Требования к машинам и деталям

К большинству машин предъявляются следующие требования:

высокая производительность;экономичность производства и эксплуатации; технологичность;равномерность хода;высокий кпд;

точность работы; компактность, надежность и долговечность;

удобство и безопасность обслуживания;транспортабельность;

соответствие внешнего вида требованиям технической эстетики, современный дизайн.

Применение в машине стандартных деталей и узлов уменьшает количество типоразмеров, обеспечивает взаимозаменяемость, облегчает ремонт машин.

Одним из главных требований, предъявляемых к деталям, является

технологичность, которая значительно влияет на их стоимость.

Следует предусматривать максимально возможное применение стандартных узлов и деталей. Существенными показателями технологичности конструкции являются ее материалоемкость, трудоемкость изготовления и себестоимость. Технологичной считают такую конструкцию, для которой характерны минималь-ные затраты при производстве и эксплуатации.

Основные критерии работоспособности деталей и узлов машин.

Работоспособность – это состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции в пределах технических требований.

Основные критерии работоспособности оценивают:

- прочностью – способность сопротивляться разрушению;

- жесткостью – способность сопротивляться изменению формы и размеров (или допускать изменение в установленных пределах);

- износостойкостью – способность сохранять необходимые размеры в течение заданного срока;

- теплостойкостью – способность работать в пределах заданных температур;

- вибрационной устойчивостью – способность работать в диапазоне далеком от области резонансов.

Основными машиностроительными материалами являются:

стали – сплав на основе железа с содержанием углерода до 2% и другими элементами. Свойства сталей улучшают легированием, т.е. добавлением в сплав вольфрама

чугун- содержит углерода более 2%(2%-4%), обладает хорошими литейными и антифрикционными свойствами(малый коэффициент трения)

цветные сплавы- сплавы на основе меди(латуни и бронзы), алюминия(силумины, дуралюмины), магния и мягких металлов

неметаллические материалы – пластмассы, древесные, резиновые, текстильные и другие.

В современных машинах используют:

композиционные материалы – это композиции из тонких высокопрочных волокон(углерода, бора, стекла) и пластичной основы(матрицы) – металлической, керамической или полимерной. Такое строение материалов обеспечивает высокую надежность при переменном напряжении.

порошковые материалы – получают прессованием и последующим спеканием в пресформах из смесей металлических и неметаллических порошков. Этим материалом можно придать особые свойства, которые не могут быть получены традиционными способами: высокую твердость, пористость, антифрикционность.

Механизмы

Механизмы – устройства, служащие для преобразования видов движения:

- вращательное в возвратно-поступательное (рычажные),

- вращательное в заданный закон движения (кулачковые),

- механизмы прерывистого действия (мальтийские, храповые).

В курсе «Детали машин» рассматриваются следующие виды механизмов:

- по расположению звеньев в пространстве: плоские, пространственные;

- по форме, конструктивному исполнению и движению звена:

рычажные, кулачковые, мальтийские, храповые.

Рычажный механизм

Рычажный механизм – это механизм, образованный звеньями, выполненными в виде стержневых конструкций-рычагов.

Рычажные механизмы предназначены для преобразования вращательного движения входного звена в возвратно-поступательное движение выходного звена и наоборот.

Могут передавать большие усилия и мощности.

Рычажные механизмы широко распространены в машинах практически всех видов.

Используются в качестве основных технологических устройств. Однако воспроизведение требуемого закона движения такими механизмами весьма ограничено.

Кулачковый механизм

Кулачковые механизмы предназначены для преобразования вращательного движения ведущего звена (кулачка) в заведомо заданный закон возвратно-поступательного движения ведомого звена (толкателя).

С помощью кулачкового механизма получается заданный закон движения толкателя с временными остановками при непрерывном движении ведущего звена.

Кулачковый механизм состоит из тела криволинейной формы, характер движения которого определяет движение всего механизма. Придавая профилям кулачка(1) и толкателя (2) соответствующие очертания всегда можно осуществить любой желательный закон движения толкателя.

Основное преимущество заключается в том, что, не изменяя количества звеньев, можно воспроизвести любой закон движения за счёт изменения профиля кулачка.

Недостатки кулачковых пар:

- основным из них является то, что расчет профиля поверхности ведущего звена представляет собой достаточно сложную задачу, да и его изготовление — тоже,

- наличие высшей кинематической пары и, как следствие, ограниченная долговечность, сложность изготовления, высокая стоимость.

- относительно малая нагрузочная способность, вследствие трения скольжения кулачка и толкателя по линии, а также из-за значительных боковых усилий на толкатель при резких перемещениях.

Храповой механизм

Храповые механизмы относятся к механизмам прерывистого действия, которые обеспечивают движения ведомого звена в одном направлении с периодическими остановками.