Методические указания конспект лекций по дисциплине «Прикладная механика и основы конструирования» (стр. 18 )

По способу регулирования провисания цепи: с натяжным устройством, с натяжной звездочкой.

По конструктивному исполнению: открытые, закрытые.

По расположению звездочек: горизонтальные, наклонные, вертикальные.

Передаваемая мощность до 100 кВт.

Скорости вращения – до 30 м/с.

Передаточное число .

Рекомендуется u≤4, допускается u≤7.

При нормальном условии работы среднее значение КПД – 0,92 – 0,98.

Роликовая цепь состоит из наружных и внутренних звеньев, шарнирно соединенных с помощью валиков и втулок.

Сцепление со звездочкой осуществляется роликом 1, свободно сидящем на  втулке 2.

Материал цепей Сталь 50 с дополнительной закалкой.

Втулочные цепи по конструкции аналогичны роликовым. Отличаются отсутствием ролика. В зацепление с зубьями звездочки входит втулка.

Изнашивание звездочки значительно большее, чем при использовании роликовой цепи.

Зубчатая цепь состоит из набора зубчатых пластин, шарнирно соединенных между собой.

По сравнению с роликовыми и втулочными цепями зубчатые малошумные, обладают большей плавность в работе, лучше воспринимают ударную нагрузку.

Недостаток - очень тяжелые и дороже.

Звездочки:

Для роликовой и втулочной имеют профиль зуба, очерченной дугой окружности.

Для зубчатой цепи – прямолинейный рабочий профиль.

Критерии работоспособности.

- вытяжка цепи;.

- разрушение шарниров за счет вхождения цепи в зацепление.

- разрушение пластин.

Муфты

Муфтой называется устройство, соединяющее концы двух валов и передающее вращающий момент с одного вала на другой без изменения его значения и направления.

Функции муфт:

- соединения валов, изготовляемых из отдельных частей;

- компенсация неточности;

- придания валам подвижности (шарнирная муфта);

- амортизация резких колебаний вращающего момента;

- предохранительная;

- включения и выключения отдельных узлов;

- направления передачи вращения;

- используют как маховик;

- для согласования диаметров валов.

- получения длинных валов, изготовленных из отдельных частей (шарнирная муфта).

Классификация муфт

По длинам концов валов

- на короткие;

- на длинные.

По форме конца вала:

- на цилиндрический;

- на конический.

Общая классификация муфт

- соединительные;

- сцепные;

- предохранительные.

Соединительные муфты делятся на

- глухие;

- компенсирующие.

Соединительные глухие муфты: втулочные, фланцевые.

Втулочные применяются когда составной вал должен работать как одно целое. Требуют точной соосности соединяемых валов.

Представляет собой втулку посаженную с помощью шпонок, штифтов или шлицев на выходные концы валов.

Используют в тихоходных и неответственных конструкциях машин.

Достоинство – простота конструкции и малые габаритные размеры;

Недостаток – необходимость раздвигать концы валов на полную длину валов.

Материал – сталь 45, для втулок большого размера – чугун.

Фланцевые муфты состоят из двух фланцевых полумуфт, установленных на концах валов и укрепленных болтами. Эти муфты способны передавать большие моменты. Фланцевые муфты стандартизованы в диапазоне диаметров вала 12…250 мм и передаваемых моментов 8…45000 Нм.

Достоинство – простота конструкций и легкость монтажа.

Недостаток – необходимость точного совмещения валов и точного соблюдения перпендикулярности.

Продольная муфта. Линия разъема полумуфт, выполненных в виде разрезной втулки, располагается вдоль ось вала.

Вращающий момент передается за счет шпоночных соединений, а так же сил трения, возникающих от затяжки болтов.

Достоинство – удобный монтаж и демонтаж.

В машиностроении применяются редко.

Компенсирующие муфты

Применяют для уменьшения вредных нагрузок на валы и опоры за счет компенсации небольших радиальных, осевых, угловых и комбинированных смещений.

Делятся на подвижные с жестким элементом и упругим.

Соединительные компенсирующие муфты с жестким подвижным элементом: зубчатые, цепные.

Кулачково-дисковая муфта: состоит из двух полумуфт 1 и 2 с диаметральными пазами на торцах. и промежуточного плавающего диска с взаимно-перпендикулярными выступами.

Недостаток – повышенная чувствительность к угловым перекосам валов.

Достоинство – компенсируют непараллельности валов.

Зубчатые муфты компенсируют продольное и радиальное смещение валов в пределах 1…8 мм.

Состоит из двух полумуфт  с наружными зубьями эвольвентного профиля и разъемной обоймы с двумя рядами внутренних зубьев.

Компенсирует радиальные, угловые и комбинированные смещения валов.

Муфта цепная – несоосность осей соединяемых валов компенсируются за счет относительной податливости деталей цепи и их деформации.

Состоит из двух полумуфт-звездочек с одинаковым числом зубьев, охватывающей их однорядной, двухрядной роликовой или зубчатой цепью.

Соединительные компенсирующие с упругим элементом – уменьшают динамические нагрузки, передаваемые через соединяемые ими валы, предохраняют валы от резонансных колебаний.

Упругие втулочно-пальцевые муфты. Деформация резиновых упругих элементов смягчает толчки и удары.

Состоит из двух полумуфт, соединительных пальцев, закрепленных в конических отверстиях одной из полумуфт и надетых на пальцы гофрированных резиновых втулок.

Сцепные муфты

Предназначены для соединения и разъединения валов.

По принципу работы делятся: кулачковые и фрикционные.

Кулачковые муфты состоят из двух полумуфт 1 и 2, имеющих кулачки на торцевых поверхностях. Включение муфты осуществляется за счет полумуфты 2, которая может передвигаться дволь вала по направляющей шпонке.

Недостаток: жесткий удар, в результате замыкания муфты, сопровождающийся мгновенным изменением структурной схемы механизма.

Фрикционные муфты.

Допускают включение на ходу под нагрузкой. Передают вращающий момент за счет сил трения.

Делятся по конструкции:

- дисковые;

- конусные;

- цилиндрические.

Фрикционные материалы: асбесто-проволочная ткань – ферродо; фрикционную пластмассу и др.

Применяют другие виды сцепных муфт:

- пневматические;

- гидравлические;

- электромагнитные.

Предохранительные муфты

Допускают ограничение передаваемого вращающего момента, что предохраняет машины от поломок при перегрузках.

Наибольшее распространение получили: шариковые, кулачковые. Они постоянно замкнуты, а при перегрузках кулачки или шарики выдавливаются из впадин полумуфты и муфта размыкается.

В фрикционной муфте при перегрузке за счет проскальзывания происходит пробуксовывание.

Предохранительные муфты с ломающимся элементом применяются при маловероятных перегрузках.

Основным критерием при выборе муфты является передаваемый крутящий момент.

M = kM ≤ [M]

где k – коэффициент режима работы.

       M – номинальный вращающий момент.

Резьбовые соединения

Резьбовые соединения выполняются с помощью резьбовых крепежных деталей – болтов, винтов, шпилек и др.

Относится к группе напряженных, так как создают начальное напряжение на поверхности разъема посредством винтового механизма.

Резьба делятся: цилиндрическая и коническая; наружная (болт) и внутренняя (гайка).

Основные характеристики: шаг резьбы – Р; высота теоретического профиля H; рабочая высота профиля – h; угол профиля - α.

По назначению делятся на крепежные, крепежно-уплотняющие и передачи движения.

К крепежным относят метрическую, дюймовую и специальную (часовую).

Крепежно-уплотняющие резьбы используют в резьбовых изделиях, предназначенных как для скрепления деталей, так и для создания герметичности. К ним относят: трубная цилиндрическая, трубная коническая, коническая дюймовая, круглая.

Резьбы для передачи движения применяют в передачах винт-гайка: прямоугольная, трапецеидальная, упорная.

Метрическая резьба является основной крепежной резьбой. Имеет треугольный профиль с углом α=60°; диаметр и шаг измеряется в мм.

Бывает с крупным шагом (Р=1...6 мм) и мелким шагом. Крупный применяют при d=1...68 мм, мелкий при изготовлении резьбовых тонкостенных деталей.

Дюймовая резьба относится к крепежной резьбе. Применяют для импортных машин. Имеет треугольный профиль с углом α=55°, диаметр измеряется в дюймах; шаг – числом витков на 1 дюйм.

Часовая резьба является разновидностью метрической, нарезаемой на изделиях с наружным диаметром от 0,25 мм до 0,9 мм и шагом от 0,075...0,225 мм. Применяют в часовой промышленности и приборостроении.

Трубная резьба бывает цилиндрической и конической. Представляет собой мелкую дюймовую резьбу нарезанную на трубах. Для улучшения уплотнения резьбу выполняют с закругленным профилем без зазоров.

Коническая дюймовая резьба является разновидностью дюймовой резьбы нарезанной на коническую поверхность. Обеспечивают герметичность соединения без специальных уплотнений. Обозначений К3/4”.

Круглая резьба применяется для резьбовых соединений, несущих большие динамические нагрузки, соединений работающих в загрязненной среде, требующих герметичность и хорошего контакта. (цоколь электролампы, противогазы).

Изготавливают выдавливанием, отливкой.

Прямоугольная резьба относится к резьбам для передачи движения под нагрузкой; имеет прямоугольный или квадратный профиль; диаметр и шаг измеряются в мм.

Применяется редко.

Трапецеидальная резьба применяется в передачах винт-гайка. Имеет симметричный трапецеидальный профиль с углом профиля α=30°. Для червяков α=40°.

По сравнению с прямоугольной имеет большую прочность.

Упорная резьба применяется в нажимных винтах с большой осевой нагрузкой. Имеет несимметричный трапецеидальный профиль.

Изготовляют

- слесарным инструментом метчиком, плашкой.

- резцом на токарных станках или специальных болтонарезных станках.

- отливкой;

- выдавливанием для тонкостенных деталей.

Болтами скрепляют детали не очень большой толщины. Отверстия выполняют немного большего диаметра, чтобы не повредить резьбу.

По форме головки болты и винты изготовляют с шестигранной головкой, квадратной, цилиндрической, полукруглой, потайной, с углублением под шестигранный ключ или специальную отвертку.

Установочные винты. Применяют для фиксации положения деталей и предотвращения их сдвига.

Изготавливают небольшой длины с резьбой по всей длине.

Гайки. Имеют шестигранную форму с одной фаской, с фаской и проточкой; прорезные; корончатые.

При частом отвинчивании и завинчивании применяют гайки-барашки.

Литература

Методические указания к изучению дисциплин "Теория механизмов и машин", "Прикладная механика", "Расчет и моделирование механических систем". Передаточные функции плоских рычажных механизмов. / Сост. , - Краматорск: ДГМА, 2003. 100 с. Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи № 2 з теорії механізмів і машин, для студентів усіх спеціальностей. Структурна класифікація плоских механізмів / Укл.: , єв. - Краматорськ: ДДМА, 2003. - 20 с.