных и поступательных кинематических пар различают 5 видов структурных групп 2-го класса (табл. 3.2).

Машина – устройство, создаваемое человеком для преобразования энергии, материалов и информации с целью облегчения физического и умственного труда. Классификация механизмов по конструктивным признакам. Двухзвенный рычажный механизм. Виды ведомых звеньев.

Рубрика	Физика и энергетика
Вид	лабораторная работа
Язык	русский
Дата добавления	28.03.2017
Размер файла	228,6 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

"Тюменский государственный нефтегазовый университет"

Кафедра "Прикладная механика"

Лабораторная работа

Обзор основных видов механизмов

Основные определения и понятия

МАШИНА - устройство, создаваемое человеком для преобразования энергии, материалов и информации с целью облегчения физического и умственного труда, увеличения его производительности и частичной или полной замены человека в его трудовых и физиологических функциях.

МЕХАНИЗМ - система тел, предназначенная для преобразования движения одного или нескольких твердых тел в требуемые движения других тел.

ЗВЕНО - одна или несколько неподвижно соединенных друг с другом деталей, входящих в механизм и движущихся, как одно целое.

КРИВОШИП - звено кривошипного механизма, совершающее циклическое вращательное движение на полный оборот вокруг неподвижной оси. Используется для преобразования кругового движения в возвратно-поступательное и наоборот.

КОРОМЫСЛО (МЕХАНИКА) - звено, имеющее общую кинематическую пару со стойкой и не совершающее полный оборот вокруг своей оси.

СТОЙКА - неподвижное звено механизма.

Ползун - деталь кривошипно-ползунного механизма, совершающая возвратно-поступательное движение по неподвижным направляющим.

КУЛИСА - звено кулисного механизма, вращающееся вокруг неподвижной оси и образующее с другим неподвижным звеном (ползуном) поступательную пару.

КИНЕМАТИЧЕСКАЯ ПАРА - подвижное сопряжение двух твердых звеньев, налагающее ограничение на их относительное движение условиями связи.

КИНЕМАТИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ - это связанная система объектов, образующих между собой кинематические пары.

МАШИННЫЙ АГРЕГАТ - совокупность взаимосвязанных механизмов.

Классификация механизмов по конструктивным признакам

1. РЫЧАЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Рычажными механизмами называют механизмы, в которые входят жесткие звенья, соединенные между собой вращательными и поступательными кинематическими парами.

· Простейшим рычажным механизмом является двухзвенный механизм, состоящий из неподвижного звена-стойки 2 (Рисунок 1.1) и подвижного рычага 1, имеющего возможность вращаться вокруг неподвижной оси (обычно это начальный механизм).

Рисунок 1.1 Двухзвенный рычажный механизм

Механизм шарнирного четырехзвенника, состоящего из трех подвижных звеньев 1, 2, 3 и одного неподвижного звена 4 (Рисунок 1.2). Звено 1, соединенное со стойкой, может совершать полный оборот и носит название кривошипа. Вращательное движение кривошипа посредством шатуна преобразуется в качательное движение коромысла.

Рисунок 1.2 Кривошипно-коромысловый механизм

· Кривошипно-ползунный механизм (Рисунок 1.3)

Рисунок 1.3 Кривошипно-ползунный механизм

1-кривошип, 2- шатун, 3- ползун, 4- стойка

В этом механизме вместо коромысла устанавливается ползун, движущийся в неподвижной направляющей.

· Кривошипно-кулисный механизм (рисунок 1.4)

Кривошип 1, вращаясь вокруг оси, через кулисный камень 2 заставляет кулису 3 совершать качательное движение. При этом кулисный камень относительно кулисы движется возвратно-поступательно.

Рисунок 1.4 Кривошипно-кулисный механизм

Кулачковые механизмы

Кулачковые механизмы - преобразующие механизмы, изменяющие характер движения. В машиностроении широко распространены кулачковые механизмы, преобразующие вращательное движение в возвратно-поступательное и возвратно-качательное. Кулачковые механизмы, как и другие виды механизмов, подразделяют на плоские и пространственные.

Кулачок - деталь кулачкового механизма с профилированной поверхностью скольжения, чтобы при своем вращательном движении передавать сопряженной детали (толкателю или штанге) движение с заданным законом изменения скорости. Геометрическая форма кулачков может быть различной: плоской, цилиндрической, конической, сферической и более сложной.

Плоские кулачковые механизмы для удобства рассмотрения разобьем на механизмы в зависимости от движения выходного звена на два вида:

1. Кулачковый механизм с поступательно движущимся толкателем (ползуном).

Рисунок 2.1. Механизм с поступательно-движущимся толкателем

Рисунок 2.2. Кулачковый механизм с поворачивающимся толкателем

1-кулачок, 2-толкатель, 3-ролик

Кулачковые механизмы имеют разновидности в зависимости от геометрических форм элемента выходного (ведомого) звена и взаимного расположения толкателя и кулачка. Например, кулачковый механизм, показанный на Рисунок 2.1 может иметь разные виды ведомых звеньев (Рисунок 2.3). машина энергия механизм рычажный

Рисунок 2.3 Виды ведомых звеньев, применяемые для кулачковых механизмов с поступательно движущимся выходным звеном:

а) толкатель с острием; б) с плоскостью; в) толкатель с роликом;

г) толкатель со сферическим наконечником.

Фрикционные механизмы

В фрикционных механизмах передача вращательного движения между звеньями (катками - роликами) осуществляется вследствие трения возникающего между ними.

На Рисунке 3.1 показан фрикционный механизм с цилиндрическими катками. Передача движения от ведущего катка 1 к ведомому катку 2 осуществляется силой трения, возникающей под действием пружины с силой равной Q.

В процессе эксплуатации фрикционных механизмов, вследствие перегрузки или попадания масла на них, может наблюдаться проскальзывание одного катка относительно другого. Поэтому фрикционные механизмы не обеспечивают постоянства передаточного отношения между ведущим и ведомым валами, что является существенным недостатком, который отсутствует у зубчатых механизмов.

Рисунок 3.1 Фрикционный механизм с цилиндрическими катками

Зубчатые механизмы

Самое широкое применение в машинах и приборах находят зубчатые механизмы, которые позволяют передавать вращательные движения от одного вала к другому с заданными угловыми скоростями.

В зависимости от расположения осей валов, между которыми осуществляется вращательное движение при постоянном значении передаточного отношения, различают передачи:

1. При параллельных валах

2. При пересекающихся валах

3. При скрещивающихся валах

Подобные документы

Аналитические выражения как основа методов измерений мощности и энергии в цепях постоянного и однофазного тока. Характеристика и устройство приборов, использование электродинамических и ферродинамических механизмов. Измерение энергии в трехфазных цепях.

курсовая работа [883,3 K], добавлен 10.05.2012

Характеристика устройств преобразования различных видов энергии в электрическую и для длительного хранения энергии. Использование мускульной силы человека для обеспечения автономного функционирования систем электрического питания при помощи велотренажера.

научная работа [270,6 K], добавлен 23.02.2013

Принцип действия электрических машин на основе гидрогенератора, сфера его применения в электроэнергетике. Основные законы электротехники на которых основаны процессы электрического и электромеханического преобразования энергии. Системы возбуждения.

реферат [346,3 K], добавлен 21.11.2013

Солнечные электростанции как один из источников преобразования электроэнергии, принципы и закономерности их функционирования, внутреннее устройство и элементы. Порядок преобразования солнечной энергии в электрическую. Оценка энергетической эффективности.

презентация [540,5 K], добавлен 22.10.2014

Общее устройство и классификация трансформаторов. Осуществление преобразования энергии с помощью переменного магнитного поля. Конструктивные особенности некоторых видов трансформаторов. Практическое применение и расчет сетевого (силового) трансформатора.

Актуальность работы. Механизм являет собой искусственно создаваемую кинематическую цепь, которая выполняет вполне определенные движения.
В простейшей интерпретации: механизм являет собой кинематическую цепь + двигатель. Из этого следует, что в любом механизме есть одна или несколько ведущих связей. Поэтому ясно, что сумма элементарных работ всех внешних сил, применяемых к ведущему звену, положительна, а для ведомого звена равна нулю.
Чтобы подробнее разобраться в деталях механизмов, необходимо разобрать в их типах, и для этого необходимо классифицировать механизмы.
Цель работы: рассмотреть классификацию механизмов.
Объект исследования: механизмы.
Предмет исследования: особенности классификации механизмов.
Для осуществления поставленной цели необходимо решить задачи:
- рассмотреть механизм и его элементы;
- выполнить классификацию механизмов и их особенности;
- сделать анализ классификации механизмов;
- разобрать формирование механизмов путем наложения структурных групп.

1.Механизм и его элементы
В различной литературе применяются множество формулировок механизма:
Во-первых: механизм являет собой систему твердых тел, предназначенную для передачи и передачи данных из одного или нескольких тел в желаемые движения других физических тел [4].
Во-вторых: механизм являет собой кинематическую связь, которая включает стационарное звено (положение), и вдобавок число степеней свободы и разделение указанных координат, объясняющих размещение сетей относительно столбца [1].
В-третьих: механизм является устройством для передачи и трансформирования энергий и движений всякого типа [3].
В-четвертых: Механизм являет собой систему твердых тел, какие подвижно соединенных контактом и движущихся определенным образом по отношению к одному из них, взятых за неподвижное [4].
В этих определениях использовались ранее не сформулированные термины:
Звено - это прочное тело или порядок прочно установленных тел, которая является механизмом.
Кинематическая цепь являет собой систему связей, образующих кинематические пары.
Кинематическая пара являет собой мобильную компоновку двух звеньев, что позволяет их соответственное движение.
Стойка - это звено, какое при рассмотрении механизма берется как стационарное.
Число степеней подвижности или свободы механизма - это число самостоятельных суммированных координат, которое однозначно определяет состояние всех его связей в пространстве или на плоскости.
Из теоретической механики: системы материальных тел (позиций), позиции и движения которых подчиняются политическим или кинематическим ограничениям, которые заранее предопределены и не зависят от исходных установленных сил и условий, называются не свободными. Эти ограничения, налагаемые на систему и делающие ее несвободными, называются соединениями. Размещение точек системы, разрешаемыми ограничениями, наложенными на нее, называются возможными. Значение q1, q2, . qn, самостоятельны друг от друга, которые полностью и однозначно описывают систему в произвольное время, именуются суммарными координатами системы.
Недостатки этих определений: первое не отражает способность трансформировать не только движение, но и силу; второе не содержит указаний на функцию, выполняемую механизмом. Оба определения противоречат определению технической системы. Учитывая это, мы приводим следующую формулировку понятия механизма:
Механизм являет собой систему, состоящую из кинематических пар и звеньев, формирующих разомкнутые или замкнутые цепи, которые предназначены для преобразования и передачи движений в требуемые смещения и силы на выходных звеньях.
Тут: входные ссылки - это ссылки, на которые передается это перемещение, и подобные силовые факторы (моменты или силы); выходными звеньями являются те, на которых получены требуемое движение и силы.
Исходная ссылка - это ссылка, координата которой взята как обобщенная ссылка. Первая кинематическая пара - пара, относительное положение звеньев в какой схожее как обобщенная координата.

2. Классификация механизмов и их особенности
Механизмы делятся по нижеупомянутым характеристикам:
По сфере использования и функциональному применению:
механизмы станков;
механизмы летательных аппаратов;
механизмы двигателей внутреннего сгорания;
механизмы кузнечных машин и прессов;
механизмы компрессоров;
механизмы промышленных роботов (манипулятороы);
механизмы насосов и т.д.
по виду передаточной функции на механизмы:
с постоянной передаточной функцией;
с переменной передаточной функцией:
с нерегулируемой (тангенсные, синусные,);
с регулируемой:
с бесступенчатым регулированием (вариаторы);
со ступенчатым регулированием (коробки передач);
по виду преобразования движения на механизмы преобразующие :
вращательное во вращательное:
мультипликаторы wвх wвых;
муфты wвх = wвых;
поступательное во вращательное;
вращательное в поступательное;
поступательное в поступательное.
по движению и расположению звеньев в пространстве:
плоские;
пространственные;
сферические.
Все механизмы есть пространственными механизмами, некоторые из механизмов, чьи связи передвигаются в плоскостях, параллельных одной плоскости, одновременно плоские, иная часть механизмов, звенья каких перемещаются по сферическим поверхностям любой отдельной сферы, также являются сферическими.

Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы

Рисунок 1
По трансформации структуры механизма на механизмы:
с изменяемой структурой;
с неизменяемой структурой;
В ходе работы кривошипно-ползунного механизма насоса его структурная схема всегда является постоянной . В механизмах манипуляторов во время работы структурная схема механизма может трансформироваться. Таким образом, если промышленный робот выполняет операции сборки, как пример, монтирует цилиндрическую деталь в отверстие, то при перемещении детали его манипулятор являет собой механизм с открытой или полуоткрытой кинематической цепью. В момент, когда деталь вставляется в отверстие, кинематическая цепь закрывается, структура механизма трансформируется, перемещаемость понижается на количество связей снова сформированной кинематической паре заготовки.

Структура манипулятора трансформируется также, когда в нескольких или одной кинематических парах запускается тормоз. Затем движущееся совмещение двух звеньев сменяется фиксированным, две звена трансформируются в одно. На рис.3 и 4 тормоз включен в пару С.

Рисунок 3
по числу подвижностей механизма:
с одной подвижностью W=1;
с несколькими подвижностями W>1:
разделяющие (дифференциальные);
суммирующие (интегральные);

Рисунок 4
по виду кинематических пар (КП):
с высшими КП ( хотя бы одна КП высшая );
с низшими КП ( все КП механизма низшие );
шарнирные (все КП механизма вращательные - шарниры).
по способу трансформации и передачи потока энергии:
зацеплением;
фрикционные ( сцепления );
волновые (формирование волновой деформации);
импульсные.
по форме, движению звеньев и конструктивному исполнению:
зубчатые ( рис.6);
рычажные ( рис.5);
планетарные ( рис. 8);
кулачковые ( рис. 7);
манипуляторы ( рис.2 -3).

3. Анализ классификации механизмов
На нынешний день в технике используются весьма огромное число механизмов, что их анализ неосуществим без классификации.
Механизмы возможно разделить по различным характеристикам:
По характеры перемещения звеньев в пространстве - пространственные и плоские механизмы.
По виду расположенных в них кинематических пар - механизмы с высшими и низшими парами.
По конструктивным признакам: механизмы с низшими парами - клиновые, винтовые, рычажные, с высшими парами - зубчатые, кулачковые, мальтийские, фрикционные, храповые.
По назначению - механизмы двигателей, передаточные механизмы и иные.
Случается в определениях механизмов видно принадлежность движения их звеньев, то есть классифицируют их по этому признаку. Например, кривошипно-коромысловый механизм: коромысло - качающее звено; кривошип - это звено, выполняющий полный оборот; кривошипно-ползунный.
Кулиса - подвижная ориентирующая для ползуна, может быть качающейся, вращающейся, поступательно движущейся.
Ползун - звено, выполняющее поступательное движение, кулисный механизм.
Все эти способы классификации механизмов делают легче задачу определения того или прочего типа механизма, облегчают его обобщенную оценку.
Но для силового и кинематического анализа механизма особо благоприятной есть структурная классификация механизмов, т.е. классификация по их структуре.
Особо обобщенная эта классификация спроектирована для плоских механизмов в работах Л. В. Ассура (1914-1918 г. г.) и И. И. Артоболевского.
Согласно с этой классификацией все механизмы, принадлежащих к одному классу, имеют единые методы силового и кинетического анализа, автономно от конструкции, специфики механизма.
Эта классификация основана на принципе формирования механизмов, сформулированных Л. В. Ассуром: всякий плоский механизм может быть сформирован путем поочередного присоединения к основному механизму и к стойке, а затем к ранее подключенным звеньям и к стойке кинематических цепей с нулевой степенью мобильности. Кинематическая цепь, для которой W = 0, называется структурной группой или группой Ассура. При подключении его со свободными элементами к стойке он превращается в неизмененную конструкцию (ферму).
Так как для структурной группы W=0 присоединение группы к механизму или её отсоединение не меняет степени подвижности механизма. В соответствии формулировки для структурной группы верно определение:
W= 3n- 2р5 = 0 (1)
(пары 4-го класса можно заменить звеном, входящим в 2 пары 5-го класса). Таким образом, количество звеньев в структурной группе и количество кинематических пар связаны уравнением:
р5 = 3n/2
Подставляя разные значения N, имеем:
N
2
4
6
И так далее
Р5
2
4
6
И так далее

Формируя кинематические цепи (группы) по этому принципу, можно выявить в их расположении простые замкнутые кинематические цепи - контуры (рисунок 9). Класс контура аналогичен числу кинематических пар, в какие входят звенья, формирующие контур.

Рисунок 9 - Примеры контуров.
На рисунке 9 АВС - контур 3-го класса, АВСД - контур 4-го класса

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Механизмы двигателей осуществляют преобразование различных видов энергии в механическую работу. Механизмы преобразователей (генераторов) осуществляют преобразование механической работы в другие виды энергии. К механизмам двигателей относятся механизмы двигателей внутреннего сгорания, паровых машин, электродвигателей, турбин и др. К механизмам преобразователей относятся механизмы насосов, компрессоров, гидроприводов и др.

Передаточные механизмы (привод) имеют своей задачей передачу движений от двигателя к технологической машине или исполнительным механизмам. Задачей передаточных механизмов является уменьшение частоты вращения вала двигателя до уровня частоты вращения основного вала технологической машины. Например, редуктор.

Исполнительными механизмами называются те механизмы, которые непосредственно воздействуют на обрабатываемую среду или объект. В их задачу входит изменение формы, состояния, положения и свойств, обрабатываемых среды или объекта. К исполнительным механизмам, например, относятся механизмы прессов, деформирующих обрабатываемый объект, механизмы грохотов в энергозерноочистительных машинах, разделяющих среду, состоящую из зерна и соломы, механизмы металлообрабатывающих станков и т.д.

Механизмами управления, контроля и регулирования называются различные механизмы и устройства для контроля размеров обрабатываемых объектов, например, механические щупы, следующие за фрезой, обрабатывающей криволинейную поверхность, и сигнализирующие об отклонении фрезы от заданной программы обработки; регуляторы, реагирующие на отклонение угловой скорости главного вала машины и устанавливающие нормальную заданную угловую скорость этого вала и т.д. К этим же механизмам относятся и измерительные механизмы по контролю размеров, давления, уровней жидкостей и т.д.

К механизмам подачи, транспортировки, питания и сортировки обрабатываемых сред и объектов относятся механизмы винтовых шнеков, скребковых и ковшевых элеваторов для транспортировки и подачи сыпучих материалов, механизмы загрузочных бункеров для штучных заготовок, механизмы подачи пруткового материала в высадочных автоматах, механизмы сортировки готовой продукции по размерам, весу и конфигурации и т.д.

Механизмы автоматического счета, взвешивания и упаковки готовой продукции применяются в машинах выпускающих массовую штучную продукцию. Эти механизмы могут быть и исполнительными механизмами, если они входят в специальные машины, предназначаемые для этих операций. Например, в машинах для расфасовки чая механизмы взвешивания и упаковки являются исполнительными механизмами.

Несмотря на разницу в функциональном назначении механизмов отдельных видов, в их строении, кинематике и динамике много общего.

Например, механизм поршневого двигателя, механизм кривошипного пресса и механизм привода ножа косилки имеют в своей основе один и тот же кривошипно-ползунный механизм. Механизм привода резца строгального станка и механизм роторного насоса имеют в своей основе один и тот же кулисный механизм. Механизм редуктора, передающего движение от двигателя самолета к его винту, и механизм дифференциала автомобиля имеют в своей основе зубчатый механизм.

1.2.3 Соотношения между угловыми скоростями, мощностями и крутящими моментами на валах зубчатой передачи

Передаточное отношение от колеса 1 к колесу n

где ω1 – угловая скорость вала 1,

ωn – угловая скорость вала n.

КПД зубчатой передачи:

где Р1 – мощность на валу 1 (входном),

Рn – мощность на валу n (выходном).

1.3.5 Трение в кинематических парах. Виды и характеристики трения: трение качения, трение скольжения. Понятия о коэффициентах трения скольжения и трения качения. Угол трения

Когда одно тело соприкасается с другим, то независимо от их физического состояния возникает явление, называемое трением, которое представляет собой сложный комплекс механических, физических и химических явлений. В зависимости от характера относительного движения тел различают трение скольжения – внешнее трение при относительном скольжении соприкасающихся тел и трение качения - внешнее трение при относительном качении соприкасающихся тел. Сила, препятствующая относительному движению контактирующих тел, называется силой трения.

Сила трения скольжения уменьшается, если соприкасающиеся тела смазаны специальными смазочными материалами, причём, если материал – жидкость, полностью разделяющая контактирующие поверхности, то трение называется жидкостным. При совершенном отсутствии смазки имеет место сухое трение. Если смазывающая жидкость не полностью разделяет трущиеся поверхности, то трение называется полужидкостным или полусухим в зависимости от того, какой из двух видов трения преобладает.

1. Сила трения скольжения пропорциональна нормальному давлению.

2. Трение зависит от материалов и состояния трущихся поверхностей.

3. Трение почти не зависит от величины относительной скорости трущихся тел.

4. Трение не зависит от величины поверхностей касания трущихся тел.

5. Трение покоя больше трения движения.

6. Трение возрастает с увеличением времени предварительного контакта соприкасающихся поверхностей.

При трении скольжения несмазанных тел, коэффициент трения зависит от нормального давления. В большинстве технических расчетов пользуются формулой

где f – среднее значение коэффициента трения, определяемого из опыта и принимаемого постоянным.

FT – сила трения.

Fn – нормальное давление.

При трении скольжения смазанных тел вводят понятие коэффициента жидкостного трения, который зависит от скорости υ движения слоев смазки друг относительно друга, от нагрузки р и от коэффициента вязкости μ.

При качении необходимо преодолеть некоторый момент МТ, называемый моментом трения качения, величина которого равна:

где: k – плечо трения качения или коэффициент трения качения, имеет размерность длины. Определяется опытным путем для различных материалов.

При трении скольжения коэффициент трения и угол трения связаны следующей зависимостью:

где φ – угол трения.

ременный передача скорость вал зубчатый

2.1.1 Разъемные соединения. Разновидности разъемных соединений. Области применения различных типов разъемных соединений

Разъёмными называют соединения, разборка которых происходит без нарушения целостности составных частей изделий. Наиболее распространёнными в машиностроении видами разъёмных соединений являются: резьбовые, шпоночные, шлицевые, клиновые, штифтовые и профильные.

Резьбовым называют соединение составных частей изделия с применением детали, имеющей резьбу. Например, болтовое, шпилечное, винтовое.

Резьбовые соединения широко применяются в машиностроении и приборостроении для неподвижного закрепления деталей относительно друг друга. Например, закрепление электродвигателя и редуктора на раме.

Шпоночными соединениями называют разъёмные соединения составных частей изделий с применением шпонок. Шпоночные соединения состоят из вала, шпонки и ступицы колеса. Шпонка представляет собой стальной брус, который вставляется в пазы вала и ступицы. Она служит для передачи вращающего момента между валом и ступицей колеса, шкива, звездочки. Шпоночные соединения широко применяются во всех отраслях машиностроения при малых нагрузках и необходимости легкой сборки, разборки. Например, крепление зубчатого колеса на валу редуктора.

Шлицевые соединения образуются выступами – зубьями на валу и соответствующими впадинами - шлицами в ступице. Рабочими поверхностями являются боковые грани зубьев. Шлицевое соединение условно можно рассматривать как многошпоночное. Шлицевые соединения широко распространены в машиностроении. Применяются там же, где и шпоночные соединения, но при более больших нагрузках.

Клиновые соединения по назначению различают: силовые, в которых клинья, называемые крепежными, служат для прочного соединения деталей машин, и установочные, в которых клинья, называемые соответственно установочными, предназначены для регулирования и установки деталей машин в нужном положении. Силовые клиновые соединения применяют, например, при скреплении клином стержня со втулкой. Установочные клинья применяют для регулировки и установки подшипников валков прокатных станов и т. п. Широко используются в машиностроении.

Штифтовые соединения применяют для крепления деталей (соединение вала со втулкой) или для взаимного ориентирования деталей, которые крепят друг к другу винтами или болтами (соединение крышки и корпуса редуктора, соединение стойки и основания и др.).

Профильное соединение - соединение деталей машин по поверхности их взаимного контакта, имеющей плавный некруглый контур. Образующая поверхность профильного соединения может быть расположена как параллельно осевой линии вала, так и наклонно к ней. В последнем случае соединение наряду с крутящим моментом может передавать также и осевую нагрузку.

Профильные соединения используются для передачи больших крутящих моментов в коробках скоростей автомобилей, тракторов и станков взамен шлицевых и шпоночных соединений. Такие соединения применяются также для передачи крутящего момента на режущий инструмент (насадные фрезы, сверла, зенкеры, развертки).

Профильные соединения надежны, но не технологичны, поэтому их применение ограничено.

2.2.1 Ременные передачи. Общие сведения, принцип действия и классификация. Технические характеристики и область применения ременных передач

Ременная передача состоит из двух шкивов, закрепленных на валах, и ремня, охватывающего шкивы. Нагрузка передается силами трения, возникающими между шкивами и ремнем вследствие натяжения последнего.

Ременные передачи классифицируют по следующим признакам.

1. По форме сечения ремня:

- с зубчатыми ремнями;

- с поликлиновыми ремнями.

2. По взаимному расположению осей валов:

- с параллельными осями;

- с пересекающимися осями — угловые;

- со скрещивающимися осями.

3. По направлению вращения шкива:

- с одинаковым направлением (открытые и полуоткрытые);

- с противоположными направлениями (перекрестные).

4. По способу создания натяжения ремня:

- с натяжным роликом;

- с натяжным устройством.

5. По конструкции шкивов:

- с однорядными шкивами;

- со ступенчатыми шкивами.

Ременные передачи применяют в тех случаях, когда по условиям конструкции валы расположены на значительных расстояниях. Мощность современных передач не превышает 50 кВт. В комбинации с зубчатой передачей ременную передачу устанавливают обычно на быстроходную ступень, как менее нагруженную. В современном машиностроении наибольшее распространение имеют клиновые ремни. Плоские ремни новой конструкции получают распространение в высокоскоростных передачах. Круглые ремни применяют только для малых мощностей: в приборах, машинах домашнего обихода.

Ременные передачи применяются для привода агрегатов от электродвигателей малой и средней мощности; для привода от маломощных двигателей внутреннего сгорания. Наибольшее распространение в машиностроении находят клиноременные передачи (в станках, автотранспортных двигателях и т. п.). Эти передачи широко используют при малых межосевых расстояниях и вертикальных осях шкивов, а также при передаче вращения несколькими шкивами. При необходимости обеспечения ременной передачи постоянного передаточного числа и хорошей тяговой способности рекомендуется устанавливать зубчатые ремни.

Основными критериями работоспособности ременных передач являются: тяговая способность, определяемая силой трения между ремнем и шкивом, долговечность ремня, которая в условиях нормальной эксплуатации ограничивается разрушением ремня от усталости.

Основные характеристики ременных передач: КПД, скольжение ремня, скорости вращения, моменты, мощности на ведущем и ведомом шкивах.

2.3.9 Опишите конструкции наиболее распространенных типов глухих и компенсирующих муфт. Укажите области их применения, достоинства и недостатки

Глухие муфты образуют жесткое и неподвижное соединение валов. Они не компенсируют ошибки изготовления и монтажа, требуют точной центровки валов.

Муфта втулочная – простейший представитель глухих муфт. Скрепление втулки с валами выполняют с помощью штифтов, шпонок или шлицов. Втулочные муфты применяют в легких машинах при диаметрах валов до 60…70 мм. Они отличаются простотой конструкции и малыми габаритами. Прочность муфты определяется прочностью штифтового, шпоночного или шлицевого соединения, а также прочностью втулки.

Муфта фланцевая состоит из двух полумуфт, соединенных болтами, которые ставятся с зазором или без зазора. В первом случае крутящий момент передается силами трения, возникающими в стыке полумуфт от затяжки болтов, во втором случае – непосредственно болтами, работающими на срез и смятие. Болты, поставленные без зазора, выполняют функцию центровки валов. В другом случае для этого служит специальный центрующий выступ. Фланцевые муфты широко распространены в машиностроении. Их применяют для соединения валов диаметром до 200 мм и более. Достоинством таких муфт являются простота конструкции и сравнительно небольшие габариты.

Для понижения требований к точности расположения валов и уменьшения вредных нагрузок на валы и опоры применяют компенсирующие муфты. Компенсация достигается: вследствие подвижности практически жестких деталей – компенсирующие жесткие муфты; за счет деформации упругих деталей – упругие муфты. Наибольшее распространение из групп компенсирующих жестких муфт получили кулачково-дисковая и зубчатая. Также широкое распространение имеют крестово-шарнирные муфты. Их используют для соединения валов с большой угловой несоосностью.

Кулачково-дисковая муфта состоит из двух полумуфт и промежуточного диска. На внутреннем торце каждой полумуфты образовано по одному диаметрально расположенному пазу. На обоих торцах диска выполнено по одному выступу, которые расположены по взаимно перпендикулярным диаметрам. У собранной муфты выступы диска располагаются в пазах полумуфт. Таким образом, диск соединяет полумуфты. Перпендикулярное

положение пазов позволяет муфте компенсировать эксцентриситет и перекос валов. При этом выступы скользят в пазах, а центр диска описывает окружность. Эти муфты рекомендуется применять в основном для компенсации эксцентриситета.

Зубчатая муфта состоит из двух полумуфт с наружными зубьями и разъемной обоймы с двумя рядами внутренних зубьев. Муфта компенсирует все виды несоосности валов. С этой целью выполняют торцовые зазоры и увеличенные боковые зазоры в зацеплении, а зубчатые венцы полумуфт обрабатывают по сферам радиусами, центры которых располагают на осях валов. Зубчатые муфты обладают компактностью и хорошими компенсирующими свойствами. Их применяют для передачи больших крутящих моментов.

Упругие муфты состоят из двух полумуфт, связанных упругим элементом. Упругая связь полумуфт позволяет: компенсировать несоосность валов; изменить жесткость системы в целях устранения резонансных колебаний при периодически изменяющейся нагрузке, снизить ударные перегрузки. По материалу упругих элементов эти муфты делят на две группы: с металлическими и неметаллическими упругими элементами.

Муфта с цилиндрическими пружинами состоит из обода с ребром и ступицы с дисками. Ребро обода размещается между дисками так, что возможен относительный поворот этих деталей. Ребро и диски имеют одинаковые фасонные вырезы, в которые закладывают пружины с ограничителями. С торцов муфту закрывают дисками, которые прикрепляют к ступице или ободу для предохранения пружины и ограничителей от выпадения и загрязнения. Такие муфты целесообразно применять как упругие звенья в системе соединения валов с зубчатыми колесами или цепными звездочками, а также для соединения валов.

Муфта зубчато-пружинная или муфта со змеевидными пружинами. Состоит из двух полумуфт, имеющих зубья специального профиля, между которыми размещается змеевидная пружина. Кожух удерживает пружину в рабочем положении, защищает муфту от пыли и служит резервуаром для смазки. Основная область применения этих муфт – тяжелое машиностроение (прокатные станы, турбины, поршневые двигатели).

Муфты с резиновыми упругими элементами проще и дешевле, чем со стальными. Преимущества резиновых элементов: высокая эластичность, высокая демпфирующая способность. Недостатки: меньшая долговечность, меньшая прочность, приводящая к большим габаритам. Муфты с резиновыми упругими элементами широко распространены во всех областях машиностроения для передачи малых и средних крутящих моментов.

Муфта с резиновой звездочкой состоит из двух полумуфт с торцовыми выступами и резиновой звездочки, зубья которой расположены между выступами. Широко применяется для соединения быстроходных валов. Муфта компактна и надежна в эксплуатации. Недостатки – при разборке и сборке необходимо осевое смещение валов.

Муфта упругая втулочно-пальцевая. Благодаря легкости изготовления и замены резиновых элементов эта муфта получила распространение, особенно в приводах от электродвигателей с малыми и средними крутящими моментами. Упругими элементами здесь служат гофрированные резиновые втулки или кольца трапецеидального сечения. Муфты обладают малой податливостью и применяются в основном для компенсации несоосности валов в небольших пределах.

Муфта с упругой оболочкой. Упругий элемент муфты, напоминающий автомобильную шину, работает на кручение. Это придает муфте большую энергоемкость, высокие упругие и компенсирующие свойства.

Читайте также: