1. Рычажные механизмы
Простейшие рычажные механизмы состоят их 4-х звеньев, включая стойку и делятся на:
- кривошипно – коромысловые;
- кривошипно – ползунные;
- кулисные.
Заменяя одну вращательную пару на поступательную получим:
|
|
|
|
Кривошипно-ползунный механизм |
Кулисный механизм |
2. Кулачковые механизмы
Кулачковые механизмы служат для сообщения ведомому звену периодического движения по заданному закону, обусловленному профилем кулачка.
– кулачок вращающийся вокруг точки А
– поступательно движущийся толкатель
Кулачковые механизмы применяются в машинах автоматах, прядильных машина, ДВС, и т.д.
Основные виды кулачковых механизмов
Кулачком называется звено, которому принадлежит элемент высшей кинематической пары, выполненный в виде поверхности переменной кривизны. Механизм, в состав которого входит кулачок, называется кулачковым механизмом.
В рассмотренных ранее зубчатых механизмах каждый зуб может рассматриваться как кулачок. Выходное звено кулачковых механизмов, как правило, совершает возвратное движение.
Прямолинейно движущееся выходное звено кулачкового механизма называется толкателем, а качающееся – коромыслом.
Для уменьшения трения о поверхность кулачка выходное звено часто снабжают роликом.
Постоянное соприкосновение звеньев в высшей паре обеспечивается или силовым, или геометрическим замыканием.
3. К винтовым механизмам относятся механизмы, звенья которых имеют винтовые движения (связывают между собой вращательное и поступательное движения).
Зубчатое колесо - рейка
Преобразует
вращательное движение зубчатого колеса
в поступательное движение рейки.
Используются прямозубые, косозубые и
шевронные реечные передачи.
Ременные, цепные механизмы.
Ременные передачи – состоят из шкивов, закрепленных на валах и ремнях натянутых на шкивы. Достоинства: 1. возможность передачи мощности на большие расстояния; 2. плавность и бесшумность работы; 3. простота конструкции и эксплуатации; 4. выдерживает значительные нагрузки.
Недостатки: 1. сравнительно большие габариты; 2. малая долговечность ремней;
3. повышаются нагрузки на вал и их опоры вследствие натяжения ремней.
Классификация ременных передач:
1. по форме поперечного сечения ремня: а) плоско-ременные; б) клино-ременные ; в) кругло-ременные;
г) поликлиновые; д) зубчатые.
2. по взаимному расположению шкивов: а) открытые: относительно передачи оси шкивов которых параллельны и шкивы вращаются в одном направлении; б) перекрестные: оси шкивов параллельны, но вращаются в противоположную сторону; в) полуперекрестные : оси шкивов взаимно перпендикулярны.
Цепные передачи. В цепной передаче передача энергии между двумя или несколькими параллельными валами осуществляется с помощью цепи и звездочек. t – шаг цепи, d – диаметр ролика, В – габаритный размер,
1-
ось, 2,3 – наружная и внутренняя пластина,
4 – втулка, 5 – ролик.
1,2 – звездочки
Достоинства: 1. возможность передачи движения на большое расстояние; 2. меньше чем у ременных передач давление на вал; 3. сравнительно высокий КПД; 4. возможность передавать движения нескольким валам (нескольким звездочкам). Недостатки: 1. при увеличении шага цепи необходимо применять натяжные устройства (цепь вытягивается); 2. шум при работе; 3. сложный уход; 4. высокая себестоимость. Передаваемая скорость 10-15 м/с. Мощность – 150 кВт.
Оси и валы. Расчет валов.
Валы и оси – это ответственные детали механизма. На них крепятся вращательные части механизма. Вал передает крутящий момент и работу на изгиб. Ось – работу на изгиб, не передает крутящий момент. Вращение оси вместе с установленными на ней деталями происходит относительно ее опор и называется подшипниками (вагонная ось). Оси это прямые стержни, а валы могут быть прямые, коленчатые, гибкие.
Опорные поверхности осей и валов называются цапфами. Кольцевые цапфы называют шипами. А цапфы, расположенные на некотором расстоянии от концов осей и валов, называют шейками.
Пята – кольцевая часть вала, предназначенная для передачи осевой нагрузки неподвижной опоре. Соединение осей и валов с деталями передач, насаженными на них, производят при помощи шпонок. Промежуточные опоры в виде кольцевых выступов называют заплечиками. Для большинства валов применяется термическая обработка среднеуглеродистой или легированной стали.
Валы
рассчитывают на прочность с учетом
одновременно действующих изгиба и
крутящего момента.
Валы нагружаются передаваемыми и вращательными моментами, весом, установленных на них деталей, собственным весом и силами, возникающими при работе передач.
При проектировании валов выполняются следующие этапы расчета:
Выбор материала и допускаемых напряжений (предварительный проектный расчет вала)
Выбор величин, конструктивных элементов вала
Определение опорных реакций
Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов
Определение опасного сечения
Окончательный проверочный расчет вала
Виды валов:
1. Гладкие валы
2. Коленчатые валы
3. Ступенчатые валы
Соединения вал - втулка.
Соединение вал-втулка относиться к соединениям с натягом — технологическая операция получения условно разъёмного соединения, которое получается при вставлении одной детали (или части её) в отверстие другой детали при посадке с натягом.
К соединениям вал—втулка относятся соединения с соосными охватываемой и охватывающей поверхностями, предназначенные для передачи вращающего момента.
В качестве втулки могут быть зубчатые колеса, установленные на вал, полумуфты, шкивы, звездочки.
Опоры скольжения.
Подшипники скольжения – это устройства, в которых опорная поверхность оси или вала скользит по рабочей поверхности подшипника.
В
зависимости от направления воспринимающей
нагрузки, подшипники скольжения
различаются: 1. радиальные (перпендикулярные
осям и валам); 2. Упорные (подпятники) –
применяются для восприятия осевых
нагрузок; 3. радиально-упорные – есть и
осевые и перпендикулярные нагрузки.
Подшипники скольжения состоят из корпуса
и вкладыша, который разделяет корпус и
вращательный вал.
Для уменьшения трения трущейся поверхности в подшипниках скольжения смазывают смазочным материалом. Корпус подшипника – скольжения из чугуна, вкладыши из цветных металлов.
Опоры качения.
Подшипники качения – трение качения развивается благодаря установке шариков или роликов между опорными поверхностями оси или вала и подшипника.
Подшипники качения состоят из наружного и внутреннего колец с дорожками качения, с шариком или роликом, которые катятся по дорожкам и сепаратора разделяющего и направляющего шарики и ролики.
По форме тел качения подшипники качения разделяют: шариковые и роликовые. По числу рядов тел качения: одно, двух и многорядовые.
В зависимости от габаритов: средние, легкие, тяжелые.
Смазка подшипников совершается мазями различной концентрации и минеральными маслами. Жидкая смазка эффективна в уменьшении потерь на трение и охлаждения подшипников качения. Подшипники качения должны быть защищены от пыли и грязи – применяются уплотняющие устройства. Могут быть: контактные, войлочные, щелевые, лабиринтные, комбинированные.
Достоинства подшипников качения: 1. малые моменты сил трения; 2. малый нагрев; 3. простое обслуживание; 4. незначительный расход смазывающих материалов.
Недостатки: 1. недолговечны; 2. при больших угловых скоростях ломаются;
3. ограниченная способность принимать ударные и динамические нагрузки; 4. большие габариты по диаметру при больших нагрузках;