Механизация животноводства (стр. 4 )

Взаимозаменяемость деталей можно обеспечить в том случае, если их основные характеристики (геометрические размеры, форма, чистота поверхности, материал, термическая и термохимическая обработка, твердость) точно соответствуют значениям, указанным в чертежах и технических условиях. Детали в машинах и механизмах могут образовывать различные соединения.

Неподвижные неразъемные соединения подразделяют на сварные (рис. 1, а), заклепочные (рис. 1,б) и запрессованные (рис. 1, в). При разборке неразъемных соединений обязательно повреждается хотя бы одна деталь.

Неподвижные разъемные соединения делят на резьбовые, шпоночные, шлицевые и штифтовые.

Резьбовые соединения образуют детали, объединенные в одно целое при помощи резьбы. В качестве примера можно назвать широко распространенные соединения типа болт – гайка (рис. 2, а).

Шлицевые и шпоночные (рис. 2, б, в) соединения применяют для передачи вращения (крутящего момента) от вала к ступице посаженной на него детали или наоборот. При шлицевом соединении деталь можно перемещать вдоль вала.

Штифтовые соединения служат для закрепления деталей, а также для достижения их точного взаимного расположения (рис. 2, г).

Подвижные соединения – это такие соединения, в которых детали имеют относительное перемещение, например, ось или вал и подшипник, ось и коромысло и др.

Валы и оси – это детали, на которых располагают вращающиеся детали машин и механизмов. Оси только поддерживают вращающиеся детали, а валы одновременно передают им крутящий момент.

Валы отличаются большим разнообразием как по назначению, так и по конструкции. В частности, они могут представлять собой звенья механизмов, преобразующие вращательное движение в прямолинейное возвратно-поступательное, таковы, например, коленчатый и распределительный (кулачковый) валы двигателя внутреннего сгорания (рис. 3, а, б).

Нагрузки, воспринимаемые осями и валами, передаются на корпуса или станины машин через опорные устройства – подшипники. По роду трения все подшипники разделяются на подшипники скольжения и подшипники качения.

Рис. 1. Неподвижные неразъемные соединения:

а - сварное; б - заклепочное; в - запрессованное.

Рис. 2. Неподвижные разъемные соединения:

а – резьбовое; б – шлицевое; в - шпоночное; г – штифтовое; 1 – гайка: 2 – болт; 3 - шлицевой вал; 4 – шестерни; 5 - шпонка; 6 – фланец; 7 - штифт.

Рис. 3. Детали подвижных соединений:

а – коленчатый вал; б – распределительный вал; в – шатун; г – подшипник; 1 – коренная шейка; 2 – шатунная шейка; 3 – щеки; 4 – кулачок; 5 – шейка; 6 – крышка шатуна; 7 – вкладыш нижней головки; 8 – втулка; 9 – шатун; 10 – болт шатуна; 11 – кольцо подшипника; 12 – шарик; 13 – сепаратор подшипника.

Подшипник скольжения – это втулка, выполненная из специального, обладающего малым коэффициентом трения металла или сплава. В качестве примера подшипников скольжения можно привести подшипники верхней и нижней головок шатуна (рис. 3, в) двигателя внутреннего сгорания.

Подшипник качения состоит из внутреннего и наружного колец 11 (рис. 3, г), шариков 12 или роликов (цилиндрических или конических) и сепаратора 13, удерживающего шарики или ролики и отделяющего их друг от друга. Подшипники в зависимости от формы тел качения разделяют на шариковые, роликовые и игольчатые. Подшипники качения имеют меньший коэффициент трения. Они долговечнее и надежнее в работе.

Муфты – это устройства, которые служат для постоянного или временного соединения вращающихся валов, расположенных на одной оси или смещенных от нее под различными углами. Различают постоянные, сцепные и специальные муфты.

Валы, соединенные постоянными муфтами, можно разъединить, только разобрав муфту, когда она находится в нерабочем состоянии. Различают муфты: глухие (рис. 4, а), упругие (рис. 4, б), шарнирные (рис. 4, в). Два вала, подверженные при работе значительным смещениям и перекосам, соединяют карданным валом и двумя шарнирами.

В сцепных муфтах предусмотрена возможность управления соединением и разобщением валов, для чего в конструкции введен специальный механизм. Различают жесткие кулачковые (рис. 5, а) и фрикционные сцепные (рис. 5, б) муфты.

Рис. 4. Постоянные муфты:

а – глухая; б – упругая; в – шарнирная; 1, 2 – соединяемые валы; 3 – втулка; 4 – конический штифт; 5 – стяжной болт; 6 – резиновый вкладыш; 7 – полумуфты; 8 – вилка; 9 - крестовина.

Рис. 5. Сцепные муфты:

а – кулачковая; б – фрикционная; 1, 2 – соединяемые валы; 3 – кулачковая полумуфта; 4 - пружина; 5 - диск.

Предохранительные муфты ограничивают передаваемое вращение и разъединяют валы в критических случаях, предотвращая поломку или перегрузку машины или механизма.

Механические передачи – это устройства, служащие для передачи вращательного движения, как правило, с преобразованием скорости и соответственным изменением крутящего момента.

По способу передачи вращательного движения различают передачи зацеплением (зубчатые, червячные, цепные) и передачи трением (ременные, фрикционные).

В конструкцию механических передач вращательного движения входят следующие основные элементы: первичный (ведущий) вал, вторичный (ведомый) вал и передаточный механизм, который изменяет скорость, направление вращения или то и другое одновременно.

Основной характеристикой передач любого вида служит передаточное число i, представляющее собой отношение частоты вращения n1 первичного вала к частоте вращения n2 вторичного вала, т. е.

i = n1/n2

В зубчатых передачах в качестве передаточного органа используются зубчатые колеса (шестерни). Простая зубчатая передача представляет собой две шестерни, находящиеся в зацеплении.

Если оси валов параллельны, то применяют цилиндрические шестерни с внешним (рис. 6, а) или внутренним (рис. 6, б) зацеплением. Зубья могут располагаться параллельно образующей цилиндра (прямозубые шестерни) и под углом к ней (косозубые шестерни). Косозубые шестерни обеспечивают более плавную и с меньшим шумом работу.

Рис. 6. Зубчатые передачи:

а – цилиндрическая прямозубая с наружным зацеплением; б – цилиндрическая прямозубая с внутренним зацеплением; в – коническая прямозубая; г – цилиндрическая винтовая.

Если оси валов пересекаются в пространстве, применяют конические шестерни (рис. 6, в), а если они скрещиваются, то винтовые шестерни (рис. 6, г).

Передаточное число зубчатой пары можно выразить еще и как отношение чисел зубьев шестерен:

i=n1/n2 = Z1/Z2,

где Z1 – число зубьев ведущей шестерни; Z2 – число зубьев ведомой шестерни.

Для увеличения передаточного числа ставят последовательно несколько зубчатых пар. Общее передаточное число при этом будет равно произведению передаточных чисел входящих пар.

Червячная передача состоит из одно - или многозаходного винта – червяка 1 (рис. 7), находящегося в зацеплении с червячным колесом 2, оси которых скрещиваются под прямым углом. Чаще всего в червячных передачах ведущим звеном является червяк, а ведомым – червячное колесо. Червяки могут выполняться цилиндрическими и глобоидальными. Глобоидальный червяк, облегающий дугу окружности колеса, распределяет нагрузку на большее число зубьев колеса, что повышает износоустойчивость передачи. Передаточное число червячной передачи

i=n1/n2 = Z1/Z2,

где Z1 – число заходов червяка; Z2 – число зубьев червячного колеса.

Рис. 7. Червячная передача:

1 – червяк; 2 – червячное колесо.

Цепная передача служит для передачи вращательного движения между удаленными друг от друга валами при помощи замкнутой цепи 2 (рис. 8), охватывающей ведущую 3 и ведомую 1 звездочки.

Рис. 8. Цепная передача:

1 – ведомая звездочка; 2 – цепь; 3 - ведущая звездочка.

Передаточное число цепной передачи определяют по той же формуле, что и для зубчатой передачи.

Ременная передача служит для передач вращательного движения между валами, находящимися на расстоянии друг от друга, посредством плоского 1 или клиновидного 3 (рис. 9) ремней, надетых на шкивы 2.

Передаточное число ременной передачи

i=n1/n2 = D1/D2,

где D1 – диаметр ведущего шкива; D2 – диаметр ведомого шкива.