Piese de mașină: concept și caracteristicile acestora. Concepte de bază ale pieselor mașinii Cerințe pentru obiectele tehnice

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Postat pe http://www.allbest.ru/

SCOALA PROFESIONALA №22

Rezumat al disciplinei

"Mecanica tehnica"

pe tema: „Piese de mașini: concept și caracteristicile acestora”

Completat de: Rozhko Svetlana

Saratov-2010

Definiții și concepte de bază

O piesa este un produs obtinut dintr-un material de calitate omogena fara operatii de asamblare.

O unitate de asamblare este un produs obținut prin operațiuni de asamblare.

Mecanism - un complex de piese și unitati de asamblare, creat cu scopul de a efectua un anumit tip de mișcare a verigii antrenate cu o mișcare predeterminată a verigii conducătoare.

O mașină este un complex de mecanisme create cu scopul de a transforma un tip de energie în altul sau pentru a efectua o muncă utilă, pentru a facilita munca umană.

Transmisie mecanică.

Angrenajele sunt mecanisme concepute pentru a transmite mișcarea.

1. Prin metoda de transmitere a mișcării:

a) angrenaj (dintate, melc, lanț);

b) frecare (frecare);

2. Prin contact:

a) prin contact direct (cog, vierme, frecare);

b) folosind o legătură de transmisie.

Roată dințată - constă dintr-o roată dințată și o roată dințată și este concepută pentru a transmite rotația.

Avantaje: fiabilitate și durabilitate, compactitate.

Dezavantaje: zgomot, cerințe ridicate pentru precizia de fabricație și instalare, văi - concentratoare de tensiuni.

Clasificare.

1. Cilindrică (axele 11), conică (axele încrucișate), șurub (axele încrucișate).

2. După profilul dintelui:

a) evolvent;

b) cicloidal;

c) cu o legătură Novikov.

3. Prin metoda angajării:

a) intern;

b) extern.

4. După locația dinților:

a) cu dinti drepti;

b) elicoidal;

c) mevron.

5. Prin proiectare:

a) deschis;

b) închis.

Sunt folosite în mașini-unelte, ceasuri.

Angrenajul melcat este format dintr-un melc și o roată melcată, ale căror axe sunt încrucișate. Servește pentru transmiterea rotației de către roată.

Avantaje: fiabilitate și rezistență, capacitatea de a crea o transmisie cu frânare automată, compactitate, finețe și funcționare silențioasă, capacitatea de a crea numere mari subordonate.

Dezavantaje: viteza redusa, incalzirea mare a transmisiei, utilizarea de materiale antifrictiune scumpe.

Clasificare.

1. După tipul de vierme:

a) cilindric;

b) globoidală.

2. De-a lungul profilului dintelui de vierme:

a) evolvent;

b) coabsolut;

c) Arhimede.

3. După numărul de vizite:

a) o singură trecere;

b) Multidirecţional.

4. În legătură cu vierme la roata melc:

a) cu fundul;

b) cu vârful;

c) cu lateral.

Sunt utilizate în mașini-unelte, dispozitive de ridicare.

Transmisia cu curea este formată din scripete și o curea. Servește la transmiterea rotației la o distanță de 15 metri.

Avantaje: funcționare lină și silențioasă, simplitatea designului, posibilitatea de reglare lină a raportului de transmisie.

Dezavantaje: alunecarea curelei, durata de viață limitată a curelei, necesitatea de pretensionare, incapacitatea de a utiliza în medii explozive.

Se foloseste in transportoare, actionari de masini-unelte, in industria textila, in masini de cusut.

Instrumentaţie.

Curele - piele, cauciuc.

Scripeți - fontă, aluminiu, oțel.

Transmisia cu lanț constă dintr-un lanț și roți dințate. Servește la transmiterea cuplului pe o distanță de 8 metri.

Avantaje: fiabilitate și rezistență, fără alunecare, presiune mai mică pe arbori și rulmenți.

Dezavantaje: zgomot, uzură mare, înclinare, alimentarea cu lubrifiere este dificilă.

Material - otel.

Clasificare.

1. Prin programare:

a) marfa,

b) tensiune,

c) tractiune.

2. Prin proiectare:

a) rola,

b) maneca,

c) dinţat.

Sunt utilizate în biciclete, transmisii de mașini și mașini, benzi transportoare.

Arbori și osii.

Un arbore este o piesă proiectată să susțină alte părți pentru a transmite cuplul.

În timpul funcționării, arborele suferă îndoire și torsiune.

O axă este o piesă concepută doar pentru a susține alte părți care sunt montate pe ea; în timpul funcționării, axa suferă doar îndoire.

Clasificarea arborelui.

1. Prin programare:

un drept,

b) cu manivelă,

c) flexibil.

2. În formă:

a) netedă,

b) treptat.

3. După secțiune:

a) solid,

Elementele arborelui. Arborele sunt adesea fabricate din oțel-20, oțel 20x.

Calcul arborelui: cr = | Mmax | \ W<=[ кр] и=|Mmax|W<=[ и] Оси только на изгиб. W - момент сопротивления сечения [м3].

Cuplajele sunt dispozitive concepute pentru a conecta arbori pentru a transmite cuplul și a se asigura că unitatea se oprește fără a opri motorul, precum și pentru a proteja funcționarea mecanismului în timpul supraîncărcărilor.

Clasificare.

1. Nedecuplat:

a) greu,

b) flexibil.

Avantaje: simplitatea designului, cost redus, fiabilitate.

Dezavantaje: Se pot conecta arbori de același diametru.

Material: otel-45, fonta gri.

2. Controlat:

a) dintate,

b) frecare.

Avantaje: simplitatea designului, arbori diferiți, este posibilă oprirea mecanismului în caz de suprasarcină.

3. Auto-acțiune:

a) siguranta,

b) depășire,

c) centrifugă.

Avantaje: fiabilitate in exploatare, transmitere rotatie cand se atinge o anumita viteza datorita fortelor de inertie.

Dezavantaje: complexitatea designului, uzura mare a camelor.

Fabricat din fontă gri.

4. Combinat.

Cuplajele sunt selectate conform tabelului GOST.

Conexiuni nedetasabile

Conexiunile permanente sunt acele conexiuni ale pieselor care nu pot fi demontate fără distrugerea pieselor incluse în această conexiune.

Acestea includ: conexiuni nituite, sudate, lipite, adezive.

Conexiuni nituite.

Conexiuni nituite:

1. Prin programare:

a) durabil,

b) dens.

2. După locația niturilor:

a) paralel,

b) eşalonat.

3. După numărul de vizite:

a) un singur rând,

b) pe mai multe rânduri.

Avantaje: suportă bine sarcinile de șoc, fiabilitate și durabilitate, asigură contact vizual pentru calitatea cusăturii.

Dezavantaje: găurile sunt concentratoare de tensiuni și reduc rezistența la tracțiune, fac structura mai grea, producție zgomotoasă.

Conexiuni de sudare

Sudarea este procesul de îmbinare a pieselor prin încălzirea lor la temperatura de topire sau prin deformare plastică pentru a crea o legătură permanentă.

a) gaz,

b) electrod,

c) contact,

d) laser,

e) frig,

f) sudura la explozie.

Conexiuni sudate:

a) unghiular,

b) fund,

c) suprapunere,

d) în formă de T,

e) punctul.

Avantaje: oferă o conexiune strânsă fiabilă, capacitatea de a conecta orice materiale de orice grosime, proces fără zgomot.

Dezavantaje: modificarea proprietăților fizice și chimice în zona cusăturii, deformarea piesei, complexitatea verificării calității cusăturii, sunt necesari specialiști cu înaltă calificare, nu rezistă slab la sarcini variabile repetate, cusătura este un concentrator de stres .

Conexiuni adezive.

Avantaje: nu face structura mai grea, costuri reduse, nu necesită specialiști, capacitatea de a conecta orice piese de orice grosime, proces fără zgomot.

Dezavantaje: „îmbătrânirea” adezivului, rezistență scăzută la căldură, necesitatea curățării prealabile a suprafeței.

Toate conexiunile nedetașabile sunt proiectate pentru forfecare.

Tav = Q \ A<=[Тср].

Fire (clasificare)

1. Prin programare:

a) elemente de fixare,

b) alergare,

c) etanșare.

2. După unghiul din partea de sus:

a) metric (60),

b) inch (55).

3. După profil:

a) triunghiular,

b) trapezoidal,

c) încăpățânat,

d) rotund,

e) dreptunghiular.

4. După numărul de vizite:

a) o singură trecere,

b) cu mai multe sensuri.

5. În direcția helixului:

a) stânga, piesa este un mecanism de conectare dintr-o singură bucată

luminos.

6. La suprafață:

a) extern,

b) intern,

c) cilindric,

d) conic.

Suprafețele filetate pot fi realizate:

a) manual,

b) pe mașini,

c) pe mașini automate de rulare.

Avantaje: simplitate a designului, fiabilitate și rezistență, standardizare și interschimbabilitate, cost redus, nu necesită specialiști, capacitatea de a conecta orice materiale.

Dezavantaje: fir - concentrator de tensiuni, uzura suprafetelor de contact. Material - oțel, aliaje neferoase, plastic.

Conexiuni cu cheie.

Cheile sunt: ​​prismatice, segmentare, pane.

Avantaje: simplitatea designului, fiabilitatea în funcționare, dibluri lungi - ghidaje.

Dezavantaje: canetă - concentrator de stres.

Imbinari canelare.

Există: dreptunghiulare, triunghiulare, evolvente.

Avantaje: fiabilitate în funcționare, distribuție uniformă pe întreaga secțiune a arborelui.

Dezavantaje: complexitatea producției.

R = sqr (x ^ 2 + y ^ 2) - pentru suporturi fixe,

de-a lungul x - cos al unui unghi dat

în y - sin al acestui unghi sau cos (unghi de 90)

dacă latura mare a triunghiului atunci ia 2/3

dacă este mic, atunci - 1/3

Principiul dAlembert: F + R + Pu = 0

Literatură

Manuale și tutoriale

1.Yablonsky A.A., Nikiforova V.M. Curs de mecanică teoretică. Partea 1, 2 Editura „Școala superioară”, Moscova: 1996

2. Voronkov I.M. Curs de mecanică teoretică. Stat editura de literatura tehnica si teoretica. M: 2006

Postat pe Allbest.ru

Documente similare

Clasificarea mașinilor. Descrierea nodurilor mecanismului manivelă, came, mecanisme manivelă-glider. Soluții constructive ale angrenajelor cilindrice. Cerințe de bază pentru mașini. Scopul cuplajului. Conceptul de nod și unitate de asamblare.

prezentare adaugata la 22.05.2017


Caracteristicile principalelor metode de sudare. Dezavantajele îmbinărilor sudate. Utilizarea unei cusături pe o singură față și pe două fețe la sudarea pieselor. Calculul îmbinărilor sudate la sarcini constante. Caracteristicile îmbinărilor adezive și lipite, aplicarea acestora.

prezentare adaugata la 24.02.2014


Descrierea unității de asamblare - al treilea arbore al unei cutii de viteze elicoidale în trei trepte. Analiza îmbinărilor cilindrice netede. Calculul palierelor lagărelor de rulare, palierelor pentru caneluri, îmbinări filetate și canelare, câmpuri de toleranță.

lucrare de termen, adăugată 23.07.2013


Conceptul și funcțiile îmbinărilor filetate, clasificarea și varietatea acestora, condițiile și posibilitățile de aplicare practică, evaluarea avantajelor și dezavantajelor. Elemente de fixare. Eforturi asupra unei îmbinări strânse, principii de calcul a acestora. Conexiuni nituite.

prezentare adaugata la 24.02.2014


Descrierea tehnică a acestei unități de asamblare, analiza dimensională a acesteia. Aterizare de îmbinări cilindrice netede, cheie și filetate, rulmenți. Selectarea instrumentelor de măsură universale. Controlul preciziei angrenajului drept.

lucrare de termen, adăugată 16.09.2010


Analiza scopului de service al piesei. Clasificarea suprafețelor, fabricabilitatea designului piesei. Alegerea tipului de producție și a formei de organizare, metoda de obținere a piesei de prelucrat și proiectarea acesteia, bazele tehnologice și metodele de tratare a suprafeței piesei.

lucrare de termen, adăugată 07.12.2009


Clasificarea, tipurile și dispozitivul mașinilor portabile. Mașini de găurit și șlefuit. Mașini tehnologice cu motoare încorporate. Polizoare unghiulare. Ferăstraie electrice cu lanț. Mașini de tăiat metal și lemn, asamblare îmbinări filetate.

rezumat, adăugat 06.05.2011


Descrierea scopului piesei și a condițiilor de lucru ale suprafețelor sale principale. Descrierea tipului de producție și a formei de organizare a muncii. Analiza fabricabilității piesei. Justificarea alegerii suprafețelor de referință. Calculul condițiilor de tăiere și standardizarea tehnică.

lucrare de termen, adăugată 03/07/2011


Scopul funcțional al unității de asamblare. Analiza capacității de fabricație a designului piesei. Dezvoltarea unui proces tehnologic de prelucrare a unei piese de tip „colector” a camerelor de ardere ale motorului NK-33. Fundamentarea metodei de modelare a piesei.

raport de practică, adăugat 15.03.2015


Spălarea (degresarea) piesei. Curățarea piesei de coroziune. Pregătirea suprafeței piesei pentru suprafață. Dezvoltarea unui traseu tehnologic pentru restaurarea (repararea) unei piese dintr-o mașină de imprimat. Evaluarea fabricabilității reparației structurii piesei.

Ca urmare a studierii acestei secțiuni, studentul trebuie:

stiu

• materiale metodologice, normative și de orientare aferente muncii prestate;
• elementele de bază ale proiectării obiectelor tehnice;
• probleme de creare a mașinilor de diferite tipuri, acționări, principii de funcționare, caracteristici tehnice;
• caracteristicile de proiectare ale mijloacelor tehnice dezvoltate și utilizate;
• surse de informații științifice și tehnice (inclusiv site-uri de internet) privind proiectarea pieselor, ansamblurilor, acționărilor și mașinilor de uz general;

a fi capabil să

• să aplice baze teoretice pentru a efectua lucrări în domeniul activităților de proiectare științifică și tehnică;
• aplicarea metodelor de realizare a unei analize tehnice și economice cuprinzătoare în inginerie mecanică pentru luarea deciziilor în cunoștință de cauză;
• să înțeleagă în mod independent metodele de calcul normativ și să le accepte pentru a rezolva problema;
• alege materiale de constructie pentru fabricarea pieselor de uz general, in functie de conditiile de lucru;
• cauta si analiza informatii stiintifice si tehnice;

proprii

• aptitudini de raționalizare a activităților profesionale în vederea asigurării siguranței și protecției mediului;
• abilități de discuție pe teme profesionale;
• terminologie în proiectarea pieselor de mașini și a produselor generale;
• abilitățile de căutare a informațiilor despre proprietățile materialelor structurale;
• informații privind parametrii tehnici ai echipamentelor pentru utilizare în proiectare;
• abilități în modelare, realizarea lucrărilor structurale și proiectarea mecanismelor de transmisie, ținând cont de respectarea termenilor de referință;
• abilitățile de utilizare a informațiilor obținute în proiectarea pieselor de mașini și a produselor de uz general.

Studierea elementelor de bază de inginerie mecanică (piese de mașini) - să cunoască scopul funcțional, imaginea (reprezentarea grafică), metodele de proiectare și calculele de verificare a principalelor elemente și părți ale mașinilor.

Studiul structurii și metodelor procesului de proiectare - pentru a avea o idee despre conceptele invariante ale procesului de proiectare a sistemului, pentru a cunoaște etapele și metodele de proiectare. Inclusiv iterații, optimizare. Obținerea abilităților practice în proiectarea sistemelor tehnice (TS) din domeniul ingineriei mecanice, muncă independentă (cu ajutorul unui profesor - consultant) pentru realizarea unui proiect de dispozitiv mecanic.

Ingineria mecanică stă la baza progresului științific și tehnologic, principalele procese de producție și tehnologice sunt realizate de mașini sau linii automate. În acest sens, ingineria mecanică joacă un rol de lider printre alte industrii.

Utilizarea pieselor de mașini este cunoscută încă din antichitate. Piesele simple ale mașinilor - trunions metalice, roți dințate primitive, șuruburi, manivele - erau cunoscute înainte de Arhimede; transmisii cu cablu și curea folosite, șuruburi de marfă, cuplaje articulate.

Leonardo da Vinci, care este considerat primul cercetător în domeniul pieselor de mașini, a creat roți dințate cu axe care se intersectează, lanțuri de pivot și rulmenți. Dezvoltarea teoriei și calculului pieselor de mașini sunt asociate cu multe nume de oameni de știință ruși - II. L. Cebyshev, N. P. Petrov, N. Ye. Jukovsky, S. A. Chaplygin, V. L. Kirpichev (autorul primului manual (1881) despre piese de mașini); Mai târziu, cursul „Piese de mașini” a fost dezvoltat în lucrările lui P.K. Khudyakov, A.I. Sidorov, M.A.Savsrin, D.N. Reshetov și alții.

Ca disciplină științifică independentă, cursul „Piese de mașini” a luat contur în anii 1780, la acea vreme era separat de cursul general de construcție de mașini. Dintre cursurile străine „Piese de mașini”, cele mai utilizate au fost lucrările lui K. Bach și F. Retscher. Disciplina „Piese de mașini” se bazează direct pe cursurile „Rezistența materialelor”, „Teoria mecanismelor și a mașinilor”, „Grafica inginerească”.

Concepte de bază și definiții. „Piese de mașini” este primul dintre cursurile de calcul și proiectare în care se învață elementele de bază ale designului mașini și mecanisme. Orice mașină (mecanism) constă din piese.

Detaliu - o parte a mașinii care este fabricată fără operațiuni de asamblare. Piesele pot fi simple (piuliță, cheie etc.) sau complexe (arborele cotit, carcasa angrenajului, suportul mașinii etc.). Părțile (parțial sau complet) sunt combinate în noduri.

Nod este un complet unitate de asamblare constând dintr-un număr de piese cu un scop funcțional comun (rulment, cuplaj, cutie de viteze etc.). Nodurile complexe pot include mai multe noduri simple (subnoduri); de exemplu, o cutie de viteze include rulmenți, arbori cu roți dințate montate pe ele și altele asemenea.

Printre varietatea mare de piese și ansambluri de mașini, se numără cele care sunt utilizate în aproape toate mașinile (șuruburi, arbori, cuplaje, transmisii mecanice etc.). Aceste părți (noduri) sunt numite piese de uz generalși studiază la cursul „Piese de mașini”. Toate celelalte părți (piston, pale de turbină, elice etc.) îi aparțin piese pentru scopuri specialeși a studiat în cursuri speciale.

Piesele de uz general sunt folosite în inginerie mecanică în cantități foarte mari; aproximativ un miliard de roți dințate sunt produse anual. Prin urmare, orice îmbunătățire a metodelor de calcul și a designului acestor piese, care face posibilă reducerea costurilor materialelor, scăderea costurilor de producție și creșterea durabilității, aduce un mare efect economic.

O mașină- un dispozitiv care efectuează mișcări mecanice pentru a converti energie, materiale și informații, de exemplu, un motor cu ardere internă, un laminor, o macara. Un computer, strict vorbind, nu poate fi numit o mașină, deoarece nu are părți care efectuează mișcări mecanice.

Operabilitate(GOST 27.002-89) unități și părți ale mașinilor - o stare în care capacitatea de a îndeplini funcții specificate rămâne în parametrii stabiliți de documentația normativă și tehnică

Fiabilitate(GOST 27.002-89) - proprietatea unui obiect (mașini, mecanisme și piese) de a îndeplini funcții specificate, păstrând valorile indicatorilor stabiliți în limitele cerute în timp, corespunzătoare modurilor și condițiilor de utilizare specificate, întreținere, reparare, depozitare și transport.

Fiabilitate - proprietatea unui obiect de a menține continuu operabilitatea pentru o anumită perioadă de timp sau un anumit timp de funcționare.

Refuz - acesta este un eveniment care implică o defecțiune a unui obiect.

MTBF - timpul de rulare de la o defecțiune la alta.

Rata de eșec - numărul de defecțiuni pe unitatea de timp.

Durabilitate - proprietatea unei mașini (mecanism, piese) de a rămâne în funcțiune până la apariția stării limitative cu un sistem stabilit de întreținere și reparații. Starea limită este înțeleasă ca o stare a obiectului atunci când operarea ulterioară devine nepractică din punct de vedere economic sau imposibil din punct de vedere tehnic (de exemplu, reparațiile sunt mai costisitoare decât o mașină, o piesă nouă sau pot provoca o defecțiune de urgență).

Mentenabilitatea- proprietatea unui obiect, care constă în adaptabilitatea acestuia la prevenirea și depistarea cauzelor defecțiunilor și deteriorării și eliminarea consecințelor acestora în procesul de reparație și întreținere.

persistenta - proprietatea unui obiect de a rămâne operațional în timpul și după depozitare sau transport.

Cerințe de bază pentru proiectarea pieselor mașinii. Perfecțiunea designului piesei este judecată de fiabilitatea și eficiența acestuia. Fiabilitatea este înțeleasă ca proprietatea unui produs de a-și menține performanța în timp. Eficiența este determinată de costul materialului, costul de producție și operare.

Principalele criterii pentru performanța și calculul pieselor mașinii sunt rezistența, rigiditatea, rezistența la uzură, rezistența la coroziune, rezistența la căldură, rezistența la vibrații. Valoarea acestui sau aceluia criteriu pentru o anumită piesă depinde de scopul său funcțional și de condițiile de lucru. De exemplu, pentru șuruburile de fixare, criteriul principal este rezistența, iar pentru șuruburile cu plumb, rezistența la uzură. La proiectarea pieselor, performanța acestora este asigurată în principal de alegerea materialului adecvat, forma rațională de proiectare și calculul dimensiunilor conform principalelor criterii.

Caracteristici ale calculului pieselor mașinii. Pentru a alcătui o descriere matematică a obiectului de calcul și, dacă este posibil, a rezolva problema pur și simplu, în calculele inginerești, structurile reale sunt înlocuite cu modele sau scheme de calcul idealizate. De exemplu, în calculele de rezistență, un material esențial discontinuu și neomogen al pieselor este considerat continuu și omogen, suporturile, încărcările și forma pieselor sunt idealizate. în care calculul devine aproximativ.În calculele aproximative, alegerea corectă a unui model de calcul, capacitatea de a evalua factorii principali și secundari sunt de mare importanță.

Inexactitățile în calculele rezistenței sunt compensate în principal de marjele de siguranță.în care alegerea factorilor de siguranţă devine o etapă foarte importantă în calcul. O valoare subestimată a factorului de siguranță duce la distrugerea piesei, iar o valoare supraestimată duce la o creștere nejustificată a masei produsului și la un consum excesiv de material. Factorii care afectează factorul de siguranță sunt numeroși și variați: gradul de responsabilitate al piesei, omogenitatea materialului și fiabilitatea încercărilor acestuia, acuratețea formulelor de calcul și determinarea sarcinilor calculate, influența calității. de tehnologie, condiții de funcționare etc.

În practica inginerească, există două tipuri de calcul: proiectare și verificare. Calcul de proiectare - calcul preliminar, simplificat, efectuat în procesul de elaborare a proiectării unei piese (ansamblu) pentru a determina dimensiunile și materialul acesteia. Calcul de verificare - calcul rafinat al unei structuri cunoscute, efectuat pentru verificarea rezistentei acesteia sau determinarea normelor de sarcina.

Sarcini de proiectare. La calcularea pieselor mașinii, se face o distincție între proiectare și sarcina nominală. Sarcina de proiectare, cum ar fi cuplul T, definit ca produsul cuplului nominal T p asupra factorului de sarcină dinamică K. T = CT p.

Moment nominal T n corespunde capacității de pe plăcuța de identificare (design) a mașinii. Coeficient LA ia în considerare sarcinile dinamice suplimentare asociate în principal cu mișcarea neuniformă, pornirea și frânarea. Valoarea acestui factor depinde de tipul de motor, de antrenare și de mașină condusă. Dacă se cunosc modul de funcționare al mașinii, caracteristicile elastice și masa acesteia, atunci valoarea LA poate fi determinată prin calcul. În alte cazuri, valoarea LA alegeți pe baza recomandărilor. Astfel de recomandări sunt făcute pe baza cercetărilor experimentale și a experienței de operare a diferitelor mașini.

Alegerea materialelor pentru piesele de mașină este o etapă critică de proiectare. Corect ales material determină în mare măsură calitatea piesei și a mașinii în ansamblu.

La alegerea unui material se iau în considerare în principal următorii factori: conformitatea proprietăților materialului cu principalul criteriu de performanță (rezistență, rezistență la uzură etc.); cerințe pentru masa și dimensiunile piesei și ale mașinii în ansamblu; alte cerințe legate de scopul piesei și condițiile de funcționare a acesteia (rezistență la coroziune, proprietăți la frecare, proprietăți electroizolante etc.); conformitatea proprietăților tehnologice ale materialului cu forma structurală și metoda prevăzută de prelucrare a piesei (stampabilitate, sudabilitate, proprietăți de turnare, prelucrabilitate prin tăiere etc.); costul și deficitul de material.

ȘI BAZELE DE PROIECTARE ȘI CONSTRUCȚIE

Concepte de bază și definiții

Detaliu- o parte dintr-o mașină dintr-un material omogen fără a utiliza operațiuni de asamblare. Piesele pot fi simple (piuliță, cheie etc.) și complexe (arborele cotit, carcasa angrenajului, suportul mașinii etc.).

Piesele sunt de uz general și special.

unitate de asamblare - produs obţinut din piese folosind operaţii de asamblare.

Nod- o unitate completa de asamblare formata din piese cu scop functional comun (lagar, unitate de sustinere).

Mecanism- lanț cinematic pentru transmiterea și transformarea mișcării (de exemplu, un mecanism cu manivelă). Mecanismul este format din piese și ansambluri.

O mașină- un mecanism sau un ansamblu de mecanisme menite să efectueze munca utilă cerută (conversia energiei, materialelor sau informațiilor pentru a facilita munca). Fiecare mașină constă dintr-un motor, transmisie și mecanism de acționare. Operarea mașinii necesită prezența unui operator.

Mașinărie- o mașină care funcționează conform unui program dat fără operator.

Robot- o mașină care are un sistem de control care îi permite să ia independent decizii de performanță într-un interval dat.

1.1.1 Clasificarea pieselor mașinii

Piese de mașină studiază detaliile, unitățile și mecanismele scop general(șuruburi, șuruburi, arbori, osii, rulmenți, cuplaje, transmisii mecanice etc.), adică care sunt utilizate în toate mecanismele.

Părțile și unitățile de mașini sunt clasificate în grupuri tipice în funcție de natura utilizării lor:

· Transmisii - transferul mișcării de la sursă la actuatoare;

· Arborii si osiile - transporta piese rotative ale angrenajului;

· Suporturi - se folosesc la instalarea arborilor si axelor;

· Cuplaje - conectați arbori și transmit cuplul;

· Piese de conectare (conexiuni) - conectați piesele între ele.

· Elemente elastice – atenuează vibrațiile, șocurile și șocurile, acumulează energie, asigură compresia constantă a pieselor;

· Părți de caroserie - organizează în interiorul lor un spațiu pentru amplasarea altor piese și ansambluri, le asigură protecția.

1.1.2 Proiectare și construcție

Procesul de dezvoltare a mașinii este numit proiectarea... Constă în realizarea unui prototip al unui obiect, reprezentând în termeni generali principalii săi parametri.

Sub proiectareaînțelege întregul proces de la idee până la fabricarea mașinii. Scopul și rezultatul final al designului este de a crea documentatie de lucru, conform căruia este posibilă, fără participarea dezvoltatorului, fabricarea, operarea, controlul și repararea produsului.

Construirea de mașini este un proces creativ. Sarcina principală a designului este de a crea produse care sunt cele mai profitabile din punct de vedere economic.... Cu alte cuvinte, crearea de produse care să asigure îndeplinirea anumitor funcții (muncă utilă cu performanța cerută), la cel mai mic cost pentru fabricarea, operarea, întreținerea și eliminarea acestor produse la sfârșitul duratei de viață.

Înainte de a începe proiectarea, proiectantul trebuie să identifice clar trei poziții:

1. Date inițiale – orice obiecte și informații legate de caz („ce avem?”);

2. Scop - rezultate finale așteptate, valori, documente, obiecte („ce vrem să obținem?”);

3. Mijloace de atingere a scopului – tehnici de proiectare, formule de calcul, instrumente, surse de informare, abilități de proiectare, experiență („ce și cum se face?”).

O analiză atentă a acestor informații va permite proiectantului să construiască corect un lanț logic „Sarcina – Obiectiv – Mijloace” și să realizeze proiectul cât mai eficient posibil.

Principalele caracteristici de design:

· Soluție multivariată la orice problemă. Aceeași problemă de proiectare poate fi de obicei rezolvată în mai multe moduri. Se face compararea optiunilor concurente si alegerea uneia dintre ele - cea optima in functie de anumite criterii (greutate, pret, fabricabilitate);

Coordonarea deciziilor luate cu cerințele generale și specifice pentru proiectare, precum și cu cerințele GOST-urilor (reglementând nu numai proiectarea, dimensiunile și materialele utilizate, ci și termenii, definițiile, convențiile, sistemul de măsurare, metodele de calcul etc.) ;

· Coordonarea deciziilor luate cu nivelul existent de tehnologie de fabricare a pieselor.

Cerințele pentru proiectare pot fi atât cele stabilite de client, cât și cerințele formulate pe baza unei analize a condițiilor de fabricație, exploatare, întreținere, eliminare, precum și cerințele documentelor de reglementare.

1.1.3 Cerințe de bază pentru proiectarea pieselor mașinii.

Când proiectați o mașină sau un mecanism de la proiectant, cu excepția funcţionalitate, se cere să furnizeze fiabilitateși rentabilitatea.

Functionalitate - capacitatea de a-și îndeplini scopul. Criterii de funcționalitate: Putere, productivitate, eficiență, dimensiuni, consum de energie, consum de material, precizie, netezime etc.

Fiabilitate- proprietatea unui produs de a-și menține performanța în timp, i.e. capacitatea de a-și îndeplini funcțiile, menținând indicatorii specificați pentru o perioadă de timp specificată. Fiabilitatea este rezistență și tribotehnică (uzură).

Rentabilitatea este determinată de costul materialului, costul de producție și exploatare.

Principalele criterii de fiabilitate: rezistență, rigiditate, rezistență la uzură, rezistență la coroziune, rezistență la căldură, rezistență la vibrații.

Valoarea acestui sau aceluia criteriu pentru o anumită piesă depinde de scopul său funcțional și de condițiile de lucru. De exemplu, pentru șuruburile de fixare, criteriul principal este rezistența, pentru șuruburile cu plumb, rezistența la uzură. La proiectarea pieselor, performanța acestora este asigurată în principal de alegerea materialului adecvat, forma rațională de proiectare și calculul dimensiunilor conform principalelor criterii.

Putere este de obicei principalul criteriu de performanță a majorității pieselor. Piesa nu trebuie să se prăbușească sau să primească deformații permanente sub influența sarcinii de lucru. Trebuie amintit că distrugerea pieselor mașinii poate duce nu numai la timpi de nefuncționare, ci și la accidente.

Stare de forță: Tensiunile din materialul piesei nu trebuie să depășească limitele admisibile:

În unele cazuri, este mai convenabil să verificați rezistența prin determinarea factorului de siguranță:

Rigiditate caracterizată printr-o modificare a dimensiunii și formei piesei sub sarcină. Analiza rigidității prevede limitarea deplasărilor elastice ale pieselor în limitele care sunt permise pentru condiții specifice de funcționare. De exemplu, rigiditatea insuficientă a arborilor din cutiile de viteze duce la deformarea acestora, ceea ce deteriorează calitatea angrenajului roților dințate și condițiile de funcționare ale ansamblurilor de rulmenți.

Stare de rigiditate: Mișcarea punctelor piesei (deformare) sub influența sarcinilor de lucru nu trebuie să depășească valoarea admisă, care este determinată de condițiile de funcționare normală. De exemplu, săgeata de deviere a fasciculului nu trebuie să depășească valoarea permisă:

Unghiul de răsucire al arborelui nu trebuie să depășească valoarea admisă:

Rezistenta la uzura. Uzura este procesul de schimbare treptată a dimensiunii și formei pieselor ca urmare a frecării. În același timp, jocurile în rulmenți, ghidaje, în angrenaj, în cilindrii mașinilor cu piston cresc, iar acest lucru reduce caracteristicile de calitate ale utilajelor - putere, eficiență, fiabilitate, precizie. Piesele uzate mai mult decât norma sunt respinse și înlocuite în timpul reparației. Cu stadiul actual al tehnicii, 85-90% dintre mașini eșuează ca urmare a uzurii și doar 10-15% din alte motive.

Stare de rezistență la uzură: Presiunea pe suprafețele de frecare nu trebuie să depășească valoarea admisă:

Rezistență la coroziune. Coroziunea este procesul de distrugere a straturilor de suprafață ale unui metal ca urmare a oxidării. Coroziunea este cauza defectării premature a multor structuri. Din cauza coroziunii, se pierde anual până la 10% din volumul de metal topit. Pentru a proteja împotriva coroziunii, se folosesc acoperiri anticorozive ( nichelare, zincare, albastru, placare cu cadmiu, vopsire) sau fabricați piese din materiale speciale rezistente la coroziune ( oțel inoxidabil, metale neferoase, materiale plastice).

Rezistență la căldură... Încălzirea pieselor mașinii poate provoca: o scădere a rezistenței materialului și apariția fluajului, o scădere a capacității de protecție a peliculelor de ulei și, prin urmare, o creștere a uzurii, o modificare a jocurilor în piesele de împerechere, care poate duce la sechestru sau confiscare. Pentru a evita consecințele dăunătoare, se efectuează calcule termice și, dacă este necesar, se fac modificări adecvate de proiectare (de exemplu, răcire artificială).

Rezistenta la vibratii. Vibrațiile provoacă tensiuni alternative suplimentare și, de regulă, duc la cedarea prin oboseală a pieselor. În unele cazuri, vibrațiile reduc calitatea mașinilor, cum ar fi precizia mașinilor-unelte și calitatea suprafeței de prelucrat. În plus, apare zgomot suplimentar. Cele mai periculoase sunt vibrațiile rezonante.

Pe lângă criteriile de fiabilitate în timpul proiectării, următoarele cerințe sunt impuse pieselor:

Rentabilitatea... Proiectarea mașinii, forma și materialul pieselor sale trebuie să fie de așa natură încât să asigure costul minim de fabricație, exploatare, întreținere, eliminare.

Fabricabilitatea producției... Forma și materialul pieselor trebuie să fie astfel încât fabricarea piesei să necesite forță de muncă, timp și bani minime.

Securitate... Proiectarea pieselor trebuie să asigure siguranța personalului în timpul fabricării, exploatării și întreținerii mașinii.

Piese de mașină (din franceză detaliu - detaliu)

elemente ale mașinilor, fiecare dintre acestea fiind un singur întreg și nu poate fi dezasamblat în părți componente mai simple ale mașinilor fără distrugere. Ingineria mecanică este, de asemenea, o disciplină științifică care ia în considerare teoria, calculul și proiectarea mașinilor.

Numărul de piese din mașinile complexe ajunge la zeci de mii. Construcția mașinilor din piese se datorează în primul rând nevoii de mișcări relative ale pieselor. Cu toate acestea, părțile staționare și reciproc staționare ale mașinilor (legături) sunt, de asemenea, realizate din părți separate interconectate. Acest lucru face posibilă utilizarea materialelor optime, pentru a restabili performanța mașinilor uzate, înlocuind doar piese simple și ieftine, facilitează fabricarea acestora și asigură posibilitatea și confortul asamblarii.

D. m. Ca disciplină științifică are în vedere următoarele grupe funcționale principale.

Parti ale corpului ( orez. 1 ), mecanisme de rulment și alte unități de mașini: plăci de susținere a mașinilor, formate din unități separate; standuri care transportă principalele unități ale mașinilor; cadre pentru mașini de transport; carcase mașini rotative (turbine, pompe, motoare electrice); cilindri și blocuri de cilindri; carcase de cutii de viteze, transmisii; mese, sănii, suporturi, console, console etc.

Transmisiile sunt mecanisme care transmit energie mecanică la distanță, de regulă, cu transformarea vitezelor și a momentelor, uneori cu transformarea tipurilor și legilor mișcării. Transmisiile de mișcare rotativă, la rândul lor, sunt împărțite conform principiului funcționării în transmisii cu angrenaje care funcționează fără alunecare - transmisii cu angrenaje (vezi. Angrenaj) (orez. 2 , a, b), angrenaje melcate (vezi. Unelte melcate) (orez. 2 , c) atât transmisii cu lanț, cât și cu frecare - transmisii cu curea (vezi. Curele) și frecarea cu legături rigide. Prin prezenta unei verigi flexibile intermediare, care ofera posibilitatea unor distante semnificative intre arbori, exista transmisii cu legatura flexibila (curea si lant) si transmisii prin contact direct (dintate, melcat, frecare etc.). După dispunerea reciprocă a arborilor - roți dințate cu axe paralele ale arborilor (dintate cilindrice, lanț, curea), cu axe intersectate (dintate conică), cu axe intersectate (melc, hipoid). În funcție de caracteristica cinematică principală - raportul de transmisie - există transmisii cu un raport de transmisie constant (reducere, creștere) și cu un raport de transmisie variabil - treptat (cutii de viteze (vezi. Transmisie)) și fără trepte ( Acționare cu viteză variabilă NS). Roțile dințate care transformă mișcarea de rotație în translație continuă sau invers sunt împărțite în angrenaje: șurub - piuliță (culisant și rulant), cremalieră - cremalieră, cremalieră - melc, semi-piuliță lungă - melcă.

arbori și osii ( orez. 3 ) sunt folosite pentru susținerea cutiilor de viteze rotative.Există arbori de viteze, piese de reazem ale angrenajelor - roți dințate, scripete, pinioane și arbori principali și speciali, care transportă, pe lângă piesele de viteză, corpurile de lucru ale motoarelor sau ale mașinilor-unelte. Axele, rotative și staționare, sunt utilizate pe scară largă în vehiculele de transport pentru a susține, de exemplu, roțile nemotrice. Arborii sau osiile rotative sunt susținute de Ținândși ( orez. 4 ), iar părțile în mișcare translațională (mese, etriere etc.) se deplasează de-a lungul ghidajelor (vezi. Ghiduri). Rulmenții de alunecare pot funcționa cu frecare hidrodinamică, aerodinamică, aerostatică sau frecare mixtă. Rulmenții cu bile sunt utilizați pentru sarcini mici și medii, rulmenți cu role pentru sarcini mari, rulmenți cu ace pentru dimensiuni strânse. Rulmenții sunt utilizați cel mai adesea la mașini; sunt fabricați într-o gamă largă de diametre exterioare de la unul mm până la mai multe mși greutatea din acțiuni G până la mai multe T.

Cuplajele sunt utilizate pentru conectarea arborilor. (Cm. Ambreiaj) Această funcție poate fi combinată cu compensarea erorilor de fabricație și asamblare, atenuare dinamică, control etc.

Elementele elastice sunt proiectate pentru izolarea vibrațiilor și amortizarea energiei de șoc, pentru îndeplinirea funcțiilor motorului (de exemplu, arcuri de ceas), pentru crearea golurilor și a tensiunii în mecanisme. Se face o distincție între arcuri elicoidale, arcuri elicoidale, arcuri lamelare, elemente elastice din cauciuc etc.

Fitingurile sunt un grup funcțional separat. Distingeți între: conexiuni dintr-o singură piesă (vezi. Conexiune nedetasabila), care nu permit separarea fără distrugerea pieselor, elementelor de legătură sau stratului de legătură - sudate ( orez. 5 , A), lipit, nituit ( orez. 5 , b), lipici ( orez. 5 , c), rulat; conexiuni detașabile (vezi. Conexiune detasabila), permițând separarea și realizată prin direcția reciprocă a pieselor și forțele de frecare (cele mai multe conexiuni detașabile) sau numai prin direcție reciprocă (de exemplu, conexiuni prin prismatice). Cheie mi). În funcție de forma suprafețelor de legătură, conexiunile se disting de-a lungul planurilor (majoritatea) și de-a lungul suprafețelor de revoluție - cilindrice sau conice (arbore - butuc). Îmbinările sudate sunt utilizate pe scară largă în inginerie mecanică. Dintre legăturile detașabile, cele mai răspândite sunt conexiunile filetate realizate prin șuruburi, șuruburi, știfturi, piulițe ( orez. 5 , G).

Prototipurile multor D. m. au fost cunoscute din cele mai vechi timpuri, cele mai vechi dintre ele sunt o pârghie și o pană. Cu mai bine de 25 de mii de ani în urmă, omul a început să folosească un arc în arc pentru a arunca săgeți. Prima transmisie cu legături flexibile a fost folosită în transmisia arcului pentru a face foc. Rolele bazate pe frecare de rulare există de peste 4.000 de ani. Primele părți care se apropie de condițiile moderne în ceea ce privește condițiile de lucru sunt roata, axa și rulmentul în cărucioare. În cele mai vechi timpuri și în timpul construcției templelor și piramidelor au folosit porti ami si bloc amy. Platon și Aristotel (secolul al IV-lea î.Hr.) menționează în scrierile lor despre toroane metalice, roți dintate, manivele, role, scripete. Arhimede a folosit un șurub în mașina de ridicare a apei, aparent cunoscut mai devreme. În notele lui Leonardo da Vinci sunt descrise roți dințate elicoidale, roți dințate cu știfturi rotative, rulmenți și lanțuri de pivot. În literatura Renașterii există informații despre transmisii cu curele și cabluri, șuruburi de marfă, cuplaje. S-au îmbunătățit design-urile D.M., au apărut noi modificări. La sfârșitul secolului al XVIII-lea și începutul secolului al XIX-lea. îmbinările nituite în cazane și structuri feroviare sunt utilizate pe scară largă. poduri etc. În secolul al XX-lea. îmbinările nituite au fost înlocuite treptat cu îmbinări sudate. În 1841, J. Whitworth în Anglia a dezvoltat un sistem de fire de fixare, care a fost prima lucrare de standardizare în inginerie mecanică. Folosirea transmisiilor prin comunicatie flexibila (curea si cablu) a fost cauzata de distributia energiei de la un motor cu abur la etajele fabricii, cu o actionare a transmisiilor etc. Odată cu dezvoltarea transmisiei electrice individuale, transmisiile cu curele și cabluri au început să fie folosite pentru a transfera energie de la motoarele electrice și motoarele primare în antrenările mașinilor ușoare și medii. În anii 20. Secolului 20 Transmisiile cu curele trapezoidale au devenit larg răspândite. Curelele trapezoidale multiple și curelele dințate reprezintă o dezvoltare ulterioară a transmisiilor cu legături flexibile. Sistemele de transmisie au fost îmbunătățite în mod continuu: cuplarea știftului și cuplarea profilului cu laturi drepte cu rotunjire a fost înlocuită cu cea cicloidală și apoi evolventă. O etapă esențială a fost apariția angrenajului cu șurub circular al lui M. L. Novikov. Din anii 70 ai secolului al XIX-lea. rulmenții au început să fie utilizați pe scară largă. Rulmenții hidrostatici și căile de ghidare, precum și rulmenții lubrifiați cu aer, sunt utilizați pe scară largă.

Materialele materialului dialectic determină în mare măsură calitatea mașinilor și reprezintă o parte semnificativă din costul acestora (de exemplu, în mașini până la 65-70%). Oțelul, fonta și aliajele neferoase sunt principalele materiale pentru diamante. Materialele plastice sunt utilizate ca izolatoare electrice, antifricțiune și frecare, rezistente la coroziune, termoizolante, de înaltă rezistență (fibră de sticlă), precum și având proprietăți tehnologice bune. Cauciucurile sunt folosite ca materiale cu elasticitate ridicată și rezistență la uzură. Materialele responsabile pentru prelucrarea metalelor (roți dințate, arbori foarte solicitați etc.) sunt fabricate din oțel călit sau călit. Pentru fabricarea metalelor, ale căror dimensiuni sunt determinate de condițiile de rigiditate, se folosesc materiale care permit fabricarea pieselor de forme perfecte, de exemplu, oțel necălit și fontă. D. m., Funcționând la temperaturi ridicate, sunt realizate din aliaje termorezistente sau termorezistente. Cele mai mari tensiuni nominale datorate la încovoiere și torsiune, tensiuni locale și de contact, precum și uzură, acționează pe suprafața unei diafragme; prin urmare, diafragma metalului este supusă unei căliri superficiale: chimico-termic, termic, mecanic și termo- tratament mecanic.

D. m. Trebuie cu o probabilitate dată să fie eficienți pe o anumită durată de viață la costul minim necesar pentru fabricarea și funcționarea lor. Pentru a face acest lucru, acestea trebuie să îndeplinească criteriile de performanță: rezistență, rigiditate, rezistență la uzură, rezistență la căldură etc. Calculele pentru rezistența diafragmelor supuse sarcini variabile pot fi efectuate în funcție de solicitările nominale, în funcție de factorii de siguranță, ținând cont de concentrația tensiunii și factorul de scară, sau luând în considerare variabilitatea modului de funcționare. Cel mai rezonabil poate fi considerat calculul unei probabilități date și funcționarea fără defecțiuni. Calculul rigidității diafragmei se realizează, de obicei, pe baza funcționării satisfăcătoare a pieselor de împerechere (absența presiunilor crescute pe margine) și a condițiilor de funcționare a mașinii, de exemplu, producția de produse precise pe mașinărie. Pentru a asigura rezistența la uzură, ei se străduiesc să creeze condiții pentru frecarea fluidelor, în care grosimea stratului de ulei să depășească suma înălțimilor microrugozităților și a altor abateri de la forma geometrică corectă a suprafețelor. Dacă este imposibil să se creeze frecarea fluidului, presiunea și vitezele sunt limitate la cele stabilite prin practică sau sunt calculate pentru uzură pe baza similitudinii conform datelor operaționale pentru unități sau mașini cu același scop. Calculele de fabricare a metalelor se dezvoltă în următoarele direcții: optimizarea proiectării structurilor, dezvoltarea calculelor computerizate, introducerea factorului timp în calcule, introducerea metodelor probabilistice, standardizarea calculelor și utilizarea calculelor tabelare pentru fabricarea produselor metalice. Bazele teoriei calculului diametrelor au fost puse prin cercetări în domeniul teoriei angrenajului (L. Euler, HI Gokhman), teoria frecării filetului pe tamburi (L. Euler și alții) și teoria hidrodinamică a lubrifierii (NP Petrov, O. Reynolds, N.E. Jukovski și alții). Cercetările în domeniul ingineriei mecanice în URSS se desfășoară la Institutul de Inginerie Mecanică, Institutul de Cercetări Științifice pentru Tehnologia Ingineriei Mecanice, MVTU im. Bauman și alții Principalul organism periodic, care publică materiale despre calculul, proiectarea, aplicarea materialului dialectic, este „Buletinul de inginerie mecanică”.

Dezvoltarea proiectării contoarelor cu diafragmă are loc în următoarele direcții: creșterea parametrilor și dezvoltarea contoarelor cu diafragmă de parametri înalți, folosind capabilitățile optime ale dispozitivelor mecanice cu legături solide, dispozitive hidraulice, electrice, electronice și alte dispozitive, proiectarea diafragmelor pentru o perioadă de până la uzură.maşini, creşterea fiabilităţii, optimizarea formelor în legătură cu posibilităţile noi tehnologice, asigurarea frecării perfecte (lichid, gaz, laminare), etanşarea interfeţelor diafragmelor, efectuarea diafragmelor care lucrează în mediu abraziv, realizate din materiale a căror duritate. este mai mare decât duritatea abrazivului, standardizarea și organizarea producției centralizate.

Lit.: Piese de mașină. Atlasul structurilor, ed. D. N. Reşetova, ed. a III-a, M., 1968; Piese de mașină. Manual, t. 1-3, M., 1968-69.

D.N. Reşetov.

Marea Enciclopedie Sovietică. - M .: Enciclopedia sovietică. 1969-1978 .

Vedeți ce este „Piese de mașină” în alte dicționare:

Setul de elemente structurale și combinațiile acestora, care stă la baza proiectării mașinii. O piesă de mașină este o parte a mecanismului care este fabricată fără operațiuni de asamblare. Piesele de mașină sunt, de asemenea, științifice și... Wikipedia

piese de mașină- - Subiecte industria petrolului și gazelor EN componente de mașini ... Ghidul tehnic al traducătorului

1) dep. piesele componente și cele mai simple conexiuni ale acestora în mașini, dispozitive, aparate, dispozitive etc.: șuruburi, nituri, arbori, roți dințate, chei etc. 2) Științifice. o disciplină care include teorie, calcul și proiectare... Big Enciclopedic Polytechnic Dictionary

Acest termen are alte semnificații, vezi Cheie. Instalarea cheii în canelura arborelui Cheia (din poloneză szponka, prin ea. Spon, Span sliver, pană, căptușeală) este o piesă de mașini și mecanisme de formă alungită, introdusă în canelura ... ... Wikipedia