3. Требования к деталям – основные и специальные.

Основные требования к деталям:

Экономические требования (стоимость материала, затраты на изготовление и эксплуатацию).

Эксплуатационные требования (работоспособность, техническое обслуживание и ремонт).

Эргономические требования (безопасность для человека).

Надежность - свойство изделий выполнять в течение заданного времени или заданной наработки свои функции, сохраняя в заданных пределах эксплуатационные показатели. Надежность изделия обусловливается долговечностью, безотказностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью их. Надежность деталей машин в значительной степени зависит от запасов по основным критериям работоспособности и определяется качеством их изготовления.

Критерии надежности:

Долговечность — свойство изделия сохранять работоспособность до определенного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта.

Безотказность — свойство изделия сохранять работоспособность в течение заданной наработки без вынужденных перерывов. Основным показателем безотказности является вероятность безотказной работы в течение заданного времени или заданной наработки. Утрату работоспособности называют отказом. Отказы по своей природе могут быть связаны с разрушением деталей или с нарушением технического ухода за машиной (засорение трубопроводов, ослабление соединений, нарушение регулировки и т. п.).

Ремонтопригодность — приспособленность изделия к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей с помощью технического обслуживания и ремонтов.

Сохраняемость — свойство изделия сохранять требуемые эксплуатационные показатели после установленного срока хранения и транспортирования.

 

Критерии работоспособности:

Прочность - способность сопротивляться действию нагрузок без разрушения или пластических деформаций.

Жесткость - изменением размеров и формы детали под нагрузкой.

Устойчивость - способность системы сохранять текущее состояние при наличии внешних воздействий.

Износостойкость – способность сохранять первоначальную форму своей поверхности сопротивляясь износу.

Теплостойкость – способность сохранять свои свойства под действием высоких температур.

Хладостойкость - способность сохранять свои свойства под действием низких температур.

Виброустойчивость – способность работы механизма в нужном диапазоне без появления резонансных явлений.

Коррозионная стойкость – способность элементов конструкции противостоять коррозии.

4. Привод: привести пример кинематической схемы привода, в состав которого входят редуктор, передача. Назначение редуктора, передач; КПД привода, передаточное отношение привода, скорости вращения валов, моменты на валах.

Привод (машины, механизма) – система взаимосвязанных устройств, предназначенная для приведения в движение одной или нескольких частей машины.

Если частота вращения вала рабочего органа машины совпадает с частотой вращения вала двигателя, движение непосредственно передается от двигателя к рабочему органу. Чаще всего эти частоты не совпадают. В этих случаях для изменения скорости и направления движения устанавливают между двигателем и рабочим органом механические передачи: закрытые – редукторы и открытые. Это могут быть зубчатые цилиндрические и конические, червячные, ременные, цепные и т. д. передачи. Для соединения валов двигателя, редуктора и рабочего органа машины в привод устанавливают муфты.

Проектирование привода начинают с анализа его кинематической схемы. При разработке кинематической схемы необходимо учитывать следующие особенности:

– при выборе частоты вращения электродвигателя надо иметь в виду, что чем быстроходнее электродвигатель, тем меньше его размеры, масса, стоимость и выше КПД. Но с увеличением частоты вращения возрастает общее передаточное отношение привода, что в свою очередь неизбежно ведет к увеличению габаритов, массы и стоимости механических передач или к усложнению самой кинематической схемы;

– при разбивке общего передаточного отношения между ступенями для получения более компактной конструкции привода предпочтительно назначать для закрытых передач большее передаточное отношение, чем для открытых.

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. Редуктор состоит из корпуса (литого чугунного или сварного стального), в котором помещают элементы передачи – зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д.

Назначение передач в основном состоит в понижении или повышении частоты вращения двигателя или иного источника вращательного движения с соответствующим повышением или понижением вращающего момента. Коробка передач – механизм, в котором ступенчатое изменение передаточного отношения осуществляется при переключении зубчатых передач, размещенных в отдельном корпусе.

КПД — характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии. Определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному системой.

Передаточное отношение (U) — одна из важных характеристик механической передачи вращательного движения, находится как отношение угловой скорости ведущего элемента ( ) механической передачи к угловой скорости ведомого элемента( ) или отношение частоты вращения ведущего элемента ( ) механической передачи к частоте вращения ведомого элемента ( ).

5. Зубчатые передачи – принцип действия; классификация зубчатых передач: по расположению осей валов, по расположению зубьев на колесах, по форме профиля зуба; сравнительная характеристика; основные характеристики зубчатой пары; модуль передаточное отношение.

Зубчатая передача – это механизм, который с помощью зубчатого зацепления передает или преобразует движение с изменением угловых скоростей и моментов. Зубчатая передача состоит из колес с зубьями, которые сцепляются между собой, образуя ряд последовательно работающих кулачковых механизмов.

Зубчатые передачи применяют для преобразования и передачи вращательного движения между валами с параллельными, пересекающимися или перекрещивающимися осями, а также для преобразования вращательного движения в поступательное и наоборот.

Достоинства зубчатых передач:

1. Постоянство передаточного отношения.

2. Надежность и долговечность работы.

3. Компактность.

4. Большой диапазон передаваемых скоростей.

5. Небольшое давление на валы.

6. Высокий КПД.

7. Простота обслуживания.

Недостатки зубчатых передач:

1. Необходимость высокой точности изготовления и монтажа.

2. Шум при работе со значительными скоростями.

3. Невозможность бесступенчатого регулирования передаточного отношения.

Классификация зубчатых передач: 1) по расположению осей валов - с па­раллельными осями (цилиндрическая передача, волновая, зубчатым ремнем); с пере­секающимися осями (коническая передача); со скрещива­ющимися осями (винтовая передача; червячная передача).

2) по расположению зубьев на колёсах – внешнее, внутренне и реечное зацепление. Передачи с внешним зацеплением применяются для преобразования вращательного движения с изменением направления движения. Передаточное отношение колеблется в пределах –0,1 U –10. Внутреннее зацепление применяется в том случае, если требуется преобразовывать вращательное движение с сохранением направления. По сравнению с внешним зацеплением передача имеет меньшие габаритные размеры, больший коэффициент перекрытия и повышенную прочность, но более cложна в изготовлении. Реечное зацепление применяется при преобразовании вращательного движения в поступательное и обратно.

3) по форме профиля зуба – эвольвентные, циклоидные, с зацеплением Новикова (образующая профиля окружность).

Модуль – Модулем зубчатого колеса называется отношение окружного шага по делительной окружности к числу Пи.

Передаточное отношение - отношение угловой скорости ведущего элемента ( ) механической передачи к угловой скорости ведомого элемента( ).