ТМ, ДП и ОК Лектор: Резников Станислав Сергеевич

Лекция 4

Задание!!! В срок до вторника 30 сентября отправить по электронной почте ответы на вопросы: 1. Какие виды передач вы знаете?

Т М Д П О К ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ ДЕТАЛИ ПРИБОРОВ ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ

Требования к приборам и критерии их качества Поскольку человеку свойственно хотеть всего и сразу, то требования к машинам многообразны и часто противоречивы, однако их можно условно разделить на основные взаимосвязанные группы: технологические требования; экономические требования; эксплуатационные требования.

Степень соответствия требованиям характеризуют критерии качества (греч. "крит арион" – узкое место) – некие конкретные параметры (греч. "пара матрос" – измеряемый), т.е. измеряемые или вычисляемые величины. Однако известно, что полное удовлетворение всех требований – абсолютно невыполнимая задача, поэтому всегда приходится идти на компромисс, обозначая главные требования и обеспечивая соответствующие им критерии качества. Отметим поэтому лишь основные требования к деталям и машинам.

ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ – изготовление изделия при минимальных затратах труда, времени и средств при полном соответствии своему назначению. ЭКОНОМИЧНОСТЬ – минимальная стоимость производства и эксплуатации. РАБОТОСПОСОБНОСТЬ – состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции. НАДЁЖНОСТЬ – свойство объекта сохранять во времени способность к выполнению заданных функций.

Успешная работа деталей и машин заключается в обеспечении работоспособности и надёжности. РАБОТОСПОСОБНОСТЬ деталей и машин определяется как свойство выполнять свои функции с заданными показателями и характеризуется следующими критериями: ПРОЧНОСТЬ – способность детали сопротивляться разрушению или необратимому изменению формы (деформации); ЖЁСТКОСТЬ – способность детали сопротивляться любой деформации; ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ – способность сохранять первоначальную форму своей поверхности, сопротивляясь износу; ТЕПЛОСТОЙКОСТЬ – способность сохранять свои свойства при действии высоких температур; ВИБРОУСТОЙЧИВОСТЬ – способность работать в нужном диапазоне режимов без недопустимых колебаний.

НАДЁЖНОСТЬ определяется как свойство детали и машины выполнять свои функции, сохраняя заданные показатели в течение заданного времени и, по существу, выражает собой перспективы сохранения работоспособности.

Надёжным можно считать прибор, имеющий следующие свойства. БЕЗОТКАЗНОСТЬ – способность сохранять свои эксплуатационные показатели в течение заданной наработки без вынужденных перерывов. ДОЛГОВЕЧНОСТЬ – способность сохранять заданные показатели до предельного состояния с необходимыми перерывами для ремонтов и технического обслуживания. РЕМОНТОПРИГОДНОСТЬ – приспособленность изделия к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей посредством техобслуживания и ремонта. СОХРАНЯЕМОСТЬ – способность сохранять требуемые эксплуатационные показатели после установленного срока хранения и транспортирования. Надёжность трудно рассчитать количественно, она обычно оценивается как вероятность безотказной работы на основании статистики эксплуатации группы идентичных машин.

Передачи

Передачи – механизмы колёсного типа. Назначение передач – преобразование и передача вращательного движения

По характеру передачи движения передачи бывают следующих видов По характеру передачи движения передачи бывают следующих видов: Передача движения за счёт сил трения: Фрикционные передачи. Ременные передачи. Передача движения за счёт зацепления: Зубчатые передачи. Цепные передачи. Передачи перфорированной лентой.

Конструктивно передачи делятся на следующие типы: Передачи с непосредственным контактом: Некоторые фрикционные передачи. Зубчатые передачи. Передачи с промежуточным звеном: Некоторые фрикционные передачи. Некоторые разновидности вариаторов. Ременные передачи. Цепные передачи. Передачи перфорированной лентой.

Основной кинематической характеристикой всех передач является передаточное отношение. Понятие о передаточном отношении и передаточном числе. Передаточное отношение – отношение угловых скоростей ведущего и ведомого звена, то есть: Ведущее звено – звено, которое приносит энергию в передачу (ведущий вал, ведущее колесо). Ведомое звено – вал или колесо, воспринимающее усилие от ведущего звена. Ступень передачи – два колеса сопряжено работающих между собой с непосредственным сопряжением или с промежуточным звеном.

Различают две разновидности передачи по передаточному отношению: Редуцирование при. Назначение такой передачи – уменьшить число оборотов на ведомом звене по сравнению с ведущим. Мультипликация при. Назначение такой передачи - увеличить число оборотов на ведомом звене, по сравнению с ведущим.

Передача, играющая роль редуктора или мультипликатора выявляется только в общей схеме привода. Рассмотрим двухступенчатый зубчатый механизм. - число зубьев на i-том зубчатом колесе.

I – редуктор. II – мультипликатор.

В редукторах: В мультипликаторах:

Отношение угловых скоростей и крутящих моментов называют «золотым» правилом механики. «Золотое» правило механики: если не учитывать коэффициент полезного действия, то отношение угловых скоростей обратно пропорционально отношению крутящих моментов.

Фрикционные передачи

Достоинства фрикционных передач: Простота изготовления самих катков. Возможность проскальзывания при перегрузках, что позволяет сохранить от поломок другие узлы машины связанные в кинематические цепи. Возможность бесступенчато менять передаточное отношение в передаче в пределах определённого диапазона регулирования (вариаторы). Недостатки фрикционных передач: Возможность проскальзывания, что не позволяет иметь стабильное передаточное отношение. Громоздкость опор валов по сравнению с передачами зацепления.

Данная передача имеет название фрикционная передача с гладкими цилиндрическими катками. Кроме этой простой передачи бывают передачи клинчатыми цилиндрическими катками. Для передач с пересекающимися в пространстве осями применяются фрикционные передачи с коническими катками. Во всех перечисленных передачах передаточное отношение постоянно. Кроме того, существуют передачи с переменным передаточным отношением – вариаторы, у которых передаточное отношение меняется в пределах диапазона регулирования «Д».

Фрикционные передачи клинчатыми катками.

Во всех фрикционных передачах имеет место упругое скольжение, то есть затрачивается некоторая энергия, переходящая в тепло за счёт относительного скольжения деформируемых сопряжённых поверхностей. «Встреча» растянутых и сжатых участков на линии контакта a-b во время работы передачи приводит к встрече противоположено деформированных участков, то есть от точки a до b точки на линии контакта неизбежно относительное скольжение поверхностей, что приводит к их нагреву и износу. Это имеет место во всех фрикционных передачах. Чем твёрже сопряженные поверхности, тем меньше линия контакта a-b. Кроме того, в некоторых фрикционных передачах происходит геометрическое скольжение, например в передаче с клинчатыми катками.

Понятие о геометрическом скольжении

Фрикционные передачи с коническими катками

Зубчатые передачи Зубчатые передачи – передачи, в которых усилия между колёсами передаются за счёт зацепления. С их помощью осуществляется передача и преобразование вращательного движения между параллельными осями (цилиндрические колёса), пересекающимися осями (конические зубчатые колёса), скрещивающимися осями (цилиндрические винтовые колёса, конические колёса, гипоидная передача). Кроме того, с помощью зубчатых передач можно преобразовывать поступательное движение зубчатой рейки во вращательное движение зубчатого колеса и наоборот.

Достоинства зубчатых передач: Постоянство передаточного отношения или изменение передаточного отношения по какой- либо жёсткой функции. С помощью зубатых передач передаются самые большие мощности. Недостатки зубчатых передач: Сложность изготовления. Различают зубчатые передачи с постоянным положением осей в пространстве и передачи с бегающими в пространстве осями (планетарные и дифференциальные передачи).

Геометрические параметры зубчатых колёс

Теорема Виллиса. Какой кривой необходимо очертить профили зубьев, чтобы мгновенное передаточное отношение было постоянным?

Понятие о начальной окружности

На линии различают теоретический и рабочий участки линии зацепления. Теоретический участок – отрезок между основаниями перпендикуляров, опущенных на линию зацепления из центров. Практический или рабочий участок – участок линии зацепления, ограниченный внешними окружностями колёс. Если за пределами теоретического участка частично окажется рабочий участок, то нарушится постоянство передаточного соотношения. Чтобы передаточное отношение было постоянным необходимо, чтобы рабочий участок находился в пределах теоретического.