🗊Презентация Требования к машинам и деталям

ТЕМА 1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ .ЛЕКЦИЯ № 1. Требования к машинам и деталям . Вопросы, изложенные в лекции: 1. Общие сведения о передачах. 2. Основные требования к машинам. Учебная литература: Детали машин и подъемное оборудование. Под рук. Г.И. Мельникова - М.: Воениздат, 1980. стр. 33-56. Н.Г. Куклин и др. Детали машин: Учебник для техникумов / Н.Г. Куклин, Г.С. Куклина, В.К. житков.- 5-е изд., перераб. и допол.- М.: Илекса, 1999. стр. 87-100; 241-264. Соловьев В.И. Детали машин (Курс лекций. II часть). - Новосибирск: НВИ, 1997. стр. 64-87.

Детали машин – это дисциплина, изучающая основы расчета и конструирование деталей и узлов машин общего назначения Определение: Машина – это устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов или информации с целью облегчения или замены физического и умственного труда.

КЛАССИФИКАЦИЯ МАШИН

Узел – сборочная единица, которую можно собирать отдельно от других составных частей изделия или изделия в целом, выполняющая определенную функцию в изделиях одного назначения. Узел – сборочная единица, которую можно собирать отдельно от других составных частей изделия или изделия в целом, выполняющая определенную функцию в изделиях одного назначения. а) подшипник качения б) муфта упругая Деталь – часть машины, изготовленная из одноименного на марке и наименованию материала без применения сборочных единиц. а) вал б) винт в) заклепка г) колесо зубчатое цилиндрическое

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К МАШИНАМ Производительность долговечность точность экономичность технологичность надежность удобство и безопасность в обслуживании современный дизайн транспортабельность При расчетах, конструировании и изготовлении машины должны соблюдать стандарты: - международные (ISO) - государственные (ГОСТы) - отраслевые (ОСТы) - предприятия (СТП)

прочность - способность деталей сопротивляться разрушению или эластическому деформированию под действием нагрузок. прочность - способность деталей сопротивляться разрушению или эластическому деформированию под действием нагрузок. Различают статическую (нарушение статической прочности обычно связано с перегрузками) и усталостную (вызываются длительными действиями переменных напряжений) прочность деталей. Повышают прочность за счет рациональной формы детали, устранения концентратов напряжений, применения поверхностного упрочнения. жесткость – способность детали сопротивляться изменению формы и размеров под нагрузкой. Жесткость деталей обеспечивает требуемую точность машины. Роль жесткости как критерия работоспособности непрерывно возрастает в связи с повышением быстроходности машин, снижения массы и габаритов деталей. износостойкость – свойство материалов оказывать сопротивления изнашиванию. Изнашивание – процесс разрушения поверхностных слоев при трении, заключающихся в отделении материала с поверхности детали и приводящий к постепенному изменению размеров, формы и состояния поверхности деталей. 85-90% машин выходит из строя в результате изнашивания!!! Износ – результат процесса изнашивания. теплостойкость – способность деталей работать в пределах заданных температур в течение установленного срока службы. С увеличением температуры ухудшаются механические свойства материалов, снижаются вязкость смазочных материалов, увеличивается изнашивание, изменяются зазоры, возрастают динамические нагрузки

виброустойчивость – способность детали работать в заданном диапазоне режимов без недопустимых колебаний. виброустойчивость – способность детали работать в заданном диапазоне режимов без недопустимых колебаний. Вибрации снижают качество работы машин, вызывают дополнительные переменные напряжения в деталях, увеличивают шум. Особенно опасными являются колебания. Виброустойчивость является критерием работоспособности машин, от которых требуется высокая плавность работы и малошумность. Выбор критерия работоспособности производится исходя из условий работы детали, ее конструкции и характера возможного разрушения Долговечность - ето общее время, которое машина может отработать на номинальном режиме в условиях нормальной эксплуатации без существенного снижения основных расчетных параметров, при экономически приемлемой суммарной стоимости ремонтов. Иногда применяют понятие «ресурс машины» (время работы машины в часах до первого капиталь­ного ремонта). Коэффициент машинного времени — отношение машинного времени hMaill (времени фактической работы) к сумме машинного и вспомогательного времени Ивсп (времени, затрачиваемого на установку и снятие изделий, настройку и регулировку машины, обслуживание и уход): Коэффициент загрузки « - отношение продолжительности фактической работы машины к сумме фактической работы машины и холостого времени — простоев за тот же период, вызванных производственной невозможностью обеспечить полную загрузку машины:

Большой экономический эффект дают унификация и стандартизация деталей, узлов и агрегатов. Большой экономический эффект дают унификация и стандартизация деталей, узлов и агрегатов. Унификация. Унификация состоит в многократном применении в конструкции одних и тех же элементов, что способствует сокращению номенклатуры деталей и уменьшению стоимости изготовления, упрощению эксплуатации и ремонта машин. Стандартизация - есть регламентирование конструкции и типоразмеров широко применяемых машиностроительных деталей, узлов и агрегатов. Секционирование -заключается в разделении машины на одинаковые секции и образовании производных машин набором унифицированных секций. Секционированию хорошо поддаются многие виды подъемно-транспортных устройств (ленточные, скребковые, цепные конвейеры). Секционирование в данном случае сводится к построению каркаса машин из секций и составлению машин различной длины с новым несущим полотном. Особенно просто секционируются машины со звеньевым несущим полотном (ковшовые элеваторы, пластинчатые конвейеры с полотном на основе втулочных роликовых цепей), у которых длину полотна можно изменять изъятием или добавлением звеньев.

Метод изменения линейных размеров Метод изменения линейных размеров При этом методе с целью получения различной производительности машин и агрегатов изменяют их длину, сохраняя форму поперечного сечения. Метод применим к ограниченному классу машин (главным образом роторных), производительность которых пропорциональна длине ротора (шестеренные и центробежные насосы, компрессоры, мешалки, вальцовочные машины и т. д.). Конвертирование При методе конвертирования базовую машину или основные ее элементы используют для создания агрегатов различного назначения, иногда близких, а иногда различных по рабочему процессу. Примером конвертирования может служить перевод поршневых двигателей внутреннего сгорания с одного вида топлива на другой, с одного вида теплового процесса на другой (с цикла искрового зажигания на цикл с воспламенением от сжатия). Компаундирование Метод компаундирования (параллельного соединения машин или агрегатов) применяют с целью увеличения общей мощности или производительности установки. Соединяемые машины могут быть ил установлены рядом как независимые агрегаты, или связаны друг с другом синхронизирующими, транспортными и другими подобными устройствами, или, наконец, конструктивно объединены в один агрегат.

Модифицирование Модифицирование Модифицированием называют переделку машины с целью приспособить ее к иным условиям работы, операциям и видам продукции без изменения основной конструкции. Модифицирование машины для работы в различных климатических условиях сводится преимущественно к замене материалов. В машинах, работающих в условиях жаркого и влажного климата (машины тропического исполнения), применяют коррозионностойкие сплавы; в машинах, эксплуатируемых в областях с суровым климатом (машины арктического исполнения),—хладостойкие материалы; системы смазки приспосабливают к работе при низких температурах. Агрегатирование Агрегатирование заключается в создании машин путем сочетания унифицированных агрегатов, представляющих собой автономные узлы, устанавливаемые в различном числе и комбинациях на общей станине. Наиболее полное отражение этот принцип получил в конструкции агрегатных металлообрабатывающих станков. Такие станки создают на основе унифицированных блоков (основные блоки, механизмы синхронизации, поворотные столы, корпуса общего назначения, станины, тумбы, вспомогательные узлы, системы подачи смазочно-охлаждаюших жидкостей). Большая часть изделия в процессе обработки остается неподвижной. К нему с разных сторон подводят соответствующим образом настроенные блоки; операции обработки происходят одновременно, что ускоряет технологический процесс.

Классификация механических передач вращательного движения (2 слайда): 1. По способу передачи движения от входного вала к выходному: 1.1. Передачи зацеплением: 1.1.1. с непосредственным контактом тел вращения  зубчатые, червячные, винтовые; 1.1.2. с гибкой связью  цепные, зубчато-ременные. 1.2. Фрикционные передачи: 1.2.1. с непосредственным контактом тел вращения – фрикционные; 1.2.2. с гибкой связью - ременные. 2. По взаимному расположению валов в пространстве: 2.1. с параллельными осями валов  зубчатые с цилиндрическими колесами, фрикционные с цилиндрическими роликами, цепные; 2.2. с пересекающимися осями валов - зубчатые и фрикционные конические, фрикционные лобовые; 2.3. с перекрещивающимися осями - зубчатые - винтовые и коноидные, червячные, лобовые фрикционные со смещением ролика. 3. По характеру изменения угловой скорости выходного вала по отношению к входному: редуцирующие (понижающие) и мультиплицирующие (повышающие).

2.3. с перекрещивающимися осями - зубчатые - винтовые и коноидные, червячные, лобовые фрикционные со смещением ролика. 2.3. с перекрещивающимися осями - зубчатые - винтовые и коноидные, червячные, лобовые фрикционные со смещением ролика. 3. По характеру изменения угловой скорости выходного вала по отношению к входному: редуцирующие (понижающие) и мультиплицирующие (повышающие). 4. По характеру изменения передаточного отношения (числа): передачи с постоянным (неизменным) передаточным отношением и передачи с переменным передаточным отношением, изменяемым или по величине, или по направлению или и то и другое вместе. 5. По подвижности осей и валов: с неподвижными осями валов  рядовые передачи (коробки скоростей, редукторы), передачи с подвижными осями валов (планетарные передачи, вариаторы с поворотными роликами). 6. По количеству ступеней преобразования движения: одно-, двух-, трех-, и многоступенчатые. 7. По конструктивному оформлению: закрытые и открытые (бескорпусные).

Главные характеристики передач (2 слайда): Главные характеристики передач (2 слайда): мощности на входном и выходном валах - Pвх, Pвых; и их скорости вращения вх, вых или частоты вращения - nвх и nвых. Соотношение между частотой вращения n (общепринятая размерность 1/мин) и угловой скоростью  (размерность в системе SI 1/с) выражается следующим образом: и (2.1) Отношение мощности на выходном валу передачи Pвых (полезной мощности) к мощности Pвх, подведенной к входному валу (затраченной), называют коэффициентом полезного действия (КПД): (2.2) Отношение потерянной в механизме (машине) мощности (Pвх - Pвых) к ее входной мощности называют коэффициентом потерь: (2.3)

Сумма коэффициентов полезного действия и потерь всегда равна единице: Сумма коэффициентов полезного действия и потерь всегда равна единице: (2.4) Для многоступенчатой передачи, включающей k последовательно соединенных ступеней, общий КПД равен произведению КПД отдельных ступеней: . (2.5) Следовательно КПД машины, содержащей ряд последовательных передач, всегда будет меньше КПД любой из этих передач. Силовые показатели передачи определяются по известным из теории механизмов и машин (ТММ) формулам. усилие, действующее по линии движения на поступательно движущейся детали F=P/v, где P  мощность, подведенная к этой детали, а v  ее скорость; момент, действующий на каком-либо из валов передачи T=P/, где P  мощность, подведенная к этому валу, а   скорость его вращения. Используя соотношение (2.1), получаем формулу, связывающую момент, мощность и частоту вращения: . (2.6)

В технических расчетах (особенно прочностных) направление вращения чаще всего не имеет решающего значения. В таких расчетах используется передаточное число, которое представляет собой абсолютную величину передаточного отношения: В технических расчетах (особенно прочностных) направление вращения чаще всего не имеет решающего значения. В таких расчетах используется передаточное число, которое представляет собой абсолютную величину передаточного отношения: . (2.10) В многоступенчатой передаче с последовательным расположением k ступеней (что чаще всего наблюдается в технике) передаточное число и передаточное отношение определяются следующими выражениями: . (2.11) Среди множества разнообразных передач вращательного движения достаточно простыми конструктивно (по устройству) являются передачи с гибкой связью, принцип работы которых строится на использовании сил трения или зубчатого зацепления  это ременные передачи.

Лекция окончена. Спасибо за внимание!