Механизмы преобразования движения

07.02.17

Тема: Механизмы преобразования движения и передачи вращательного движения

Цели :

учебная: сформировать у студентов знания о типовых деталях , сборочных единицах и механизмах преобразования движения.

развивающая: развить навыки самостоятельной работы и их последующее применение на производственной практике.

воспитательная: формирование культуры восприятия учебного материала и организации учебной деятельности в ходе урока, формирование уважения к избранной профессии.

Задачи:

- с формировать у студентов знания о деталях ,сборочных единицах и механизмах преобразования движения

- научиться применять полученные знания на практике и в производственной деятельности.

План урока

1.Детали и сборочные единицы. Назначение.

2.Детали передач, их назначение.

3. Разъемные соединения. Неразъемные соединения.

4. Механизмы преобразования движения

Повторение пройденного материала

Что такое сварочные конструкции?

Как они классифицируются?

Сварные конструкции бывают очень разнообразные. Их можно классифицировать:

1.  По целевому назначению: вагонные, судовые, авиационные.

2.  По толщине свариваемых элементов: тонкостенные и толстостенные.

3.  По материалам: стальные, алюминиевые, титановые.

4.  По способу получения заготовок: листовые, сорто-профильные, сварно-литые, сварно-кованые, сварно-штампованные.

Сварочные конструкции  —  конструкции , выполненные с использование сварки.  

5.По конструктивной форме и особенностям эксплуатационных нагрузок: решетчатые конструкции балки, оболочки, корпусные транспортные конструкции детали машин и приборов.

Что такое деталь?

Какие они бывают?

Что называют сборочной единицей?

Деталь  – это изделие, изготовленное из однородного материала, без применения сборочных операций. Детали бывают простыми (гайка, шпонка) или сложными (коленвал, корпус редуктора). Изделия, составные части которого подлежат соединению между собой сборочными операциями (свинчиванием, сваркой, пайкой) называется  сборочной единицей .

Что называют узлом?

Сборочная единица, которую можно собирать отдельно от других составных частей изделия или изделия в целом, выполняющая операционную функцию в изделиях одного назначения только совместно с другими составными частями, называются  узлом .

Новый материал

Детали и сборочные единицы .

  В устройстве самых разнообразных машин имеется много похожих по назначению деталей и сборочных единиц

1.Крепежные изделия : винты, болты, шпильки, гайки и др. Их применяют для соединения деталей сравнительно небольшой толщины и имеющих места для гайки и головки винта.

Передачи : зубчатые, червячные, с гибкой связью и др. Их применяют для выбора оптимальной скорости движения; для регулирования, скорости движения (повышения, понижения); для преобразования вида движения вращательного в поступательное (винт – гайка) и др.

  Валы, оси и их опоры . Их применяют для поддерживания вращающихся элементов машин – шпиков, звездочек, зубчатых и червячных передач. Нагрузки, воспринимаемые осями и валами, передаются на корпуса, рамы или станины машин через опорные устройства – подшипники.

Разъемные соединения.

Неразъемные соединения.

Соединения : резьбовые шпилевые, шпоночные, сварные, паяльные, клеевые и др. Разъемными называют соединения, допускающие разборку и повторную сборку без разрушения работоспособности деталей (резьбовые, шпилевые, шпоночные). Неразъемными называют соединения, не допускающие разборку соединенных деталей без их повреждения (сварки, клепания, паяния)

Муфты . Их применяют для соединения валов и передачи вращательного момента без изменения его направления; для смягчения при работе толчков и ударов; для предохранения частей машин от воздействия перегрузок; для быстрого соединения или разъединения валов или других деталей на ходу или в неподвижном состоянии, для облегчения пуска машины.

Для передачи энергии при вращательном движении применяют передачи, валы и муфты.

Валы  – это детали, предназначенные для передачи крутящего момента вдоль своей оси и для поддержания вращающихся деталей машин.

Классификация валов:

Классификация валов:

1.По назначению:

1)  Валы передач (несущие детали передач – зубчатые колеса, шкивы, звездочки, муфты

2 )  Коретные валы машин (несущие кроме детали передач рабочие органы машины, двигателя – колеса или диска турбин, инструменты, зажимные патроны)

2. По форме геометрической оси:

1)  Прямые

2)  Коленчатые, их применяют при

необходимости преобразования возвратно –

поступательного движения во вращательное

или наоборот.

Оси  – это детали, предназначенные для поддержания вращающихся деталей и не передают крутящего момента.

Оси разделяют на вращающиеся  и неподвижные , требующие встройки подшипников во вращающейся детали.

Опорные части валов и осей называют  цапфами  или  шейками .

Валы и оси имеют аналогичные формы и общую функцию – поддерживать вращающиеся детали.

Валы и оси вращаются в подшипниках.

Подшипники качения  – это опоры вращающихся при касающихся деталей, использующие элементы качения (шарики или ролики) и работающие на основе трения качения.

Классификация подшипников качения

1. По направлению воспринимаемой нагрузки.

а) Радиальные;

б) Радиально – упорные;

в) Упорные (осевая нагрузка (осевая и небольшая радиальная нагрузка);

г) Упорно – радиальные.

По форме тел качения

а) Шариковые 

б) Роликовые

3. По числу рядов:

а) Однорядные

б) Двухрядные

в) Многорядные

Подшипники скольжения  – это опоры вращающихся деталей, работающие в условиях скольжения поверхностей цапфы по поверхности подшипника.

По направлению воспринимаемых нагрузок подшипники скольжения бывают:

Радиальные и упорные.

Для работ подшипников скольжения необходима смазка.

По виду применяемой смазки подшипники скольжения бывают:

1) С жидкостной смазкой

2) Из самосмазывающихся материалов

3) С газообразными смазочными материалами. Подшипник скольжения состоит из корпуса вкладышей, поддерживающих вал, смазочных и защитных устройств.

Соединение  –то узел, образованный соединительными деталями (заклепками, винтами и др.) и прилегающими частями соединяемых деталей (фланцами), форма которых подчинена задаче соединения.

Резьбовые соединения  – это соединения, собранные с помощью крепежных деталей или резьбы, выполненной на соединяемых деталях.

Крепежные детали – винты, болты, чайки, шпильки. Болтовое соединение  (рис. 1 а) , винтовое соединение  (рис. 1 б)  и шпилечное соединение  (рис. 1 в) .

Основное преимущество резьбовых соединений: высокая несущая способность и надежность, простота сборки, разборки, замены, малая стоимость, возможность применения однотипных деталей в различных машинах и механизмах).

  Шпоночные соединения  – соединения с помощью шпонки, устанавливаемой в позах двух соприкасающихся деталей и препятствующей их повороту или сдвигу

Шпонки могут быть разной формы: призматические, цилиндрические, клиновые, сегментные и др.

Преимущества: простота и надежность конструкции, низкая стоимость, удобство сборки и разборки.

Шлицевые соединения  – соединения образуемые выступами – зубьями на валу, входящими во впадины – шлицы соответствующей формы в ступице.

По сравнению со шпоночными соединениями они имеют преимущества: большую нагрузочную способность (больше рабочая поверхность контакта), лучшую технологичность и точность 

Шлицы бывают прямобочные  ,  эвольвентные  и треугольные.

Неразъемные соединения

1. Заклепочное соединение – соединение, полученное с помощью заклепки – стержня круглого сечения с головками на концах, одну из которых делают на заготовке заранее, другую формируют при крепки.

Соединение получают с помощью заклепок поставленных в совмещенные отверстия соединяемых элементов  (рис. 5).

Преимущества  этих соединений в стабильности, простоте и контролируемости качества.

Недостатки  – большой расход металла, высокая стоимость. Они вытесняются сварными соединениями.

  Паяные соединения  – соединения, обеспечиваемые силами молекулярного взаимодействия между соединяемыми деталями и припоем. Паяные соединения бывают: впахлестину  телескопические  и втавр , вскос  ,  соприкасающиеся .

Клеевые соединения  – соединение неметаллическим веществом посредством поверхностного схватывания и внутренней межмолекулярной связи в клеящем слое.

Достоинства : возможность соединять детали из разнопородных материалов, соединять тонкие листы, хорошее сопротивление усталости, герметичность, возможность получения гладкой поверхности.

Сварные соединения  – это соединения, получаемые путем местного нагрева деталей до расплавленного состояния, основанные на использовании сил молекулярного сцепления.

Виды соединений: нахлёсточные, угловые, тавровые, становые.

Механизмы преобразования движения

Механизмы преобразования движения

К механизмам преобразования движения относятся винтовой, реечный,

кулачковый, кривошипно-шатунный, кулисный и храповой. Все они преобразуют один вид движения в другой вращательное движение в поступательное или, наоборот, поступательное во вращательное.

Вращательное движение в машинах передается при помощи фрикционной, зубчатой, ременной, цепной и червячной передач.

а - лобовая передача, б - угловая передача, в - цилиндрическая передача

Фрикционная передача

При фрикционной передаче вращение от одного колеса к другому

передается при помощи силы трения. Оба колеса прижимаются

друг к другу с некоторой силой и вследствие возникающего между

ними трения вращают одно другое.

Достоинства фрикционной передачи:

• Простота изготовления тел качения;
• Равномерность вращения и бесшумность работы;
• Возможность бесступенчатого регулирования частоты вращения и включения/выключения передачи на ходу;
• За счет возможностей проскальзывания передача обладает предохранительными свойствами.

Недостатки фрикционной передачи:

• Проскальзывание, ведущее к непостоянству передаточного числа и потери энергии;
• Необходимость обеспечения прижима.

Зубчатая передача

В зубчатых передачах вращение от одного колеса к другому передается при помощи зубьев.

Зубчатые колеса вращаются намного легче фрикционных. Объясняется это тем, что здесь нажима колеса на колесо совсем не требуется. Для правильного зацепления и легкой работы колес профиль зубца делают по определенной кривой, называемой эвольвентой.

Достоинства зубчатой передачи:

• Значительно меньшие габариты, чем у других передач;
• Высокий кпд (потери в точных, хорошо смазываемых передачах 1-2%);
• Большая долговечность и надёжность.

Недостатки зубчатой передачи:

• Шум при работе;
• Необходимость точного изготовления.

Ременная передача

Ременная передача, как и шестеренчатая, встречается очень часто. Ремень, натянутый на шкивы,

охватывает какую-то их часть. Эта облегающая часть (дуга) носит, название угла обхвата. Чем больше будет

угол обхвата, тем лучше образуется сцепление, лучше и надежнее будет вращение шкивов.

Достоинства ременной передачи:

• Простота конструкции;
• Возможность расположения ведущего и ведомого шкивов на больших расстояниях (более 15 метров);
• Плавность и бесшумность работы;
• Предохранение механизмов от перегрузки за счёт упругих свойств ремня и его способности проскальзывать по шкивам;
• Возможность работы с большими угловыми скоростями.

Недостатки ременной передачи:

• Постепенное вытягивание ремней, их недолговечность (при больших скоростях работает от 1000 до 5000 часов);
• Непостоянство передаточного отношения (из-за неизбежного проскальзывания ремня);
• Относительно большие размеры.

Червячная передача

Червячная передача служит для получения вращения между валами, пересекающимися в одной плоскости.

Передача состоит из винта (червяка) и винтового колеса, которые находятся в зацеплении. При вращении червяка

витки ведут зубцы колеса и заставляют его вращаться. Обычно вращение от червяка передается колесу. Обратная

передача почти не встречается из-за самоторможения.

Достоинства червячной передачи:

• Плавность и бесшумность работы;
• Большое передаточное число.

Недостатки червячной передачи:

• Усиленное тепловыделение;
• Повышенный износ;
• Склонность к заеданию;
• Сравнительно низкий кпд.

а - пластинчатая роликовая цепь, б - бесшумная цепь

Основной величиной цепной передачи является шаг. Шагом считается расстояние между осями роликов у цепи или расстояние между зубцами звездочки.

Цепная передача

Цепная передача по сравнению с ременной удобна тем, что не дает проскальзывания и позволяет соблюдать

правильность передаточного числа. Цепная передача осуществляется только при параллельных валах .

Достоинства цепной передачи:

• Меньшая чувствительность к неточностям расположения валов;
• Возможность передачи движения одной цепью нескольким звездочкам;
• Возможность передачи вращательного движения на большие расстояния.

Недостатки цепной передачи:

• Повышенный шум и износ цепи при неправильном выборе конструкции, небрежном монтаже и плохом уходе.

Храповые механизмы

Кроме непрерывного вращательного движения, в машинах очень часто применяется прерывистое вращательное движение. Такое движение осуществляется при помощи так называемого храпового механизма. Основными частями храпового механизма являются: храповик (диск с зубцами), рычаг и собачка. Зубцы храповика имеют особую форму

Вопросы:

1.Что такое деталь? 8.Что относится к механизмам

2.Что такое узел? преобразования движения?

3.Что такое вал?

4.Что относится к крепёжным деталям?

5.Назовити виды передач.

4.Назначение подшипника. Виды.

5.Что называют сборочной единицей?

6.Какие вам известны виды соединений?

7.Назовите виды сварных соединений?

1.Что такое вал и ось ? Разница между ними.