Файл: 01. 02. 22 Машины и их основные элементы Основные сведения о машинах и механизмах.docx

17.02.22

Кривошипно-шатунные механизмы (Рисунок 4) служат для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот. Основными деталями кривошипно-шатунного механизма являются: кривошипный вал, шатун и ползун, связанные между собой шарнирно. Длину хода ползуна можно получить любую, зависит она от длины кривошипа (радиуса). В кривошипно-шатунном механизме вместо кривошипного вала часто применяют коленчатый вал.

От этого сущность действия механизма не меняется. Коленчатый вал может быть как с одним коленом, так и с несколькими. Видоизменением кривошипно-шатунного механизма может быть также эксцентриковый механизм. У эксцентрикового механизма нет ни кривошипа, ни колен. Вместо них на вал насажен диск. Насажен же он не по центру, а смещено, то есть эксцентрично, отсюда и название этого механизма -- эксцентриковый. В некоторых кривошипно-шатунных механизмах приходится менять длину хода ползуна. У кривошипного вала это делается обычно так. Вместо цельного выгнутого кривошипа на конец вала насаживается диск (планшайба). Шип (поводок, на что надевается шатун) вставляется в прорез, сделанный по радиусу планшайбы. Перемещая шип по прорезу, то есть, удаляя его от центра или приближая к нему, мы меняем размер хода ползуна. Ход ползуна в кривошипно-шатунных механизмах совершается неравномерно. В местах «мертвого хода» он самый медленный. Кривошипно-шатунные механизмы применяются в двигателях, прессах, насосах, во многих сельскохозяйственных и других машинах. Кривошипно-шатунные механизмы применяются и в моделях. Один из таких механизмов с коленчатым валом применен у моделей жатки-самосброски, сенокосилки. Он приводит в возвратно-поступательное движение ножи. Эксцентриковый механизм для моделей сделать нетрудно. Детали для механизма могут быть сделаны как из дерева, так и из жести, проволоки и т. п. Можно сделать механизм и Q переменным эксцентрикомВозвратно-поступательное движение в кривошипных механизмах можно передавать и без шатуна. В ползушке, которая в данном случае называется кулисой, делается прорез поперек движения кулисы. В этот прорез вставляется палец кривошипа. При вращении вала кривошип, двигаясь влево и вправо, водит за собой и кулису. Устройство кулисного механизма с эксцентриком показано на Рисунке 5. Вместо кулисы можно применить стержень, заключенный в направляющую втулку. Для прилегания к диску эксцентрика стержень снабжается нажимной пружиной. Если стержень работает вертикально, его прилегание иногда осуществляется собственным весом. Для лучшего движения по диску на конце стержня устанавливается ролик. Иногда в машинах возвратно-поступательное движение передается с переменными ходами, тесть в одну сторону ползун движется с одной скоростью, а в обратную -- с другой. Такой механизм применен в поперечно-строгальном станке.

---

20.02.22

Общие сведения. Назначение редукторов (основное записывается) (слайд №3)

Редуктор – это механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, заключённый в отдельный закрытый корпус и работающий в масляной ванне. Назначение редуктора – понижение частоты вращения и соответственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим. Редукторы широко применяют в различных отраслях народного хозяйства, в связи с чем число разновидностей редукторов велико.

Задавать наводящие вопросы о возможных конструкциях корпусов. (слайд №4) Редуктор состоит из корпуса (иллюстрировать слайдом или макетом редуктора) (литого чугунного или сварного стального), в котором помещают элементы передачи – зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д. 

Корпуса редукторов должны быть прочными и жесткими. Для удобства сборки корпуса редукторов выполняют разъемными. Опорами валов редуктора, как правило, являются подшипники качения. Смазывание передач редукторов осуществляется погружением в масляную ванну, подшипников – разбрызгиванием или пластичной смазкой.

Редуктор проектируют для привода определенной машины.(слайд №5) На кинематических схемах буквой Б обозначен входной (быстроходный) вал, буквой Т – выходной (тихоходный).

Основная энергетическая характеристика редуктора – допускаемый вращающий моментТ на его ведомом валу при постоянной нагрузке.
2. Основные типы редукторов

Как можно характеризовать типы редукторов? (Тип редуктора определяется составом передач, порядком их размещения в направлении от ведущего – быстроходного вала к ведомому – тихоходному валу и положением колёс в пространстве.) Редукторы классифицируют по следующим основным признакам, запишем:

1) по типу передачи – зубчатые, червячные, зубчато-червячные;
2) по числу ступеней – одноступенчатые, двухступенчатые, и т. д.;
3) по типу зубчатых колес – цилиндрические, конические, коническо-цилиндрические и т.д.;

4) по относительному расположению валов в пространстве – горизонтальные, вертикальные.

Конспекты пишите аккуратно.

Исполнение редуктора определяется передаточным числом, формой концов валов и вариантом сборки.
Цилиндрические редукторы получили широкое распространение в (слайд №6) машиностроении благодаря широкому диапазону передаваемых мощностей, долговечности, простоте изготовления. 
Одноступенчатые цилиндрические редукторы горизонтальные рис. 1 и вертикальный рис.2 имеют, как правило, косозубое зацепление. Передаточное число таких редукторов u < 8.

---

Рисунок 1 Одноступенчатые цилиндрические редукторы горизонтальные

Рисунок 2 Одноступенчатый цилиндрический редукторы вертикальный

Двухступенчатые цилиндрические редукторы рис.3 (слайд №7) – горизонтальный, рис. 4– вертикальный. Передаточное число u = 8…40.


Рис.3 - Двухступенчатый цилиндрический редуктор горизонтальный


Рис.4 - Двухступенчатый цилиндрический редуктор вертикальный

Трёхступенчатые цилиндрические редукторы. Эти редукторы выполняют преимущественно на базе горизонтальной схемы, развернутыми и соосными, одинарными и раздвоенными ступенями (слайд №8). Диапазон передаточных чисел u = 31,5…180. 

Конические редукторы рис.5 применяют, когда необходимо передавать вращающий момент между (слайд №9) валами со взаимно перпендикулярным расположением осей. Передаточное число таких редукторов u<=5

;

Рис. 5 - Конические редукторы

Коническо-цилиндрические редукторы рис.6 (слайд №10) независимо от числа ступеней и компоновки выполняют с быстроходной конической ступенью. Передаточное число u = 8…31,5. 

Рис.6 - Коническо-цилиндрические редукторы

Червячные редукторы вследствие низкого КПД и меньшего ресурса, чем у зубчатых редукторов, не рекомендуется применять их в машинах непрерывного действия.

Компоновочные возможности ограничены и сводятся к трём основным схемам редукторов: с нижним, верхним и боковым расположением червяка рис 7 (слайд №11). Выбор схемы редуктора обычно диктуется удобством компоновки привода в целом. Диапазон передаточных чисел u = 8…80, рекомендуется. u<=63


Рис. 7 - Червячные редукторы
Червячно-цилиндрический двухступенчатый редуктор рис.8 (слайд №12) имеет червячную быстроходную ступень и одну червячно-цилиндрическую или две червячно-цилиндрические ступени с параметрами редуктора развёрнутой схемы.

А почему используются червячные редукторы? (Какие достоинства? Редукторы имеют большое передаточное число и низкий уровень шума.) Червяк обычно располагают внизу, что вызвано условиями смазывания зацепления, расположением подшипников червяка и условиями сборки.

Рис. 8 - Червячно-цилиндрический двухступенчатый редуктор

Мотор-редукторы (слайд №13) представляют собой агрегат, в котором объединены электродвигатель и редуктор. Это делается с целью уменьшения габаритов привода и улучшения его внешнего вида.

Планетарные редукторы позволяют получить большое передаточное число при малых габаритах. (слайд №14) По конструкции они сложнее вышеописанных редукторов. Наиболее распространен простой планетарный зубчатый редуктор рис. 9.

---

Волновые редукторы являются разновидностью планетарных редукторов.

Для обозначения передач используются прописные буквы русского алфавита. А вы можете догадаться какие это передачи? Записываем на доске буквы и учащиеся дешифруют их. Ц – цилиндрическая, К – коническая, Ч – червячная, П – планетарная, В – волновая.

Если в редукторе две или более одинаковых передач, то после буквы ставится соответствующая цифра. Пример: Ц (рис.1, 2); Ц2 (рис.3); КЦ (рис.6); Ч (рис.7); ЦЧ 9 (рис.8). Если все валы редуктора находятся в вертикальной плоскости, то к обозначению добавляется индекс В. Если ось тихоходного вала вертикальна, то добавляется индекс Т, если ось быстроходного вала вертикальна, то – индекс Б. КЦт , КБ Ц (рис.6).

Опорами валов в редукторах чаще всего являются подшипники качения. Валы цилиндрических и конических редукторов, как правило, устанавливают на шариковых или роликовых конических подшипниках.

При относительно коротких валах осевая фиксация выполняется на двух опорах: один подшипник фиксирует вал в одном направлении, а другой — в другом (на рис. 14.4 тихоходный вал при указанном направлении силы Р_лв осевом направлении фиксируется на опоре А, установка враспор). Установка вала на конических подшипниках враспор представлена на рис. 14.5. Таким подшипникам необходима осевая регулировка наружных колец, выполняемая с помощью винта 1.

Осевой зазор в подшипнике может также регулироваться изменением толщины прокладок 1 под крышкой подшипников (см. рис. 14.4). Для крепления коротких валов применяют установку подшипников врастяжку (на рис. 14.6 крепление быстроходного вала). При направлении силы Р_а, как показано на рис. 14.6, осевая фиксация происходит на опоре А. Стакан 2 используется для регулировки зазора в зацеплении конических колес.

Длинные валы закрепляют от осевых смещений в одной опоре, вторую опору выполняют плавающей (на рис. 14.4 осевая фиксация быстроходного вала на опоре В, опора Г — плавающая; на рис. 14.7 осевая фиксация вала червяка на опоре А, опора Б — плавающая). На плавающей опоре внутреннее кольцо подшипника крепится с обеих сторон уступами вала, пружинными кольцами, распорными втулками.

Наружные кольца подшипников крепятся крышками. Крышки подшипников могут приворачиваться к корпусу винтами (рис. 14.6), под крышками помещают прокладки. Используют конструкции с врезными крышками

---

, уступающими по герметичности (см. рис. 14.4, 14.5).

Студентам предлагается составить (слайд №18) схемы редукторов по типу ступеней, на пример:

1. 
   1 ступень – цилиндрическая передача, 2 – раздвоенная цилиндрическая, 3 – соосная;
   

2. 
   1 ступень – коническая, 2 – цилиндрическая, 3 - раздвоенная цилиндрическая.
   

Схемы делаем точными, не допускайте небрежности.

Затем удачные варианты студенты чертят на доске и обсуждают возможные недостатки и ошибки.

Следующее задание (слайд №19): расшифровка условных обозначений редукторов: 1) Ц2-200- 4, 2) Ч-140- 25.

Учащимся предлагается выполнить тест по теме: «общие сведения о редукторах» из сборника тестовых заданий Олофинской Ф.П.

После окончания отведенного времени производится проверка ответов, обсуждение допущенных ошибок и их коррекция знаний.

Домашнее задание: решить задачу (слайд №20).

Определить окружное усилие на червячном колесе червячного редуктора Ч-200-48, если мощность на быстроходном валу редуктора 2.4 кВт; скорость быстроходного вала 100 рад/с; КПД редуктора 0,75; модуль зубьев 5 мм и число заходов на червяке равно 1.

Для решения этой задачи нужно вспомнить, что окружное усилие на червячном колесе зависит от момента и диаметра колеса; момент находится через мощность и угловую скорость; диаметр колеса через модуль и число зубьев на колесе, последнее можно подсчитать через передаточное отношение, взятое из обозначения редуктора.

Вернемся к вопросу поставленному в начале занятия: о энергосбережении в машинах? Мы ответили на него?

В заключении учащиеся оценивают свой уровень усвоения знаний и с учетом активности на уроке, преподаватель выставляет оценки в журнал

7>

---