Детали машин и основы конструирования

1.

КАФЕДРА МЕХАНИКИ И КОНСТРУИРОВАНИЯ
КАБИНЕТ 230, КОРПУС 1
ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА
ЛЕКТОР
КОРДИКОВА ЕЛЕНА ИВАНОВНА
(КАБИНЕТ 117, КОРПУС 1)
II КУРС (3 СЕМЕСТР) ─ УСТАНОВОЧНАЯ СЕССИЯ
II КУРС (4 СЕМЕСТР) ─ ЭКЗАМЕН
III КУРС (5 СЕМЕСТР) ─ ЭКЗАМЕН
III КУРС (6 СЕМЕСТР) ─ ДИФ. ЗАЧЕТ + КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

2.

Детали машин
и основы конструирования

3.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Детали машин и основы конструирования – раздел механики, в
котором рассматриваются основы расчета и конструирования деталей
и узлов общего назначения
Механизм - искусственно созданная система тел, предназначенная для
преобразования движения одного из них или нескольких в требуемые
движения других тел.
Деталь - это часть машины, изготовленная без применения сборочных
операций, так, что они представляют единое целое (винты, фланцы,
валы, шкивы, зубчатые колеса, литые корпуса редукторов и др.).
Узел (сборочная единица) – изготавливают из деталей и с помощью
сборочных операций свинчиванием, сваркой, запрессовыванием. Имеет
определенное функциональное назначение. Менее сложные сборочные
единицы могут входить в более сложные

4.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН по характеру использования
• ПЕРЕДАЧИ передают движение от источника к потребителю.
• СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ДЕТАЛИ (соединения) соединяют детали
между собой.
• ВАЛЫ и ОСИ несут на себе вращающиеся детали передач.
• ОПОРЫ служат для установки валов и осей.
• МУФТЫ соединяют между собой валы и передают вращающий
момент.
• УПРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ смягчают вибрацию и удары, накапливают
энергию, обеспечивают постоянное сжатие деталей.
КОРПУСНЫЕ ДЕТАЛИ организуют внутри себя пространство для
размещения всех остальных деталей, обеспечивают их защиту.

5.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПЕРЕДАЧАХ
Передача - устройство, предназначенное для передачи энергии из
одной точки пространства в другую, расположенную на некотором
расстоянии от первой
В зависимости от вида передаваемой энергии различают передачи:
• механические,
• электрические,
• гидравлические,
• пневматические и т.п.

6.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ
Механические передачи – механические устройства, применяемые для
передачи и преобразования механической энергии от источника к
потребителю.
При этом, происходит изменение характера движения: изменение
момента, скорости, силы, направления
Основные функции механических передач
согласование угловых скоростей двигателя и исполнительного
органа машины
преобразование вида движения (вращательного в поступательное
и наоборот)
регулирование скорости движения исполнительного органа
машины при постоянной скорости вала двигателя
понижать (или повышать) частоту вращения, соответственно
повышая (или понижая) вращающий момент

7.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ
Классификация механических передач
вращательного движения
По способу передачи движения
от входного вала к выходному:
Передачи зацеплением:
• с непосредственным контактом тел вращения -
зубчатые, червячные, винтовые;
• с гибкой связью - цепные, зубчато-ременные.
Фрикционные передачи:
• с непосредственным контактом тел вращения –
фрикционные;
• с гибкой связью - ременные.

8.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ
Классификация механических передач
вращательного движения
По взаимному расположению валов в
пространстве:
• с параллельными осями валов - зубчатые
с цилиндрическими колесами, фрикционные
с цилиндрическими роликами, цепные;
• с пересекающимися осями валов зубчатые и фрикционные конические,
фрикционные лобовые;
• с перекрещивающимися осями –
зубчато-винтовые, червячные

9.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ
Классификация механических передач
вращательного движения
По характеру изменения угловой
скорости выходного вала по
отношению к входному:
• редуцирующие (понижающие)
• мультиплицирующие (повышающие).
По характеру изменения передаточного отношения (числа):
• передачи с постоянным (неизменным) передаточным
отношением
• передачи с переменным передаточным отношением,
изменяемым или по величине, или по направлению или и то и
другое вместе.

10.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ
Классификация механических передач
вращательного движения
По подвижности осей и валов:
• неподвижными осями валов рядовые передачи
(коробки скоростей, редукторы),
• передачи с подвижными осями валов (планетарные
передачи, вариаторы с поворотными роликами).
По количеству ступеней преобразования движения:
• одно-,
• двух-,
• трех-,
• многоступенчатые
По конструктивному оформлению:
• закрытые
• открытые (бескорпусные)

11.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ
Основные параметры механических передач
1. Мощность на входном и выходном валах:
Pвх, Pвых, кВт
P T
2. Быстроходность – угловые скорости
вращения валов вх, вых или частоты их
вращения nвх, nвых
n
30
;n
30
3. Окружная (касательная) скорость в любой
1 – входное (ведущее,
быстроходное)
2 – выходное (ведомое)
точке вращающегося элемента (колеса, шкива,
вала), лежащей на диаметре d этого элемента,
d n d
v
2
60

12.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ
Основные параметры механических передач
4. Передаточное отношение - отношение
скорости (частоты вращения) входного звена к
скорости (частоте вращения) выходного звена
вх
nвх
u
вых nвых
Передаточное отношение может быть больше, меньше
или равно единице.
Общее передаточное отношение
многоступенчатой передачи с
1 – входное (ведущее,
быстроходное)
2 – выходное (ведомое)
последовательным расположением n ступеней
uобщ u1 u2 ... un 1 un
Передаточное число - отношение большей угловой скорости к меньшей
Передаточное число не может быть меньше единицы

13.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ
Основные параметры механических передач
5. Тангенциальная (окружная или
касательная) сила, Н
P 60 P 2 T
Ft
v n d
d
6. Вращающий момент, Н · м
30 P Ft d
T
n
2
P
1 – входное (ведущее,
быстроходное)
2 – выходное (ведомое)

14.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ
Основные параметры механических передач
7. Механический коэффициент полезного действия (КПД) передачи
Pвых
Pвх
Механический КПД характеризует механические потери в передаче;
находится в пределах от 0,25 до 0,98.
Общий КПД многоступенчатой передачи, включающей n
последовательно соединенных ступеней
общ 1 2 ... n 1 n
КПД машины, содержащей ряд последовательных передач, всегда
будет меньше КПД любой из этих передач