Файл: 10. Детали машин Классификация деталей машин.docx

- Каковы способы изготовления червячных передач?

- В чем состоит тепловой расчет передач? Почему он особенно важен для червячных передач?

- С какой целью и как выполняют червячные передачи со смещением?

- Из каких соображений выбирают число витков червяка?

- Из каких соображений ограничивают число зубьев червячного колеса? Каково ми­нимальное число зубьев колеса?

- Почему червячная передача работает с повышенным скольжением? Как скольжение влияет на работу передачи?

- Какие силы действуют на червяк и червячное колесо, как они направлены в как вычисляют их значения?

- Из каких материалов изготовляют червяки и зубчатые венцы червячных колес? Ка­кие факторы определяют выбор материала?

- Каковы основные виды разрушения зубьев червячных колес?

- Из каких соображений выбирают диаметр червяка?

- Из каких соображений выбирают число заходов червяка и число зубьев червячного колеса?

- Какие силы действуют на червяк и колесо?

- Из каких материалов изготовляют червяк и колесо?

- Каковы основные виды разрушений червячной передачи?

- На чем основан расчет червячных передач на прочность?

- Какой зуб прочнее: у червяка или червячного колеса?

- Как вычисляют КПД червячной передачи? Назовите основные факторы, влияю­щие на КПД.

- Что вызывает нагрев червячной передачи?

- Чем отличается кинематика червячной передачи от зубчатой?

- Каковы причина большого скольжения в червячной передаче и его последствия?

- Почему КПД червячной передачи меньше, чем у зубчатой? Способы его повышения?

- В каких случаях и почему целесообразно применять червячную передачу?

---

Передачи «винт-гайка»

Во многих приводах машин и оборудования используется преобразование вращательного движения в поступательное. Это относится к таким распространенным приводам, как приводы подач станков и роботов, измерительных машин, сканирующих столиков, регулировки клапанов и задвижек, различных мехатронных устройств и т.д.

Для преобразования вращательного движения в поступательное наиболее широко используются передачи винт – гайка. Передачи винт – гайка являются изделиями общемашиностроительного применения, и их качество непосредственно сказывается на качестве машин и оборудования, в состав которых они входят.

Передача винт-гайка (рис. 1) состоит из винта 1 и гайки 2, сопри­касающихся винтовыми поверхностями.

Передача винт-гайка предназначена для преобразования вращательного движения в поступательное (при больших углах подъема винтовой линии, порядка  >12°). При этом вращение закрепленной от осевых перемещений гайки вызывает поступательное перемещение винта, или вращение закрепленного от осевых перемещений винта приводит к по­ступательному перемещению гайки. Когда угол подъема больше угла трения, эту передачу можно использовать для преобразования поступательного движения во вращательное.

 



Рис. 1. Передача винт-гайка

 

Различают два типа передач винт-гайка:

- передачи трения скольжения или винтовые пары трения скольжения (рис. 1-3);

- передачи трения качения или шариковинтовые пары (рис. 4) Ведущим элементом в передаче, как правило, является винт, ведомым - гайка. В передачах винт-гайка качения на винте и в гайке выполнены винто­вые канавки (резьба) полукруглого профиля, служащие дорожками ка­чения для шариков.

---

Конструктивно  передача  винт-гайка  может  быть  вы­полнена:

- передачи с вращающимся винтом и ведомой, поступательно перемещающейся гайкой (наиболее распространенное исполнение) (см.рис.1). Такая схема обычно используется в силовых передачах при больших перемещениях (например, роботы, механизмы изменения стреловидности крыла);

- с вращающимся и одновременно поступательно перемещающимся винтом при неподвижной гайке (простые домкраты) (см. рис. 2);



Рис. 2. Винтовой домкрат:   1—винт; 2 — гайка; 3 —стопорный

винт;  4 — рукоятка;  5 — чашка домкрата; 6— шип, 7 — корпус
Достоинства и недостатки передачи “винт-гайка”

Достоинства и недостатки передачи винт-гайка скольжения

Основные достоинства:

1.возможность получения большого выигрыша в силе;

2. высокая точность перемещения и возможность получения медленного движения;

3. плавность и бесшумность работы;

4. большая несущая способность при малых габаритных размерах;

5. простота конструкции.

Недостатки передач винт-гайка скольжения:

1.большие потери на трение и низкий КПД;

2. затруднительность применения при больших частотах вращения.

 

Валы и оси.

В современных машинах наиболее широко используется вращательное движение деталей. Менее распространено поступательное движение и его комбинация с вращательным (винтовое движение). Движение поступательно перемещающихся частей машин обеспечивается специальными устройствами, называемыми направляющими. Для осуществления вращательного движения используют специальные детали – валы и оси, которые своими специально приспособленными для этого участками – цапфами (шипами) или пятами – опираются на опорные устройства

---

, называемые подшипниками или подпятниками.

Валом называют деталь (как правило, гладкой или ступенчатой ци­линдрической формы), предназначенную для поддержания установленных на ней шкивов, зубчатых колес, звездочек, катков и т. д., и для передачи вра­щающего момента.

При работе вал испытывает изгиб и кручение, а в отдельных случаях помимо изгиба и кручения валы могут испытывать деформацию растяже­ния (сжатия).

Вал 1 (рис.1) имеет опоры 2, называемые подшипниками. Часть вала, охватываемую опорой, называют цапфой. Концевые цапфы именуют ши­пами 3, а промежуточные — шейками 4.



Рис.1. Прямой вал: 1 — вал; 2 — опоры вала; 3 — цапфы; 4 — шейка

 

Осьюназывают деталь, предназначенную только для поддержания ус­тановленных на ней деталей.

В отличие от вала ось не передает вращающего момента и работает только на изгиб. В машинах оси могут быть неподвижными или же могут вращаться вместе с сидящими на них деталями (подвижные оси). Не следует путать понятия "ось колеса", это деталь и "ось вращения", это геометрическая линия центров вращения. Примером вращающейся оси могут служить оси железнодорожного подвижного состава, примером не вращающихся – оси передних осей автомобиля.



Рис.2. Конструкции осей:
а — вращающаяся ось; б — неподвижная ось

---

 Классификация валов и осей

По назначению валы подразделяют на передаточные (рис. 4, а, б), несущие только различные детали механических передач (зубчатые колеса, шкивы ременных передач, звездочки цепных передач, муфты и т.д.), в большинстве своём снабжены концевыми частями, выступающими за габариты корпуса механизма и коренные (рис. 4, в, г), несущие основные рабочие органы машин (роторы электродвигателей и турбин, шатунно-поршневой комплекс двигателей внутреннего сгорания и поршневых насосов), а при необходимости ещё дополнительно и детали механических передач (шпиндели станков, приводные валы конвейеров и т.п.). Коренной вал станков с вращательным движением инструмента или изделия называется шпинделем. Вал, распределяющий механическую энергию по отдельным рабочим машинам, называют трансмиссионным. В отдельных случаях валы изготавливают как единое целое с цилиндрической или конической шестерней (вал – шестерня) или с червяком (вал – червяк).

В связи с тем, что коренные валы являются деталями специального, а не общего назначения, то в настоящей лекции рассматриваются только передаточные валы. Проектирование коренных валов изучается в специальных курсах, например, «Теория, конструирование и расчет двигателей внутреннего сгорания», «Металлорежущие станки» и т.п.





Рис.4. Типы валов: а — гладкий трансмиссионный вал; б — ступенчатый передаточный вал;

в — шпиндель станка; г — коленчатый вал

 

Форма валов и осей разнообразна и зависит от выполняе­мых ими функций. Иногда, валы изготавливаются совместно с другими деталями, например, шестернями, кривошипами, эксцентриками.

По геометрической форме валы делят на: прямые (см. рис. 1); криво­

---