Детали машин и основы конструирования - часть 4

 

17

его результатам строится форма детали, а проверочный расчёт выполняется 
по напряжениям, вызывающим менее опасные дефекты. 

В расчётах не следует гнаться за "абсолютной" точностью и  использо-

вать  сложные  "многоэтажные"  формулы.  Обширный  опыт  инженеров-
расчётчиков показывает, что усложнение методик расчёта не даёт новых ре-
зультатов. 

Крупнейший  советский  специалист  по  прочностным  расчётам  деталей 

машин И.А. Биргер заметил [5], что в технических расчётах "всё нужное яв-
ляется  простым,  а  всё  сложное – ненужным".  Впрочем,  похожая  мысль 
высказывалась уже в библейских текстах, хотя и не по поводу машин. 

В расчётах необходимо стремиться к корректным упрощениям. 
 

3.  КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН 

 

Не существует абсолютной, полной и завершённой классификации всех 

существующих деталей машин, т.к. конструкции их многообразны и, к тому 
же, постоянно разрабатываются новые. 

Для ориентирования в бесконечном многообразии детали машин  клас-

сифицируют на типовые  группы  по характеру их использования [1,10,11]. 

Î

 

ПЕРЕДАЧИ передают движение от источника к потребителю. 

Î

 

ВАЛЫ и ОСИ несут на себе вращающиеся детали передач. 

Î

 

ОПОРЫ служат для установки валов и осей. 

Î

 

МУФТЫ  соединяют  между  собой  валы  и  передают  вращающий  мо-
мент. 

Î

 

СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ  ДЕТАЛИ  (СОЕДИНЕНИЯ)  соединяют  детали 
между собой. 

Î

 

УПРУГИЕ  ЭЛЕМЕНТЫ  смягчают  вибрацию  и  удары,  накапливают 
энергию, обеспечивают постоянное сжатие деталей. 

Î

 

КОРПУСНЫЕ  ДЕТАЛИ    организуют  внутри  себя  пространство  для 
размещения всех остальных деталей, обеспечивают их защиту. 
Рамки учебного курса не позволяют изучить все разновидности деталей 

машин и все нюансы проектирования. Однако знание, по крайней мере,  ти-
повых деталей и общих принципов конструирования машин  даёт инженеру 

 

18

надёжный фундамент и мощный инструмент для выполнения проектных ра-
бот практически любой сложности. 
 

В  следующих  главах  мы  рассмотрим  приёмы  расчёта    и  проектирова-

ния типовых деталей машин. 

 

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 

V

 Каковы место и роль машин в современном обществе ? 

V

 Какие учебные дисциплины непосредственно служат базой для курса "Де-

тали машин и основы конструирования" ? 

V

 В чём заключается разница между проектированием и конструированием? 

V

 Какие  правила  и  нормы  регламентируются  Единой  Системой  Конструк-

торской Документации ? 

V

 Кем формулируется и составляется Техническое Задание ? 

V

 Какие документы являются результатом конструирования ? 

V

 Какие группы требований предъявляются к машинам ? 

V

 Каковы основные требования к деталям и машинам ? 

V

 Каковы основные критерии качества деталей и машин ? 

V

 Что такое работоспособность и каковы её критерии ? 

V

 Что такое надёжность и каковы её критерии ? 

V

 Что является главнейшим критерием работоспособности и надёжности ? 

V

 В чём заключается общее условие прочности деталей машин ? 

V

 В чём разница между проектировочным и проверочным расчётами ? 

V

 Каковы основные группы деталей машин общего назначения ? 

 

4. ПЕРЕДАЧИ 

 

 

Современные  машины  приводятся  в  движение  главным  образом  топ-

ливными и электрическими двигателями.  В силу специфики законов термо-
газодинамики  и  электромагнетизма,  эти  двигатели  более  быстроходны,  чем  
было бы удобно для человека, к тому же их скорость   сложно и плохо регу-
лируется. Возникает необходимость согласования режимов работы двигателя 
и исполнительного органа [6,10], с которым, собственно, и имеет дело опера-
тор. Для этого созданы передачи. 

 

19

Механическими передачами или просто передачами называются меха-

низмы, которые преобразуют параметры движения  от двигателя к исполни-
тельным органам машины [1,10]. 

Механическая  энергия  передаётся,  как  правило,  с  преобразованием 

скоростей и вращающих моментов, а иногда с преобразованием вида и зако-
на движения. 

Передачи по принципу работы разделяются на: 

Î

 

Передачи зацеплением: 

Î

 

с непосредственным контактом  (зубчатые и червячные); 

Î

 

с гибкой связью (цепные, зубчато-ременные). 

Î

 

Передачи трением  (сцеплением трущихся поверхностей): 

Î

 

с непосредственным контактом поверхностей (фрикционные); 

Î

 

с гибкой связью (ременные). 

 
 

4.1. ПЕРЕДАЧИ ЗАЦЕПЛЕНИЕМ 

 

Передают движение с помощью последовательно зацепляющихся зубьев [1]. 
 
4.1.1. ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ЗУБЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ 
 
Передают вращающий момент между параллельными валами. 

           Прямозубые колёса (около 70%) применяют при невысоких и средних скоро-
стях, когда динамические нагрузки от неточности изготовления невелики, в плане-
тарных, открытых передачах, а также при необходимости осевого перемещения ко-
лёс. 

 

  

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ 

    

ПРЯМОЗУБАЯ;      КОСОЗУБАЯ;           ШЕВРОННАЯ;       ВНУТРЕННЯЯ. 

 

20

Косозубые колёса (более 30%) имеют большую плавность хода и применя-

ются для ответственных механизмов при средних и высоких скоростях. 

Шевронные колёса имеют достоинства косозубых колёс плюс  уравновешен-

ные осевые силы и используются в высоконагруженных передачах. 

Колёса  внутреннего  зацепления  вращаются  в  одинаковых  направлениях  и 

применяются обычно в планетарных передачах. 

Выбор параметров цилиндрических зубчатых передач обусловлен кон-

структивными и технологическими условиями. 

Передаточное отношение U  определяется  соотношением  угловых ско-

ростей (ω) или частот вращения (n) ведомого и ведущего колёс     U = ω

1 

/ ω

2 

= n

1 

/ n

2

. 

Здесь и далее индексы 1 и 2 расставлены в порядке передачи механиче-

ской энергии 1- ведущее (шестерня), 2- ведомое (колесо). Учитывая, что в за-
цепление входят колёса с одинаковым  модулем (ГОСТ 9563-60), можно за-
давшись числом зубьев шестерни Z

1 

найти число зубьев колеса              

Z

2

 = U * Z

1

. 

Передаточное число U ограничено габаритами зубчатой передачи. 

Его рекомендуется принимать в диапазоне  от 2  до 6.  Нормальный ряд  

значений U стандартизирован в ГОСТ 2185-66. 

Ширина колеса задаётся  обычно коэффициентом ширины 

Ψ

a

= b / A

w  

,

      

где  b – ширина венца; A

w

 – межосевое  расстояние (ГОСТ 2185-66). 

 

Критерии расчёта эвольвентных зубьев 
 

Поскольку  колёса  в  зацеплении  взаимодействуют  своими  зубьями,  то 

весьма часто в эксплуатации наблюдаются различные повреждения их рабо-
чих поверхностей. 

Усталостное  выкрашивание  является  наиболее 

серьёзным  и  распространённым  дефектом  поверхности 
зубьев  даже  для  закрытых  хорошо  смазываемых  и  защи-
щённых от загрязнения передач.   

На  рабочих    поверхностях  появляются  небольшие 

углубления, которые затем превращаются в раковины. Выкрашивание носит 
усталостный характер и вызвано контактными напряжениями, которые изме-

  

ВЫКРАШИВАНИЕ