- •Основные понятия: машина, механизм, сборочная единица (узел), деталь. Классификация элементов механизмов: соединения, передачи, несущие и базирующие элементы.
- •Стадии разработки конструкторской документации – содержание каждой из них.
- •Требования к деталям – основные и специальные.
- •Виды разрушения зубчатых передач и зубьев, основные меры их предупреждения. Основные критерии расчета.
- •Прямозубая цилиндрическая передача – применение, достоинства, недостатки. Материалы шестерен и зубчатых колес. Силы в зацеплении, особенности конструирования опор валов цилиндрических передач.
- •Конические зубчатые передачи – достоинства, недостатки, применение. Материалы шестерен и зубчатых колес. Силы в зацеплении. Особенности конструкции опор валов конических колес. Смазка.
- •Шевронная цилиндрическая передача – применение, достоинства, недостатки. Силы в зацеплении, особенности конструирования опор валов шевронных цилиндрических колес. Смазка.
- •Планетарные передачи – принцип действия, применение, достоинства, недостатки. Основные параметры – модуль, передаточное отношение. Критерии работоспособности. Смазка.
- •Волновые передачи – принцип действия, применение, достоинства, недостатки. Модуль, передаточное отношение. Критерии работоспособности передач. Смазка.
- •Валы и оси: назначение, классификация, материалы. Выбор расчетных схем. Сущность проектного и проверочных расчетов.
- •Классификация
- •Уплотнительные устройства вращающих валов – назначение, классификация, применимость в зависимости от условий работы и скорости вращения вала.
- •Пружины – применение, классификация. Пружины растяжения и сжатия – основные геометрические параметры, материалы, изготовление. Основные характеристики пружин (податливость, жесткость).
- •Муфты глухие – конструкция, назначение, классификация, достоинства, недостатки. Выбор муфты, критерии расчета.
- •Муфты компенсирующие жесткие – конструкция, назначение.
- •Муфты упругие (с неметаллическим упругим элементом) – конструкция, применение, достоинства, недостатки, выбор.
- •Муфты сцепные – классификация, примеры конструкций муфт (зубчатая и фрикционная), применение, достоинства, недостатки.
- •Резьбовые соединения – классификация и основные параметры резьбы. Силы в резьбе, угол трения, коэффициент трения. Условие самоторможения в резьбе. Основные расчетные критерии.
- •Резьбовые соединения – назначение, основные крепежные детали, способы стопорения резьбовых соединений.
- •Шпоночные соединения – назначение, применение, выбор шпонки и ее проверка на прочность.
- •Шлицевые соединения – назначение, классификация, достоинства, недостатки, критерии расчета.
- •Сварные соединения – назначение, способы сварки, виды сварных соединений, типы сварных швов. Условие прочности стыкового сварного шва, шва внахлестку. Обозначение сварных швов на чертеже.
- •Заклепочные соединения – назначение, виды клепки, горячая клепка, холодная клепка, классификация заклепочных швов и заклепок. Меры повышения прочности заклепочных соединений.
- •Профильное, конусное и штифтовое соединение деталей типа вал-втулка. Назначение, классификация, достоинства, недостатки. Критерии расчета.
- •Соединение деталей пайкой – назначение, достоинства, недостатки. Припои, их назначение и материалы. Оценка качества и прочности паяных соединений.
- •Соединение склеивание – применение, достоинства, недостатки. Оценка прочности и качества клеевого соединения.
- •Основные принципы конструирования машин.
Муфты сцепные – классификация, примеры конструкций муфт (зубчатая и фрикционная), применение, достоинства, недостатки.
Управляемые (сцепные) муфты позволяют соединять и разъединять валы без остановки двигателя. По конструкции управляемые муфты можно разделить на кулачковые, зубчатые, основанные на зацеплении, и фрикционные, основанные на трении.
Кулачковые и зубчатые муфты имеют весьма небольшие габариты и массу, не допускают проскальзывания. Однако их включение на ходу сопровождается ударами. Фрикционные муфты позволяют плавно соединять ведущий и ведомые валы под нагрузкой при любой скорости их вращения, предохраняют механизмы от внезапных перегрузок.
Управляемые муфты требуют точной соосности соединяемых валов.
Кулачковая муфта (рис. 7.7) состоит из двух полумуфт 1 и 2, имеющих на сцепляемых торцах выступы – кулачки. При включении муфты кулачки одной полумуфты входят во впадины другой, создавая жесткое соединение.
Рис. 7.7. Кулачковая муфта
Включение кулачковой муфты во избежание ударов производят при остановленном двигателе или с малыми скоростями (до 1 м/с).
Полумуфты чаще всего располагают на одном валу, что обеспечивает хорошую их соосность. При выключенной муфте зубчатое колесо свободно вращается на подшипнике скольжения 3. Если муфта включена, вращающий момент от зубчатого колеса передается через кулачки и шлицы на вал.
Для устранения ударов и шума при включении муфты применяют специальные соединительные устройства – синхронизаторы.
Кулачковые муфты изготовляют из сталей 20, 15Х, 20Х с последующей цементацией или сталей 40Х, 30ХН с последующей объемной закалкой. Размеры муфт принимают конструктивно, а затем выполняют проверочный расчет кулачков на износостойкость и прочность.
Фрикционные сцепные муфты передают вращающий момент между полумуфтами за счет сил трения на рабочих поверхностях (рис. 7.8).
Рис. 7.8. Фрикционные муфты:
а – однодисковая; б – многодисковая; в – конусная
В начальный период касания полумуфт происходит относительное проскальзывание их рабочих поверхностей (смазанных или сухих), и тем самым обеспечивается плавность включения муфты. При установившемся движении проскальзывание не происходит, а при перегрузке муфта пробуксовывает, что предохраняет машину от поломок.
Фрикционные муфты должны обладать надежностью сцепления, высокой износостойкостью и теплостойкостью контактирующих поверхностей. Материал трущихся деталей (накладок) выбирается в зависимости от среднего контактного напряжения (давления):
, (7.3)
где Fa – осевая сила;
Т – вращающий момент;
k = 1,3…1,5 – коэффициент запаса сцепления;
Dm – средний диаметр контакта;
f – коэффициент сцепления (трения покоя);
z – число пар поверхностей трения;
А = πDmb – площадь поверхности трения;
b – ширина поверхности трения;
[p] – допускаемое контактное напряжение.
По формуле (7.3) может быть рассчитан вращающий момент, который может передавать фрикционная муфта. Для увеличения передаваемого вращающего момента можно увеличить число пар поверхностей трения.
Многодисковые фрикционные муфты имеют небольшие габариты и не требуют большого усилия для их включения.
Достоинства, недостатки
Достоинство кулачковых муфт — простота конструкции и малые габаритные размеры; недостаток — невозможность, как правило, включения на ходу.
Фрикционные муфты в отличие от кулачковых, допускают включение на ходу под нагрузкой. Фрикционные муфты передают вращающий момент за счет сил трения. Фрикционные муфты допускают плавное сцепление при любой скорости, что успешно используется, например, в конструкции автомобильного сцепления. Кроме того, фрикционная муфта не может передать через себя момент больший, чем момент сил трения, поскольку начинается проскальзывание контактирующих фрикционных элементов, поэтому фрикционные муфты являются эффективными неразрушающимися предохранителями для защиты машины от динамических перегрузок.