EntradaConceptos básicos de piezas de máquinas. Piezas de máquinas y conceptos básicos de diseño.
Introducción
Metas y objetivos del curso “Piezas de máquinas”, su conexión con otras materias.
0.1. El curso “Piezas de Máquinas” es la sección final de la disciplina “Mecánica Técnica”, cursada en instituciones de educación secundaria especializada. El curso “Piezas de máquinas” es un vínculo entre disciplinas técnicas generales y especiales. Dentro de los límites previstos por el plan de estudios y el programa, este curso estudia los conceptos básicos del cálculo de la resistencia y rigidez de piezas de máquinas de uso general, la selección de materiales y el diseño de piezas teniendo en cuenta la tecnología de fabricación y operación de las máquinas. . Los conocimientos teóricos se refuerzan mediante un proyecto de curso.
¿En qué materias se basa el curso “Piezas de Máquinas”?
0.2. El libro de texto propuesto examina los fundamentos teóricos del cálculo y diseño de piezas y unidades de ensamblaje (conjuntos) para fines generales. Las piezas estudiadas y las unidades de uso general se dividen en tres grupos principales:
Detalles de conexión (pernos, espárragos, tornillos, etc.);
Transmisiones mecánicas (engranaje, tornillo sin fin, tuerca, cadena, correa, fricción, etc.);
Piezas y reductores (ejes, rodamientos, acoplamientos, etc.).
Las piezas y conjuntos que se encuentran únicamente en tipos especiales de máquinas se denominan piezas y conjuntos para fines especiales (válvulas, pistones, bielas, husillos de máquinas, etc.); se estudian en cursos especiales (“Motores de combustión interna”, “Máquinas cortadoras de metales”, etc.).
Teniendo en cuenta las disciplinas técnicas generales previamente estudiadas, dé una definición de qué es una pieza.
0.3. Una máquina es un dispositivo mecánico diseñado para realizar el trabajo útil requerido asociado con el proceso de producción o transporte, o con el proceso de conversión de energía o información.
Una máquina se ensambla a partir de mecanismos, piezas y conjuntos. A partir de la respuesta a la pregunta planteada en el paso 0.2 (consulte la página 17), sabrá lo que se llama detalle.
Mecanismo es un sistema de cuerpos conectados de forma móvil diseñado para convertir el movimiento de uno o más cuerpos en movimientos convenientes de otros cuerpos (por ejemplo, un mecanismo de manivela-deslizador, transmisiones mecánicas, etc.).
Una unidad es una unidad de ensamblaje que se puede ensamblar por separado del producto en su conjunto, realizar una función específica en productos para un solo propósito junto con otros componentes del producto (acoplamientos, rodamientos, etc.).
Según la naturaleza del proceso de trabajo y el propósito, las máquinas se pueden dividir en tres clases:
Yo clase - motores de máquinas, convertir uno u otro tipo de energía en trabajo mecánico (motores de combustión interna, turbinas, etc.);
II clase - máquinas convertidoras(generadores) que convierten la energía mecánica (recibida de una máquina-motor) en otro tipo de energía (por ejemplo, máquinas eléctricas - generadores de corriente);
III clase - Herramientas de máquina(máquinas de trabajo) que utilizan la energía mecánica recibida del motor de la máquina para realizar un proceso tecnológico asociado con el cambio de las propiedades, el estado y la forma del objeto que se procesa (máquinas para trabajar metales, máquinas agrícolas, etc.), así como máquinas diseñadas para realizar operaciones de transporte (cintas transportadoras, grúas, bombas, etc.). Esta clase también incluye máquinas que reemplazan parcialmente la actividad intelectual humana (por ejemplo, computadoras).
Según la naturaleza del proceso de trabajo y el propósito, ¿en qué clase se pueden clasificar máquinas como un compresor, un motor eléctrico o una prensa?
Principales direcciones en el desarrollo de la ingeniería mecánica. Requisitos para máquinas, conjuntos y piezas diseñados.
Al diseñar máquinas, componentes y piezas nuevas y modernizarlas, es necesario tener en cuenta los últimos avances en el campo de la ciencia y la tecnología.
0.4 . Requisitos para las máquinas diseñadas:
Mayor potencia con las mismas dimensiones totales;
Mayor velocidad y productividad;
Mayor factor de eficiencia (eficiencia);
Automatización del funcionamiento de máquinas;
Uso de piezas estándar y unidades estándar;
Peso mínimo y bajo coste de fabricación. Ejemplos de implementación de los requisitos del paso 0.4 en ingeniería mecánica.
1. La potencia de un generador eléctrico en la central eléctrica de Volkhov, construida en 1927, es de 8.000 kW, en la central de Krasnoyarsk (1967), de 508.000 kW, es decir, un aumento de potencia de 63 veces.
2. Compare la velocidad de los aviones de los años cuarenta con la velocidad de un avión supersónico moderno.
3. En el transporte ferroviario, las locomotoras de vapor, que tenían una eficiencia baja, son reemplazadas por locomotoras diésel y eléctricas, cuya eficiencia es muchas veces mayor.
4. La automatización compleja se convierte en la base para la organización de todos los sectores de la economía nacional. Se han creado fábricas automáticas para la producción de rodamientos; El control de los procesos tecnológicos y la gestión de la producción están mecanizados y automatizados.
5. Cualquier máquina (mecanismo) consta de piezas y conjuntos estándar (pernos, tornillos, acoplamientos, etc.), lo que simplifica y reduce el coste de producción.
0.5. Los principales requisitos. Las piezas y conjuntos de máquinas que deben cumplir son:
Fuerza (para más detalles, consulte el paso 0.6);
Resistencia al desgaste (ver paso 0.8);
Dureza (ver paso 0.7);
Resistencia al calor (ver paso 0.9);
Resistencia a la vibración (ver paso 0.10).
Requerimientos adicionales:
Resistencia a la corrosión. Para proteger contra la corrosión, las piezas están hechas de acero resistente a la corrosión, metales no ferrosos y aleaciones basadas en ellos, bimetales, materiales metálicos que constan de dos capas (por ejemplo, acero y metales no ferrosos), y también se utilizan varios recubrimientos. (anodizado, niquelado, cromado, estañado, esmaltado y pintado);
Reducir el peso de las piezas. En la fabricación de aviones y algunas otras industrias, el cumplimiento de este requisito es una de las principales tareas de diseño y cálculo;
Utilización de materiales no escasos y baratos. Esta condición debe ser objeto de especial atención en todos los casos a la hora de diseñar piezas de máquinas. Es necesario conservar los metales no ferrosos y sus aleaciones;
La facilidad de fabricación y la capacidad de fabricación de piezas y conjuntos deben ser objeto de plena atención;
Facilidad de uso. Al diseñar, es necesario esforzarse por garantizar que los componentes y piezas individuales puedan retirarse o reemplazarse sin interrumpir la conexión de los componentes adyacentes. Todos los dispositivos de lubricación deben funcionar sin fallas y los sellos no deben perder aceite. Las partes móviles no encerradas en el cuerpo de la máquina deben tener protecciones para la seguridad del personal operativo;
Transportabilidad de máquinas, componentes y piezas, es decir, la posibilidad y comodidad de transportarlos y transportarlos. Por ejemplo, los motores eléctricos y las cajas de cambios deben tener un cáncamo en la carrocería mediante el cual se puedan levantar durante el movimiento. Las piezas grandes, las carcasas de turbinas hidráulicas y los estatores de grandes generadores de corriente eléctrica se fabrican a partir de piezas separadas en el lugar de fabricación y se ensamblan en una sola en el lugar de instalación;
La estandarización es de gran importancia económica, ya que garantiza productos de alta calidad, intercambiabilidad de piezas y permite el montaje en condiciones de producción en masa;
Belleza de las formas. El diseño de componentes y piezas que determinan los contornos externos de la máquina debe ser hermoso y cumplir con los requisitos del diseño artístico (diseño). Las formas de las piezas externas se desarrollan con la participación de diseñadores para crear una apariencia atractiva. Los colores para pintar se seleccionan especialmente;
La rentabilidad del diseño está determinada por el uso generalizado de piezas y conjuntos estándar y estandarizados, una cuidadosa elección de materiales y el diseño de piezas teniendo en cuenta las capacidades tecnológicas de la empresa que las fabrica.
Enumere los requisitos para el diseño de piezas y conjuntos de máquinas (anótelos en sus notas).
Especifique la secuencia del cálculo de verificación.
Tarjeta de mando 0,1
| Pregunta | Respuesta | Código |
| Especificar partes de máquinas de uso general. | Rotor Pistón Torno Mandril Válvula Piezas de uso general no enumeradas | |
| De las piezas enumeradas, nombre las piezas que pertenecen al grupo de piezas de conexión. | Acoplamientos Chavetas Remaches Cojinetes Ejes | |
| Enumere los principales criterios para el desempeño de piezas de uso general. | Resistencia Rigidez Durabilidad Resistencia al calor Resistencia a las vibraciones | |
| ¿Cómo se llama el cálculo que determina las características (parámetros) reales de la pieza? | Cálculo de diseño Cálculo de verificación | |
| Determine el factor de seguridad permitido en forma de tabla (el material de la pieza es acero de alta resistencia) | 1,5-2,2 2,0-3,5 1,5-1,7 |
Respuestas a preguntas
0.1. El curso “Piezas de máquinas” se basa en las materias: matemáticas, física, química, tecnología de metales estructurales, mecánica teórica, resistencia de materiales, intercambiabilidad, estandarización y mediciones técnicas, dibujo.
0.2. Una pieza es un producto hecho de un material homogéneo, elaborado sin el uso de operaciones de ensamblaje (a veces una pieza se denomina parte elemental separada, no desmontada de una máquina, hecha de varios elementos conectados mediante soldadura, remachado, etc.).
0.3. Según la naturaleza del proceso de trabajo y el propósito, el compresor se puede clasificar en clase II, el motor eléctrico en clase I y la prensa en clase III.
0.5 . Resistencia de las piezas, rigidez, durabilidad, resistencia al calor, resistencia a las vibraciones, resistencia a la corrosión, reducción de peso de las piezas, uso de materiales no escasos, facilidad de fabricación y capacidad de fabricación del diseño, facilidad de uso, transportabilidad de la pieza, estética y coste. -eficacia.
0.6. Se entiende por resistencia la capacidad del material de una pieza, bajo determinadas condiciones y límites, de resistir determinados impactos sin romperse (de resistir la destrucción o la aparición de deformaciones plásticas bajo la influencia de las cargas que se le aplican).
0.7. Condición de rigidez de una pieza: los movimientos elásticos que se producen (de trabajo) (deflexiones, ángulos de giro de las secciones, etc.) en las piezas bajo la acción de cargas de trabajo deben ser menores o iguales a los permitidos.
0.8. El desgaste es un cambio en el tamaño, forma, masa o condición de la superficie de las piezas debido a la destrucción (desgaste) de la capa superficial debido a la fricción. Una buena lubricación, mayor dureza, el uso de recubrimientos, la selección adecuada de materiales de acoplamiento y otras medidas reducen el desgaste.
0.9. La capacidad de carga de la pieza disminuirá, pueden aparecer deformaciones residuales, etc.; se alterará el régimen de lubricación líquida y aumentará el desgaste de las piezas; Los espacios en las piezas de fricción coincidentes disminuirán y, por lo tanto, las piezas pueden atascarse y, en consecuencia, fallarán y la precisión disminuirá.
0.10. En las máquinas cortadoras de metales, las vibraciones reducen la precisión del procesamiento y deterioran la calidad de la superficie de las piezas mecanizadas.
0.12. Utilizando la fórmula (0.4) se determina la tensión de tracción de trabajo que surge en una varilla redonda y se compara con la tensión admisible. a partir de un material determinado, se llega a una conclusión sobre su resistencia. Para las dimensiones conocidas de la pieza (según el tamaño calculado), seleccione el material de la tabla. La fórmula (0.4) es para el cálculo de verificación.
0.13. La tensión última (límite de fatiga) depende del material de la pieza, el tipo de estado de tensión y la naturaleza del cambio de tensión a lo largo del tiempo. El límite de resistencia depende también de la forma estructural de la pieza, sus dimensiones, la agresividad del medio ambiente, etc. (estado de la superficie, tratamiento de endurecimiento).
Cuando en la pieza se producen tensiones que varían en el tiempo.
0.14. Para piezas fundidas de acero (segundo caso de carga): [s] = 1,7 ÷ 2,2 (ver Tabla 0.1).
0.15. Al elegir un material para una pieza diseñada, normalmente se parte de los siguientes requisitos básicos:
Operacional: el material debe satisfacer las condiciones operativas de la pieza;
Tecnológico: el material debe satisfacer las capacidades de fabricación de la pieza mediante el proceso tecnológico seleccionado;
Económico: el material debe ser rentable en cuanto al coste de la pieza.
PARTE I
TRANSMISIONES MECÁNICAS
Capítulo 1
INFORMACIÓN GENERAL SOBRE TRANSMISIONES
Lista de verificación 1.2
§ 4. Mecanismos para convertir un tipo de movimiento en otro (información general)
En este libro de texto "Partes de la máquina", los mecanismos de palanca, leva y trinquete se analizan dentro del plan de estudios: propósito, principio de funcionamiento, dispositivo, ámbito de aplicación.
El tema del § 4 se estudia en detalle en el curso “Teoría de Mecanismos y Máquinas”.
Mecanismos de palanca.
Mecanismos de palanca diseñado para convertir un tipo de movimiento en otro, oscilatorio a lo largo o alrededor de un eje. Los mecanismos de palanca más comunes son Articulado de cuatro brazos, manivela-deslizador y balancín.
Mecanismo de cuatro barras con bisagras(Fig. 1.10) consta de manivela 7, biela 2 y balancines 3. Dependiendo de la relación de longitudes de palanca 1, 2, 3 el mecanismo y sus eslabones realizarán diferentes funciones. El mecanismo mostrado en la Fig. 1.10, con enlace 1, el más corto de todos se llama manivela única. Cuando la manivela gira. 1 alrededor del eje O, balancín 3 realiza un movimiento oscilatorio alrededor de un eje o 2, biela 2 Realiza movimientos planos-paralelos complejos.
Mecanismo de manivela-deslizador obtenido de una bisagra de cuatro eslabones al reemplazar el balancín 3 control deslizante 3 (Figura 1.11). Al mismo tiempo, la rotación de la manivela 1, control deslizante 3 realiza un movimiento rectilíneo oscilatorio a lo largo de la guía deslizante. En los motores de combustión interna, dicho control deslizante es el pistón y la guía es el cilindro.
Mecanismos basculantes sirven para convertir el movimiento de rotación uniforme de la manivela en el movimiento de balanceo del balancín o el movimiento oscilatorio (alternativo) rectilíneo desigual del control deslizante. Los mecanismos de balancín se utilizan en las cepilladoras cuando la carrera de trabajo (eliminación de virutas) se produce lentamente y la carrera de no trabajo (retorno de la fresa) se produce rápidamente. En la Fig. La Figura 1.12 muestra un diagrama de un mecanismo basculante con un pistón de entrada sobre una biela. Este esquema se utiliza en mecanismos de bombas hidráulicas de tipo rotativo con palas giratorias, así como en varios accionamientos hidráulicos o neumáticos de un mecanismo con pistón de entrada. 3 sobre una biela que se desliza en un cilindro oscilante (o giratorio).
Arroz. 1.10. Mecanismo de cuatro barras con bisagras:
1 - manivela; 2 - biela; 3 - rockero
Arroz. 1.11. Manivela
mecanismo: 1 - manivela; 2 -
biela; 3 - control deslizante
Arroz. 1.12. Mecanismo basculante: / - manivela; 2 - biela; 3 - pistón
Mecanismos de leva.
Mecanismos de leva están diseñados para convertir el movimiento de rotación del eslabón impulsor (leva) en una ley predeterminada de movimiento alternativo del eslabón impulsado (empujador). Los mecanismos de leva se utilizan ampliamente en máquinas de coser, motores de combustión interna y máquinas automáticas y permiten obtener una ley predeterminada de movimiento del empujador, así como proporcionar paradas temporales del eslabón accionado durante el movimiento continuo del eslabón principal.
En la Fig. La Figura 1.13 muestra mecanismos de levas planas. El mecanismo de leva consta de tres enlaces: leva /, empujador 2 y bastidores (soportes) 3. Para reducir la fricción, se introduce un rodillo en el mecanismo de leva. El eslabón principal del mecanismo de leva es la leva. La leva puede realizar movimientos tanto de rotación como de traslación. El movimiento del eslabón impulsado, el empujador, puede ser de traslación y de rotación.
Arroz. 1.13. Mecanismos de leva: / - leva; 2 - empujador; 3 - soporte (soporte)
Desventajas de los mecanismos de leva: altas presiones específicas, mayor desgaste de los eslabones del mecanismo, la necesidad de asegurar el cierre de los eslabones, lo que conduce a cargas adicionales en los eslabones y a la complejidad del diseño.
Mecanismos de trinquete.
Trinquetes se refieren a mecanismos intermitentes que aseguran el movimiento del eslabón conducido en una dirección con paradas periódicas. Estructuralmente, los mecanismos de trinquete se dividen en no reversibles con engranaje interno y con rueda de trinquete, así como reversibles en forma de cremallera.
Mecanismo de trinquete irreversible con engranaje interno (Fig. 1.14). El eslabón impulsor puede ser una rueda de trinquete con engranaje interno / conectada a una rueda dentada externa o un casquillo. 4 con un perro pegado a él 3, cargado por resorte a los dientes de la rueda de trinquete mediante 1 resorte 2.
Arroz. 1.14. Trinquete de engranaje interno no reversible:
1 - rueda de trinquete; 2 - primavera; 3 - perro; 4 - casquillo
En los mecanismos no reversibles (Fig. 1.15), la rueda de trinquete tiene forma de cremallera. 1 en las guías, y luego el trinquete 2 imparte un movimiento lineal intermitente a la cremallera con un diente de trinquete. En este caso, se proporciona un dispositivo que devuelve la rejilla a su posición original.
Arroz. 1.15.Mecanismo de trinquete irreversible: Fig. 1.16. Mecanismo de trinquete reversible:
1 - carril; 2 - trinquete 1 - trinquete; 2 - palanca de conducción; 3 - perro
Los mecanismos de trinquete reversibles (Fig. 1.16) tienen: rueda de trinquete 1 con dientes de perfil involuto, y en la palanca principal 2 trinquete con bisagras 3, que, si es necesario invertir, se lanza alrededor del eje Oh.
En la fabricación de mecánica y de instrumentos se utilizan mecanismos de trinquete en los que el mecanismo (eslabón impulsado) se mueve en una dirección con paradas periódicas (máquinas para trabajar metales, buje de tracción trasera de una bicicleta, etc.).
Capitulo 2
ENGRANAJES DE FRICCIÓN
información general
2.1. La transmisión por fricción es una transmisión mecánica que se utiliza para transmitir el movimiento de rotación (o para convertir el movimiento de rotación en movimiento de traslación) entre ejes utilizando fuerzas de fricción. que surge entre rodillos, cilindros o conos montados sobre ejes y presionados entre sí.
Las transmisiones por fricción constan de dos rodillos (Fig. 2.1): conducción 1 y esclavo 2, que se presionan entre sí por la fuerza fr(en la figura, un resorte), de modo que la fuerza de fricción Ty en el punto de contacto de los rodillos sea suficiente para la fuerza circunferencial transmitida Pie.
Arroz. 2.1. Engranaje de fricción cilíndrico:
1 - rodillo impulsor; 2 - rodillo impulsado
Condición de operatividad de la transmisión:
Ff ≥Ft(2.1)
La violación de la condición (2.1) conduce a un resbalón. Se puede presionar un rodillo contra otro:
Resortes pretensados (en engranajes diseñados
adecuado para trabajos con cargas ligeras);
Cilindros hidráulicos (al transferir grandes cargas);
Peso propio de la máquina o unidad;
A través de un sistema de apalancamiento utilizando los medios enumerados anteriormente;
Fuerza centrífuga (en el caso de movimiento complejo de rodillos en sistemas planetarios).
Lista de verificación 2.1
| Pregunta | Respuestas | Código |
| ¿Cómo clasificar los engranajes de fricción según el principio de transmisión de movimiento y el método de conexión de los eslabones motriz y conducido? | Engranaje Fricción con contacto directo Transmisión con enlace intermedio Fricción con conexión flexible | |
| ¿Cómo se llama la pieza indicada por el número? 2 en la Fig. 2.6? | ||
| ¿Es posible utilizar una transmisión de fricción para cambiar la velocidad de las ruedas motrices de un automóvil, moto de nieve, etc.? | No es posible. Es posible. | |
| ¿De qué material están hechos los rodillos de los engranajes de fricción cerrados de alta velocidad y muy cargados? | Acero Hierro fundido Bronce De cualquier material (acero, hierro fundido, bronce) Textolita y otros materiales no metálicos | |
| Determine la velocidad de rotación del eje impulsado de la transmisión de fricción si n = 1000 rpm, D 1 = 100 mm, D 2 = 200 mm (desprecie el deslizamiento) | 500 |
Lista de verificación 2.2
| Pregunta | Respuestas | Código |
| ¿Cómo se llama la transmisión que se muestra en la figura? 2.8? | Fricción cilíndrica con rodillos lisos Fricción en cuña Fricción cónica Sinfín | |
| ¿Cuál de las siguientes desventajas de la transmisión por fricción no permite utilizarla para mecanismos divisorios de precisión? | Inconsistencia de la relación de transmisión Altas cargas en los ejes Baja eficiencia Velocidad periférica limitada | b |
| Fórmula para determinar el diámetro del rodillo impulsado de un engranaje de fricción cilíndrico | aΨa | |
| ¿Por qué se introduce el coeficiente Kc en las fórmulas de cálculo? | Para aumentar la eficiencia de la transmisión Para reducir el deslizamiento de los rodillos bajo sobrecarga Para reducir el coeficiente de fricción | |
| Cómo reducir la distancia entre centros A al diseñar una transmisión por fricción (sin aumentar el tamaño y la carga de la transmisión) | Elija un material más duradero Aumente el coeficiente ks Aumentar factor f Aumentar factor Ψ un |
CVT
2.25. Un mecanismo de fricción diseñado para un control continuo de la relación de transmisión se denomina variador de fricción o simplemente variador.
Las CVT se fabrican en forma de mecanismos separados de una sola etapa con contacto directo con los rodillos sin un disco intermedio (ver Fig. 2.11) o con un disco intermedio (ver Fig. 2.12 y 2.13). La principal característica cinemática del variador es rango de regulación Velocidad angular (relación de transmisión) del eje impulsado a una velocidad angular constante del eje impulsor:
(2.31)
Lista de verificación 2.3
| Pregunta | Respuestas | Código |
| ¿Cómo se llama la transmisión que se muestra en la figura? 2.11? | Transmisión por fricción cilíndrica Variador frontal Variador toroidal Variador de rodillos cónicos | |
| ¿A qué marchas pertenecen las CVT? | Con relación de transmisión no ajustable Con relación de transmisión ajustable | |
| ¿En qué posición se debe colocar el rodillo impulsor / (ver Fig. 2.11) para aumentar la velocidad angular del rodillo impulsado 2? | A la izquierda del eje del eje del rodillo. 2 A la posición extrema derecha | |
| ¿Qué sentido de rotación tendrá el rodillo impulsado? 2 (ver Fig. 2.11), si el rodillo impulsor / se mueve hacia la izquierda (se muestra en la figura con líneas discontinuas) | En el sentido de las agujas del reloj | |
| Cómo nombrar una parte indicada por un número. 3 en la Fig. 2.12? | Rodillo impulsor Rodillo conducido Disco intermedio |
Respuestas a preguntas
2.1. Cuando el rodillo impulsado patina 2 (ver Fig. 2.1) se detiene y el conductor 7 se desliza a lo largo de él, mientras que las superficies de trabajo de los rodillos se desgastan (se forman puntos planos).
2.2. La transmisión mostrada en la Fig. 2.4, fricción con desmultiplicación no regulada, cónico, con ejes que se cruzan, cerrado.
2.3. Ventaja - protección: contra averías desventajas - relación de transmisión inconsistente Y, desgaste aumentado y desigual de los rodillos.
2.5. Para evitar la formación de planos, se recomienda fabricar el rodillo accionado con un material más resistente al desgaste.
2.7. La presencia de una película de aceite en las superficies de trabajo de los rodillos, la incapacidad de optimizar la cantidad de fuerza de presión debido a la desigualdad de la carga transmitida durante el funcionamiento del engranaje. Relación de transmisión de fricción: relación del diámetro del rodillo impulsado re 2 al diámetro de conducción D 1; tu= D 2 /D 1 , (sin tener en cuenta el deslizamiento).
2.8 . Las partes de los engranajes de fricción cerrados funcionan en baño de aceite, por lo que la suma de las pérdidas relativas ∑ Ψ de estos engranajes es menor que la de los abiertos.
2.9. Se forman grietas por fatiga en la superficie del rodillo motriz/en la capa superficial y en el rodillo motriz 2, debido a las fuerzas de fricción se forman
microfisuras (Fig. 2.7). Cuando los rodillos giran, la presión del aceite 3 aumenta, la microfisura aumenta y desde la superficie de la pista de patinaje 2 Las partículas metálicas se desprenden.
2.11 . Resortes, palancas con contrapeso, etc. pueden servir como dispositivo de sujeción para una transmisión de fricción cilíndrica (en la Fig. 2.6 el dispositivo de sujeción se muestra esquemáticamente mediante una flecha F 1, en la Fig. 2.1 - dispositivo de sujeción tipo resorte).
2.14. Fórmula para determinar el diámetro del rodillo impulsado. D 2: tu = D 2 /D 1, de aquí D 2 = D 1 u. Sustituyamos en lugar de D su valor de la fórmula (2.7). Entonces re 2= 2au/(1 + Y).
2.15. Fuerza de fricción máxima F f en el punto de contacto de los rodillos debe haber más que la fuerza circunferencial transmitida Pie, es decir. F f ≥ F t .
2.16. Para transmisiones de fricción cilíndricas con rodillos de acero, fundición o textolita. Las tensiones de contacto σ n dependen de los valores de D 1, D 2 y b.
2.18. De la fuerza de presión P.
2.19. Para engranajes de fricción cilíndricos, cuyos rodillos están fabricados (o revestidos) de fibra, caucho, cuero y madera. El material no obedece la ley de Hooke.
2.22. Para una transmisión de fricción cónica (ver Fig. 2.10), el eje de transmisión 1 está montado sobre cojinetes móviles, impulsado 2 a estacionario. Para garantizar que la transmisión esté en buenas condiciones, los rodillos D 1 y re 2 se presionan uno contra el otro (se presiona el rodillo más grande) con un dispositivo de presión especial de palanca, resorte u otro tipo (en la Fig. 2.10 fr- fuerza de presión de los rodillos).
2.24. Depende. Cuanto mayor sea el coeficiente de fricción /, menor será la fuerza de presión. fr y viceversa. La fuerza de presión depende del diámetro medio del rodillo impulsor.
2.25.
El principal es el rango de regulación. El rango de regulación de la velocidad angular del rodillo impulsado es la relación entre la velocidad angular más alta (máxima) del eje impulsado y la velocidad angular más pequeña (mínima), es decir, 
.
2.26. Si el rodillo variador pequeño se mueve hacia el centro del grande (Fig. 2.11), la relación de transmisión disminuirá.
Variador frontal: un variador con ejes que se cruzan.
2.27. En posición, ejes. 4 (ver Fig. 2.12) discos intermedios 3, perpendicular al eje de los rodillos 1 y 2, relación de transmisión Y= 1. El sentido de rotación del rodillo impulsado es en el sentido de las agujas del reloj. En la Fig. La Figura 2.5 muestra un variador con ejes coaxiales.
2.28.
Diámetro del disco intermedio 3
(ver Fig. 2.13) no afecta la relación de transmisión. Prueba: u о6ш = u 1 u 2 ; y 1= R pr / R 1 ; tu 2 = R 2 /R nortep . De aquí 
.
Según la Fig. 2.13 Y< 1, es decir, engranaje de sobremarcha. CVT con ejes paralelos.
Capítulo 3
ENGRANAJES
Lista de verificación 3.1
| Pregunta | Respuestas | Código |
| ¿Cuál es la principal diferencia entre una transmisión de engranajes y una transmisión de fricción? | Constancia de la relación de transmisión Variabilidad de la relación de transmisión | |
| ¿Cómo se clasifica la transmisión según la posición relativa de los ejes de las ruedas en la Fig. 3.1, e? | Los ejes son paralelos Los ejes se cruzan Los ejes están cruzados | |
| ¿Cómo se llama el método de procesamiento de dientes que se muestra en la Fig. 3.6? | Fresado con fresa de disco Fresado con fresa de fresado (“rodaje”) Cizallado Lapeado | |
| Cómo se clasifica una rueda dentada según el método de fabricación de la pieza, en la Fig. 3.14? | Forjado estampado con bandas soldadas | |
| ¿Se utilizan (por regla general) el bronce y el latón en la ingeniería mecánica general para la fabricación de engranajes? | No precisamente |
§ 3. Elementos básicos de la transmisión por engranajes. Términos, definiciones y designaciones.
3.12. Un tren de engranajes de una sola etapa consta de dos engranajes: impulsor y conducido. El menor número de dientes de un par de ruedas se llama engranajes, y más rueda. El término "engranaje" es general. Al designar los parámetros del engranaje (rueda motriz), se asignan índices impares (1, 3, 5, etc.) y a los parámetros de la rueda motriz se les asignan índices pares (2, 4, 6, etc.).
El engranaje se caracteriza por los siguientes parámetros principales:
d un- diámetro de la parte superior de los dientes;
dr- diámetro de las cavidades dentales;
d un - diámetro inicial;
d- diámetro de paso;
R- paso circunferencial;
h- altura de los dientes;
Ja - altura del tallo del diente;
c - juego radial;
b- ancho de la corona (longitud del diente);
mi, - ancho circunferencial de la cavidad dental;
s,- espesor circunferencial del diente;
ay- Distancia central;
A- distancia de paso entre ejes;
z- numero de dientes.
El círculo primitivo es el círculo a lo largo del cual gira la herramienta al cortar. El círculo primitivo está conectado a la rueda y divide el diente en una cabeza y un vástago.
Los elementos principales de los engranajes se muestran en la Fig. 3.15.
Arroz. 3.15. Parámetros geométricos de engranajes cilíndricos.
El módulo de dientes m es la parte del diámetro del círculo primitivo por diente.
El módulo es la característica principal del tamaño de los dientes. Para un par de ruedas engranadas, el módulo debe ser el mismo.
El valor lineal, n veces menor que el paso circunferencial de los dientes, se denomina módulo circunferencial de los dientes y se denota por m:
Las dimensiones de los engranajes rectos cilíndricos se calculan mediante el módulo circunferencial, que se denomina módulo de diseño de la rueda dentada, o simplemente módulo; denotado por una letra T. El módulo se mide en milímetros. Los módulos están estandarizados (Tabla 3.1).
Tabla 3. 1. Valores del módulo estándar
| 1ra fila | 2da fila | 1ra fila | 2da fila | 1ra fila | 2da fila | 1ra fila | 2da fila |
| 1,125 | 3,5 | ||||||
| 1,25 | 1,375 | 4,5 | |||||
| 1,5 | 1,75 | 5,5 | |||||
| 2,25 | |||||||
| 2,5 | 2,75 | 8. |
Nota. Al asignar módulos, se debe preferir la primera fila de valores a la segunda.
Lista de verificación 3.2
| Pregunta | Respuestas | Código |
| ¿Cómo se llama la pieza que se muestra en la Fig. 3.16? | Engranaje recto Engranaje cónico Rueda helicoidal | |
| ¿Cómo se llama la parte 1, que se muestra en la Fig. 3.17? | Polea de rueda dentada de rueda dentada de engranaje helicoidal | |
| ¿Cómo se llama un círculo (ver figura 3.16) cuyo diámetro es de Ø 140 mm? | Círculo inicial Círculo de punta de diente Círculo de paso Círculo de tierra | |
| ¿Cómo se llama el círculo (ver Fig. 3.16), cuyo diámetro es Ø 130 mm? | Circunferencia del cubo de la rueda Círculo del techo Círculo de la punta del diente Círculo primitivo | |
| Escribe una fórmula para determinar el módulo de engranaje. | π/р t р,/π h f -h a |
 |
 |
Arroz. 3.16 figura. 3.17
Lista de verificación 3.3
| Pregunta | : Respuestas | ksl |
| ¿Qué se llama un polo de compromiso? | Punto de contacto de dos dientes adyacentes Relación numérica A al paso de engrane El punto de tangencia de los círculos de paso (o iniciales) del engranaje y la rueda El punto de contacto de la línea de enganche con el círculo principal del engranaje o rueda | |
| Mostrar en la Fig. 3.22 línea de participación activa (área de trabajo) | Segmento de línea INFIERNO Segmento de línea Sol No se muestra en el dibujo. | |
| ¿Qué perfil tienen los dientes del engranaje que se muestra en la Fig.? 3.21? | Engranajes cicloidales Elvovent Novikov Estos perfiles no se utilizan en ingeniería mecánica. | |
| Determine cuántos pares de dientes hay engranados al mismo tiempo si ε a = 1,7 | El 70% de las veces dos parejas están ocupadas y el 30% de las veces una. El 30% de las veces dos parejas están ocupadas y el 70% una. | |
| ¿Qué ángulo de enganche se acepta para engranajes estándar cortados sin compensación? | Cualquier |
Tipos de destrucción dental
Cualquier máquina, mecanismo o dispositivo consta de piezas individuales combinadas en unidades de montaje.
Una pieza es una parte de una máquina cuya producción no requiere operaciones de montaje. En cuanto a su forma geométrica, las piezas pueden ser simples (tuercas, tacos, etc.) o complejas (piezas de cajas, bancadas de máquinas, etc.).
Una unidad de ensamblaje (conjunto) es un producto cuyos componentes deben conectarse entre sí mediante atornillado, soldadura, remachado, pegado, etc. Las piezas que componen las unidades de ensamblaje individuales están conectadas entre sí de forma móvil o inamovible.
De la gran variedad de piezas utilizadas en las máquinas para diversos fines, podemos destacar las que se encuentran en casi todas las máquinas. Estas piezas (pernos, ejes, piezas de engranajes, etc.) se denominan piezas de uso general y son el tema del curso “Partes de la máquina”.
Otras piezas que son específicas de un determinado tipo de máquina (pistones, álabes de turbina, hélices, etc.) se denominan piezas de uso especial y se estudian en las correspondientes disciplinas especiales.
El curso “Piezas de Máquinas” establece los requisitos generales para el diseño de piezas de máquinas. Estos requisitos deben tenerse en cuenta al diseñar y fabricar diversas máquinas.
La perfección del diseño de las piezas de una máquina se evalúa por su rendimiento y eficiencia. El rendimiento combina requisitos como resistencia, rigidez, resistencia al desgaste y resistencia al calor. La rentabilidad está determinada por el costo de la máquina o sus piezas individuales y los costos operativos. Por tanto, los principales requisitos para garantizar la eficiencia son el peso mínimo, la simplicidad de diseño, la alta capacidad de fabricación, el uso de materiales no escasos, la alta eficiencia mecánica y el cumplimiento de las normas.
Además, el curso “Piezas de Máquinas” brinda recomendaciones sobre la selección de materiales para la fabricación de piezas de máquinas. La elección de los materiales depende del propósito de la máquina, el propósito de las piezas, los métodos de fabricación y una serie de otros factores. La elección correcta del material afecta en gran medida a la calidad de la pieza y de la máquina en su conjunto.
Las conexiones de piezas en máquinas se dividen en dos grupos principales: móviles y fijas. Las juntas móviles se utilizan para garantizar un movimiento relativo de rotación, traslación o complejo de piezas. Las conexiones fijas están diseñadas para unir piezas rígidamente o para instalar máquinas sobre bases y cimientos. Las conexiones fijas pueden ser desmontables o permanentes.
Las conexiones desmontables (perno, llave, engranaje, etc.) permiten un montaje y desmontaje repetidos sin destruir las piezas de conexión.
Las conexiones permanentes (remachadas, soldadas, adhesivas, etc.) solo se pueden desmontar destruyendo los elementos de conexión: remaches, soldaduras, etc.
Consideremos conexiones desmontables.
Un mecanismo es un sistema de cuerpos creado artificialmente diseñado para transformar el movimiento de uno o más de ellos en los movimientos requeridos de otros cuerpos. Máquina: mecanismo o combinación de mecanismos que sirve para
ción de otros órganos.
Dependiendo del propósito existen:
Máquinas energéticas: motores, compresores;
Máquinas de trabajo: tecnológicas, de transporte, de información.
Todas las máquinas constan de piezas que se combinan en unidades. Una pieza es una parte de una máquina fabricada sin el uso de operaciones de ensamblaje.
Una unidad es una gran unidad de ensamblaje que tiene un propósito funcional muy específico.
Hay piezas y unidades para uso general y especial.
Las piezas y conjuntos de uso general se dividen en tres grupos principales:
Piezas de conexión;
Transmisión de movimientos de rotación y traslación;
Piezas al servicio de transmisiones.
La creación de máquinas y sus enlaces a partir de varias partes requiere la conexión de estas últimas entre sí. Todo un grupo sirve para este propósito.
partes de conexión (conexiones), que, a su vez, se dividen en:
De una pieza: remachada, soldada, adhesiva; con interferencia;
Desmontable – roscado; enchavetado; estriado.
Cualquier máquina consta de motor, transmisión y mecanismos ejecutivos. Los más comunes para todas las máquinas son la transmisión.
mecanismos finales. Lo más conveniente es transferir energía mediante un movimiento de rotación. Para transferir energía en movimiento de rotación sirven.
transmisiones, ejes y acoplamientos.
Las transmisiones de movimiento giratorio son mecanismos diseñados para transferir energía de un eje a otro, generalmente con conversión
desarrollo (disminución o aumento) de velocidades angulares y un cambio correspondiente en el par.
Los engranajes se dividen en engranajes (engranaje, tornillo sin fin, cadena) y de fricción (correa, fricción).
Piezas de transmisión giratorias: engranajes, poleas y ruedas dentadas se instalan en ejes y ejes. Los ejes sirven para transmitir el par.
que a lo largo de su eje y para soportar las partes anteriores. Los ejes se utilizan para soportar piezas giratorias sin transmitir par.
Los ejes están conectados mediante acoplamientos. Hay acoplamientos permanentes y de embrague.
Los ejes y ejes giran sobre cojinetes. Según el tipo de fricción, se dividen en rodamientos y rodamientos.
En la mayoría de las máquinas es necesario utilizar elementos elásticos: resortes y resortes, cuyo propósito es acumular energía o
evitar vibraciones.
Para aumentar la uniformidad del movimiento, equilibrar las piezas de la máquina y acumular energía para aumentar la fuerza del impacto, se utilizan volantes,
péndulos, mujeres, copra.
La longevidad de las máquinas está determinada en gran medida por los dispositivos anticontaminación y de lubricación.
Un grupo importante está formado por detalles y mecanismos de control. Además, grupos muy significativos comprenden grupos específicos
Para máquinas de energía: cilindros, pistones, válvulas, álabes y discos de turbinas, rotores, estatores y otros;
Para vehículos de transporte: ruedas, orugas, rieles, ganchos, cangilones y otros.
2 . Fundamentos del diseño de mecanismos. El diseño es el proceso de elaboración de documentación técnica que contiene estudios de viabilidad, cálculos, dibujos, esquemas, estimaciones, notas explicativas y otros materiales necesarios para la producción de una máquina. Según el tipo de imagen del objeto, se distingue entre dibujo y diseño volumétrico; este último implica ejecutar un diseño o modelo del objeto. Las piezas de la máquina se caracterizan por el método de diseño por dibujo. El conjunto de documentos de diseño obtenidos como resultado del diseño se denomina proyecto.
Para evitar que el diseñador realice cálculos laboriosos, análisis multifactoriales y una gran cantidad de trabajo gráfico, se utilizan computadoras. En este caso, el diseñador asigna una tarea a la computadora y toma la decisión final, y la máquina procesa toda la cantidad de información y hace la selección inicial. Para dicha comunicación entre el hombre y la máquina, se crean sistemas de diseño asistido por computadora (CAD), que ayudan a aumentar el nivel técnico y económico de los objetos diseñados, reducir el tiempo, reducir el costo y la complejidad del diseño. y las etapas de trabajo están establecidas por una norma que resume la experiencia acumulada en los países avanzados sobre el diseño de mecanismos y máquinas.
La primera etapa es el desarrollo de especificaciones técnicas, un documento que contiene el nombre, finalidad principal y características técnicas, indicadores de calidad y requisitos técnicos y económicos establecidos por el cliente para el producto que se está desarrollando.
La segunda etapa es el desarrollo de una propuesta técnica: un conjunto de documentos de diseño que contienen estudios técnicos y de viabilidad para la viabilidad de desarrollar la documentación del producto basado en un análisis de las especificaciones técnicas, una evaluación comparativa de posibles soluciones teniendo en cuenta los logros de la ciencia. y tecnología en el país y en el extranjero, así como materiales patentados. La propuesta técnica es aprobada por el cliente y el contratista general. La tercera etapa es el desarrollo de un diseño preliminar: un conjunto de documentos de diseño que contienen soluciones de diseño fundamentales y el desarrollo de tipos generales de dibujos que dan una idea general. el diseño y principio de funcionamiento del producto que se está desarrollando, sus principales parámetros y dimensiones generales. Cuarta etapa - desarrollo de un proyecto técnico - un conjunto de documentos de diseño que contienen soluciones técnicas finales, que dan una imagen completa del diseño del producto. Los dibujos del proyecto consisten en vistas generales y dibujos de montaje de componentes obtenidos teniendo en cuenta los logros de la ciencia y la tecnología. En esta etapa se consideran cuestiones de confiabilidad de los componentes, cumplimiento de los requisitos de seguridad, condiciones de transporte, etc. La quinta etapa es el desarrollo de la documentación de trabajo: un conjunto de documentos que contienen dibujos de vistas generales, componentes y piezas diseñadas de acuerdo con ello. de manera que puedan utilizarse para fabricar productos y controlar su producción y funcionamiento (especificaciones, condiciones técnicas de fabricación, montaje, pruebas del producto, etc.). En esta etapa se desarrollan diseños de piezas óptimas en términos de confiabilidad, capacidad de fabricación y eficiencia. De acuerdo con la documentación de trabajo desarrollada durante el proceso de diseño, posteriormente se crea la documentación tecnológica que determina la tecnología de fabricación del producto. , así como los documentos reglamentarios y técnicos (estos últimos incluyen normas de todas las categorías, directrices técnicas, requisitos técnicos generales, etc.) constituyen colectivamente la documentación técnica necesaria para la organización e implementación de la producción, prueba, operación y reparación del artículo de Las condiciones de funcionamiento de las piezas de las máquinas son muy diversas y difíciles de tener en cuenta con precisión, por lo que los cálculos de las piezas de las máquinas a menudo se realizan utilizando fórmulas aproximadas y, a veces, empíricas, obtenidas como resultado de la generalización de la experiencia acumulada en el diseño, las pruebas y la operación. de piezas y conjuntos de máquinas. En el proceso de diseño de piezas de máquinas, existen dos tipos de cálculos, a saber: cálculo de diseño, en el que se suelen determinar las dimensiones principales de las piezas o del conjunto, cálculo de verificación, cuando, por ejemplo, se determina el valor de las tensiones en secciones peligrosas, Las condiciones térmicas de funcionamiento, durabilidad y otros se determinan para la estructura creada.
3. Requisitos básicos para piezas de máquinas. en la etapa de diseño. Las piezas de la máquina deben cumplir los siguientes requisitos que determinan la perfección del diseño de la pieza: - actuación -fiabilidad -económico I. Rendimiento- esta es la capacidad de una pieza para realizar funciones específicas. Generalmente hay cinco criterios principales de desempeño. -Fortaleza- esta es la capacidad de una pieza para absorber cargas sin colapsar.
-Rigidez Es la capacidad de una pieza para resistir cambios de forma bajo carga (sin sufrir deformación permanente). -Resistencia al desgaste– la capacidad de una pieza para resistir cambios en las dimensiones geométricas debido al desgaste (abrasión). - Resistencia al calor– esta es la capacidad de una pieza para mantener la operatividad en condiciones de temperatura específicas sin reducir las características de rendimiento. -Resistencia de vibracion– la capacidad de una pieza para realizar funciones específicas sin vibraciones resonantes inaceptables.
Si la pieza cumple todos los criterios de rendimiento enumerados, entonces es necesario verificar el cumplimiento del siguiente requisito para su diseño:fiabilidad . II. Fiabilidad- esta es la capacidad de una estructura para realizar funciones específicas durante un tiempo determinado o un tiempo de funcionamiento determinado, manteniendo los indicadores de desempeño dentro de los límites estándar. La confiabilidad es una propiedad compleja que consta de una combinación de: Fiabilidad, durabilidad, mantenibilidad y capacidad de almacenamiento.. Para aumentar la confiabilidad del sistema, se utilizan varias técnicas. a) - uso de cadenas cinemáticas más cortas (menor número de productos); b) - uso de sistemas redundantes (paralelos), aquellos. Se agrega un sistema paralelo al circuito, que se encenderá si falla el sistema estándar.III. Económico- un conjunto de medidas destinadas a crear estructuras eficientes y fiables a un coste mínimo. 4. Criterios básicos de desempeño
El propósito del cálculo de piezas de máquinas es determinar el material y las dimensiones geométricas de las piezas. El cálculo se realiza según uno o más criterios. Fortaleza– el criterio principal es la capacidad de una pieza para resistir la destrucción bajo la influencia de cargas externas. Es necesario distinguir entre la resistencia del material y la resistencia de la pieza. Para aumentar la resistencia, es necesario utilizar la elección correcta del material y la elección racional de la forma de la pieza. La ampliación de tamaño es una ruta obvia pero indeseable. Rigidez– la capacidad de una pieza para resistir cambios de forma bajo cargas. Resistencia al desgaste– la capacidad de una pieza para resistir la abrasión a lo largo de la superficie de contacto de fuerza con otras piezas. Un mayor desgaste provoca un cambio en la forma de la pieza y en las propiedades físicas y mecánicas de la capa superficial. Medidas para prevenir el desgaste: a) correcta selección de los pares de fricción; b) reducir la temperatura de la unidad de fricción; c) asegurar una buena lubricación; d) impedir que entren partículas de desgaste en la zona de contacto. Resistencia al calor– la capacidad de una pieza para mantener sus parámetros de diseño (dimensiones geométricas y características de resistencia) en condiciones de temperaturas elevadas. Se produce una disminución notable en la resistencia de los metales ferrosos en t = 350-4000, para los metales no ferrosos – 100-1500. Con una exposición prolongada a una carga a temperaturas elevadas, se observa el fenómeno de fluencia: deformación plástica continua bajo carga constante. Para aumentar la resistencia al calor, utilice: a) materiales con un coeficiente de expansión lineal bajo; b) aceros especiales resistentes al calor. resistencia de vibracion– la capacidad de una pieza para funcionar en un modo de movimiento determinado sin vibraciones inaceptables. Fiabilidad– la capacidad de una pieza para funcionar incondicionalmente durante una vida útil determinada. Kn = 1-Q (1.1.1), donde Kn es el coeficiente de confiabilidad - la probabilidad de funcionamiento sin fallas de la máquina, Q - la probabilidad de falla de la pieza. Si una máquina consta de n piezas, entonces Kn = 1-nQ, es decir, menos de una, cuantas menos piezas tenga la máquina, más fiable será.
5.Transmisión mecánica Se llama dispositivo para transmitir movimiento mecánico desde el motor a los órganos ejecutivos de la máquina. Se puede realizar cambiando el valor y dirección de la velocidad de movimiento, transformando el tipo de movimiento. La necesidad de utilizar tales dispositivos se debe a la inconveniencia, y a veces a la imposibilidad, de conectar directamente la parte de trabajo de la máquina con el eje del motor. Los mecanismos de movimiento giratorio permiten un movimiento continuo y uniforme con la menor pérdida de energía para superar la fricción y las menores cargas de inercia.
Las transmisiones mecánicas de movimiento de rotación se dividen:
Según el método de transmisión del movimiento desde el eslabón principal al eslabón conducido en engranajes. fricción(fricción, correa) y compromiso(cadena, engranaje, gusano);
Según la relación de las velocidades de los eslabones motriz y conducido en Ralentizando(cajas de cambios) y acelerador(animadores);
Según la posición relativa de los ejes de los ejes motriz y conducido para engranajes con paralelo, frustrado Y intersectando ejes del eje.
Transmisión de engranajes Se llama mecanismo de tres eslabones en el que dos eslabones móviles son engranajes, o una rueda y una cremallera con dientes que forman un par rotacional o traslacional con un eslabón fijo (cuerpo).
Un tren de engranajes consta de dos ruedas a través de las cuales se acoplan entre sí. Un engranaje con menos dientes se llama engranaje, con una gran cantidad de dientes – rueda.
Planetario se denominan engranajes que contienen engranajes con ejes móviles (Fig. 2.6). La transmisión consta de una rueda central 1 con dientes externos, una rueda central 3 con dientes internos, un soporte H y satélites 2. Los satélites giran alrededor de sus ejes y junto con el eje alrededor de la rueda central, es decir. se mueven como los planetas.
Cuando la rueda 3 está parada, el movimiento puede transmitirse de 1 a H o de H a 1; con un portador estacionario H: de 1 a 3 o de 3 a 1. Con todos los enlaces libres, un movimiento se puede dividir en dos (de 3 a 1 y H) o dos se pueden combinar en uno (de 1 y H a 3 ). En este caso, la transferencia se llama diferencial.
Engranaje de tornillo Se utiliza para transmitir la rotación de un eje a otro cuando los ejes de los ejes se cruzan. El ángulo de cruce en la mayoría de los casos es de 90º. El engranaje helicoidal más común (Fig. 2.10) consiste en el llamado gusano de arquímedes, es decir. un tornillo que tiene una rosca trapezoidal con un ángulo de perfil en la sección axial igual al doble del ángulo de enganche (2 α = 40°) y una rueda helicoidal.
Ola La transmisión se basa en el principio de convertir los parámetros de movimiento debido a la deformación ondulatoria del eslabón flexible del mecanismo. Por primera vez una transmisión de este tipo fue patentada en EE.UU. por el ingeniero Masser.
Los engranajes ondulados (figura 2.14) son un tipo de engranajes planetarios en los que una de las ruedas es flexible.
La transmisión de ondas incluye engranaje rígido. b con dentado interior y rueda flexible giratoria gramo con dientes externos. La rueda flexible se acopla con la rígida en dos zonas mediante un generador de ondas (por ejemplo, un transportador h con dos rodillos), que está conectado a la caja de transmisión b.
Los engranajes cuyo funcionamiento se basa en el uso de fuerzas de fricción que surgen entre las superficies de trabajo de dos cuerpos de rotación presionados entre sí se denominan engranajes de fricción.
Para el funcionamiento normal de la transmisión es necesario que la fuerza de fricción F t R fue mayor que la fuerza circunferencial F t, que determina el par dado:
F t < F t R . (2.42)
Fuerza de fricción
F t R = F norte F,
Dónde F norte– fuerza de presión de los rodillos;
F- coeficiente de fricción.
La violación de la condición (2.42) provoca deslizamientos y un rápido desgaste de los rodillos.
Dependiendo de su finalidad, las transmisiones por fricción se pueden dividir en dos grupos principales: transmisiones con una relación de transmisión no regulada (Fig. 2.15, a); engranajes ajustables, llamados variadores, que le permiten cambiar suavemente (continuamente) la relación de transmisión.
Correaje Consta de dos poleas montadas sobre ejes y una correa que las recubre. La correa se coloca sobre las poleas con cierta tensión, proporcionando suficiente fricción entre la correa y las poleas para transferir potencia de la polea motriz a la polea conducida.
Dependiendo de la forma de la sección transversal de la correa, se distinguen: transmisiones por correa plana, correa trapezoidal y correa redonda (Fig. 2.16, a - c).
Transmisión por cadena Consta de dos ruedas con dientes (piñones) y una cadena que las encierra. Las transmisiones más habituales son con cadena casquillo-rodillo (Fig. 2.19, a) y cadena dentada (Fig. 2.19, b). Las transmisiones por cadena se utilizan para transmitir potencias medias (no más de 150 kW) entre ejes paralelos en los casos en que las distancias entre centros son grandes para las transmisiones por engranajes.
Transmisión tornillo-tuerca Sirve para convertir el movimiento de rotación en movimiento de traslación. El uso generalizado de este tipo de engranajes viene determinado por el hecho de que con un diseño sencillo y compacto es posible realizar movimientos lentos y precisos.
En la industria aeronáutica, la transmisión tornillo-tuerca se utiliza en los mecanismos de control de las aeronaves: para mover flaps de despegue y aterrizaje, para controlar flaps, estabilizadores giratorios, etc.
Las ventajas de la transmisión incluyen la simplicidad y compacidad del diseño, una gran ganancia en resistencia y precisión de movimiento.
La desventaja de la transmisión es la gran pérdida por fricción y la baja eficiencia asociada.
Los mecanismos que incluyen enlaces rígidos interconectados por pares cinemáticos de quinta clase se denominan mecanismos de palanca.
En pares cinemáticos de tales mecanismos, la presión y la tasa de desgaste de los eslabones son menores que en pares cinemáticos superiores.
Entre los diversos mecanismos de palanca, los más comunes son mecanismos planos de cuatro barras. Pueden tener cuatro bisagras (cuatro barras articuladas), tres bisagras y un par traslacional, o dos bisagras y dos pares traslacionales. Se utilizan para reproducir una trayectoria determinada de los eslabones de salida de los mecanismos, transformar el movimiento y transmitir el movimiento con una relación de transmisión variable.
Se entiende por relación de transmisión de un mecanismo de palanca la relación entre las velocidades angulares de los eslabones principales si realizan movimientos de rotación, o la relación entre las velocidades lineales del centro del muñón del cigüeñal y el eslabón de salida si realiza un movimiento de traslación. .
6. Un eje es una pieza (normalmente cilíndrica lisa o escalonada) diseñada para soportar poleas, engranajes, ruedas dentadas, rodillos, etc. instalados en él, y para transmitir el par.
Durante el funcionamiento, el eje experimenta flexión y torsión y, en algunos casos, además de la flexión y la torsión, los ejes pueden experimentar deformación por tracción (compresión).
Algunos ejes no soportan piezas giratorias y sólo funcionan en torsión.
Eje 1 (Fig. 1) tiene soportes 2, llamados rodamientos. La parte del eje cubierta por el soporte se llama muñón. Los pasadores de los extremos se llaman espigas. 3, y los intermedios - cuellos 4.
Un eje es una pieza destinada únicamente a soportar el eje.piezas colocadas sobre él.
A diferencia del eje, el eje no transmite par y solo funciona al doblarse. En las máquinas, los ejes pueden estar estacionarios o pueden girar junto con las piezas que se encuentran sobre ellos (ejes móviles).
No deben confundirse los conceptos de “eje de rueda”, que es una pieza, y “eje de rotación”, que es una línea geométrica de centros de rotación.
Las formas de ejes y ejes son muy diversas, desde los cilindros más simples hasta complejas estructuras acodadas. Se conocen diseños de ejes flexibles propuestos por el ingeniero sueco Karl de Laval en 1889.
La forma del eje está determinada por la distribución de los momentos flectores y de torsión a lo largo de su longitud. Un eje correctamente diseñado es una viga de igual resistencia. Los ejes y ejes giran y, por lo tanto, experimentan cargas, tensiones y deformaciones alternas (Fig. 3). Por lo tanto, las fallas de ejes y ejes son de naturaleza fatiga.
Cálculo de ejes y ejes para rigidez.
Los ejes y ejes diseñados para resistencia estática o a la fatiga no siempre garantizan el funcionamiento normal de las máquinas. Bajo cargas F(Fig. 12) los ejes y ejes se deforman durante el funcionamiento y reciben deflexiones lineales F y movimientos angulares, lo que, a su vez, empeora el rendimiento de los componentes individuales de la máquina. Por ejemplo, una desviación significativa F El eje del motor aumenta el espacio entre el rotor y el estator, lo que afecta negativamente a su funcionamiento. Los movimientos angulares del eje o eje perjudican el rendimiento de los rodamientos y la precisión del engranaje del engranaje. La desviación del eje en el engranaje provoca una concentración de carga a lo largo del diente. En ángulos de rotación grandes, el eje puede quedar atrapado en el rodamiento. En las máquinas cortadoras de metales, los movimientos de los ejes (especialmente los husillos) reducen la precisión del procesamiento y la calidad de la superficie de las piezas. En los mecanismos de división y lectura, los movimientos elásticos reducen la precisión de las mediciones, etc.
Para garantizar la rigidez requerida del eje o eje, es necesario calcular la rigidez a flexión o torsión.
Cálculo de árboles y ejes para rigidez a flexión.
Los parámetros que caracterizan la rigidez a la flexión de ejes y ejes son desviación eje F Y ángulo de inclinación, así como el ángulo de giro
Condición para garantizar la rigidez a la flexión requerida durante la operación:
Dónde F- deflexión real del eje (eje), determinada por la fórmula (primero, se determina la deflexión máxima en el plano (Y) - F y, luego en el avión (Z) - F z, después de lo cual estas deflexiones se suman vectorialmente); [ F] - deflexión permitida (Tabla 3); y - ángulos de inclinación reales y permisibles (Tabla 3).
Cálculo de flechas y ejes para rigidez torsional.
El ángulo máximo de torsión también se determina mediante las fórmulas del curso Resistencia de Materiales.
El ángulo de torsión permitido en grados por metro de longitud se puede considerar igual a:
Los movimientos elásticos permitidos dependen de los requisitos de diseño específicos y se determinan en cada caso individual. Entonces, por ejemplo, para ejes de engranajes cilíndricos, la deflexión permitida debajo de la rueda es , donde T- módulo de participación.
El pequeño valor de los movimientos permitidos a veces lleva al hecho de que las dimensiones del eje no están determinadas por la resistencia, sino por la rigidez. Entonces no es práctico fabricar el eje con aceros costosos de alta resistencia.
Es recomendable determinar los desplazamientos durante la flexión mediante la integral de Mohr o el método de Vereshchagin (ver el curso “Resistencia de los materiales”).
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7. Rodamientos Aspectos utilizados en soportes de máquinas y mecanismos, se dividen en dos tipos: deslizar Y laminación. en soportes con aspectos superficies de trabajo deslizantes mutuamente móviles del eje y cojinete separados sólo por lubricante, y la rotación del eje o la carcasa cojinete ocurre en condiciones de deslizamiento puro. en soportes con aspectos rodando entre anillos que se mueven mutuamente cojinete hay bolas o rodillos, y la rotación del eje o carcasa se produce principalmente en condiciones de rodadura. Aspectos rodando, como aspectos el deslizamiento, bajo ciertas condiciones, puede, en diversos grados, satisfacer los requisitos relacionados con el propósito del mecanismo, las condiciones de su instalación y funcionamiento. Aspectos rodando con la misma capacidad de carga en comparación con aspectos ventaja de deslizamiento debido a una menor fricción en el momento del arranque y a velocidades de rotación moderadas, dimensiones axiales más pequeñas (aproximadamente 2-3 veces), relativa facilidad de mantenimiento y suministro de lubricación, bajo costo (especialmente en la producción en masa aspectos ruedas rodantes de dimensiones pequeñas y medianas), pequeñas amplitudes de fluctuaciones en la resistencia a la rotación durante el funcionamiento del mecanismo. Además, al utilizar aspectos elemento rodante, el requisito de intercambiabilidad y unificación de los elementos de la unidad se cumple en mucha mayor medida: si falla, reemplácelo cojinete No es difícil, ya que las dimensiones y tolerancias para las dimensiones de los asientos están estrictamente estandarizadas, mientras que cuando se usan aspectos deslizante, es necesario restaurar la superficie de trabajo del muñón del eje, cambiar o rellenar el revestimiento con aleación antifricción cojinete, ajústelo a las dimensiones requeridas, manteniendo dentro de los límites especificados el espacio de trabajo entre las superficies del eje y cojinete. Defectos aspectos El rodamiento consta de dimensiones radiales relativamente grandes y una mayor resistencia a la rotación en comparación con aspectos deslizamiento que opera bajo condiciones de lubricación líquida, cuando las superficies del muñón del eje y el revestimiento están completamente separadas por una fina capa de fluido lubricante. Para características de velocidad. aspectos La rodadura influye en la fricción por deslizamiento que existe entre el separador, que separa los elementos rodantes entre sí, y los elementos de trabajo. cojinete. Por lo tanto, a la hora de crear máquinas de alta velocidad, en ocasiones hay que recurrir a la instalación aspectos Sistemas deslizantes que funcionan en condiciones de lubricación líquida, a pesar de importantes dificultades en su funcionamiento. Es más, en algunos casos aspectos Los elementos rodantes tienen menos rigidez, ya que pueden provocar vibraciones en el eje debido al rodamiento rítmico de los elementos rodantes a través del área de soporte cargada. A la falta de apoyo en aspectos El rodamiento también se puede atribuir a su instalación más compleja en comparación con los soportes sobre aspectos corredera tipo split. Diseño cojinete rodante: 1 anillo exterior, 2 anillos interiores, 3 bolas, 4 jaulas. |
Cojinete el resbalón es un tipo aspectos en el que se produce fricción cuando las superficies de contacto se deslizan. Dependiendo de la lubricación aspectos Los deslizamientos pueden ser hidrodinámicos, dinámicos de gases, etc. Área de aplicación aspectos resbalones: motores de combustión interna, generadores, etc.
Rodamiento fijo
Un rodamiento de este tipo absorbe cargas radiales y axiales simultáneamente en dos direcciones. Tiene soporte axial en el eje y en la carcasa. Para ello se utilizan rodamientos radiales de bolas, rodamientos de rodillos a rótula, rodamientos de bolas de contacto angular de dos hileras o pares y rodamientos de rodillos cónicos.
Los rodamientos de rodillos cilíndricos con un anillo sin pestañas se pueden utilizar en un soporte fijo junto con otro rodamiento axial que soporte cargas axiales. El cojinete de empuje está instalado en una carcasa con juego radial.
Rodamiento flotante
Un rodamiento flotante soporta sólo carga radial y permite un movimiento axial relativo del eje y la carcasa. El movimiento axial se produce en el propio rodamiento (rodamientos de rodillos cilíndricos) o en un ajuste con holgura entre el aro del rodamiento y la pieza acoplada.
8. Dispositivo de sellado- un dispositivo o método para prevenir o reducir la fuga de líquido o gas creando una barrera en las uniones entre partes de máquinas (mecanismos) que constan de una o más partes. Hay dos grandes grupos: dispositivos de sellado fijos(extremo, radial, cónico) y dispositivos de sellado móviles(final, radial, cónico, combinado).
sellador (una sustancia con alta adherencia a las piezas que se van a conectar e insoluble en el medio sellador);
juntas de diversos materiales y diferentes configuraciones;
juntas tóricas de material elástico;
arandelas de sellado;
uso de hilo cónico;
sello de contacto.
Dispositivos de sellado fijos:
sellos de ranura;
laberintos;
juntas tóricas de material elástico;
anillos de fieltro;
deflectores de aceite;
puños de varias configuraciones;
sello de pétalo;
sellos de varias hileras de chevron;
dispositivos de prensaestopas;
sellos de fuelle;
sellos mecánicos mecánicos;
Sellos mecánicos de gas.
Dispositivos de sellado móviles (permiten diversos movimientos como movimiento axial, rotación (en una o dos direcciones) o movimiento complejo):
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Horquilla la conexión consta de un perno, una arandela, una tuerca y piezas conectadas. La conexión de piezas con pasador se utiliza cuando no hay espacio para la cabeza del perno o cuando una de las piezas a conectar tiene un espesor importante. En este caso, no es económicamente viable perforar un agujero profundo e instalar un perno largo. La conexión de pasadores reduce el peso de las estructuras. Una de las partes conectadas por un pasador tiene un hueco con una rosca: un casquillo para un pasador, que se atornilla con el extremo l1 (ver Fig. 2.2.24). El resto de piezas a conectar tienen orificios pasantes con un diámetro de d0 = (1,05...1,10)d, donde d es el diámetro de la rosca del perno. Primero se perfora el casquillo hasta una profundidad l2, que es 0,5 d mayor que el extremo atornillado del perno, y luego se corta una rosca en el casquillo. En la entrada del casquillo se hace un chaflán con = 0,15d (Fig. 2.2.29, a). Con el pasador atornillado en el casquillo, las piezas se conectan como en el caso de una conexión atornillada. Tornillo(correr) conexiones consulte las juntas móviles desmontables. En estas conexiones, una parte se mueve con respecto a otra a lo largo de un hilo. Normalmente, estas conexiones utilizan roscas trapezoidales, de empuje, rectangulares y cuadradas. Los dibujos de conexiones roscadas se realizan de acuerdo con reglas generales. Serrado(ranurado) compuesto Es una conexión de múltiples chavetas en la que la chaveta es solidaria del eje y está ubicada paralela a su eje. Las juntas dentadas, como las juntas enchavetadas, se utilizan para transmitir par, así como en estructuras que requieren que las piezas se muevan a lo largo del eje del eje, por ejemplo, en las cajas de cambios. Conexión con llave Consta de eje, rueda y chaveta. Una llave (Fig. 2.2.36) es parte de una forma prismática (llaves prismáticas o de cuña) o segmentaria (llaves de segmento), cuyas dimensiones están determinadas por la norma. Llaves aprox. Conexión de pines(Fig. 2.2.38) - cilíndrico o cónico - se utiliza para la fijación mutua precisa de piezas sujetas. Los pasadores cilíndricos garantizan el montaje y desmontaje repetido de las piezas. pasadores de chaveta Se utiliza para limitar el movimiento axial de las piezas (Fig. 2.2.39) para bloquear las tuercas almenadas. Conexiones de cuña(Fig. 2.2.40) facilitan el desmontaje de las piezas conectadas. Los bordes de las cuñas tienen una pendiente de 1/5 a 1/40.
10. Conexiones permanentes se han generalizado en la ingeniería mecánica. Estos incluyen conexiones soldadas, remachadas, soldadas y adhesivas. Esto también incluye uniones obtenidas por prensado, vertido, abocardado (o laminado), punzonado, cosido, ajuste de interferencia, etc.
Las uniones soldadas se producen mediante soldadura. La soldadura es el proceso de obtener una conexión permanente de objetos sólidos compuestos de metales, plásticos u otros materiales calentándolos localmente hasta un estado fundido o plástico sin o con el uso de fuerzas mecánicas.
Conexión soldada es un conjunto de productos conectados mediante soldadura.
Una soldadura es un material que se ha solidificado después de fundirse. Una soldadura de metal se diferencia en su estructura de la estructura metálica de las piezas metálicas que se sueldan.
Según el método de disposición mutua de las piezas soldadas, se distinguen las juntas a tope (Fig.242, A), esquina (Fig.242, b), Barra en T (Fig. 242, V) y superposición (Fig. 242, GRAMO). El tipo de conexión determina el tipo de soldadura. Las soldaduras se dividen en: a tope, de esquina (para juntas de esquina, en T y de solape), por puntos (para juntas de solape, soldadura por puntos).
En cuanto a su longitud, las soldaduras pueden ser: continuas a lo largo de un contorno cerrado (Fig.243, A) y a lo largo de un contorno abierto (Fig.243, b) e intermitente (Fig. 243, V). Las costuras intermitentes tienen secciones soldadas de igual longitud con intervalos iguales entre ellas. En la soldadura de doble cara, si las secciones soldadas están ubicadas una frente a la otra, dicha costura se llama costura de cadena (Fig.244, A), si las secciones se alternan, entonces la costura se llama costura de tablero de ajedrez (Fig.244, b).
Uniones remachadas utilizado en estructuras expuestas a altas temperaturas, corrosión, vibraciones, así como en conexiones hechas de metales poco soldables o en conexiones de metales con partes no metálicas. Estas conexiones se utilizan ampliamente en calderas, puentes ferroviarios, algunas estructuras de aviones y en la industria ligera.
Al mismo tiempo, en varias industrias, con la mejora de la tecnología de soldadura, el volumen de uso de uniones remachadas está disminuyendo gradualmente.
El principal elemento de fijación de las uniones remachadas es el remache. Es una varilla cilíndrica corta de sección redonda, en uno de cuyos extremos hay una cabeza (Fig. 249). Las cabezas de los remaches pueden ser esféricas, cónicas.
Forma skoy o cónico-esférica. Dependiendo de esto, se distinguen cabezas semicirculares (Fig.249, A), secreto (Fig.249, b), semisecreto (Fig.249, c), plano (Fig.249, d).
En los dibujos de montaje, las cabezas de los remaches no se muestran en sus tamaños reales, sino en tamaños relativos, dependiendo del diámetro de la varilla del remache. d.
La tecnología para realizar una conexión remachada es la siguiente. Se realizan agujeros en las piezas a unir mediante perforación u otro método. La varilla de cabeza del remache se introduce en el orificio pasante de las piezas a unir hasta el tope. Además, el remache puede estar frío o caliente. El extremo libre del remache se extiende más allá de la pieza aproximadamente 1 ,5 peniques. Se remacha mediante golpes o fuertes presiones y crea una segunda cabeza.
La conexión de piezas mediante soldadura se utiliza ampliamente en la fabricación de instrumentos y en la ingeniería eléctrica. Al soldar, las piezas que se van a conectar se calientan a una temperatura que no provoque su fusión. El espacio entre las piezas a unir se rellena con soldadura fundida. La soldadura tiene un punto de fusión más bajo que los materiales que se unen mediante soldadura. Para soldar, se utilizan soldaduras blandas POS - estaño-plomo según GOST 21930-76 y GOST 21931-76 y soldaduras duras Per - plata según GOST 19738-74.
La soldadura en vistas y secciones se representa como una línea continua de espesor. 2S. Para indicar soldadura, se utiliza un símbolo (Fig.252, A)- un arco convexo a la flecha, que se dibuja en la línea guía que indica la costura de soldadura. Si la costura se realiza alrededor del perímetro, entonces la línea guía termina en un círculo. El número de costuras se indica en la línea guía (Fig.252, b).
La marca de la soldadura se registra en los requisitos técnicos o en las especificaciones en la sección "Materiales" (ver § 101).
Las juntas adhesivas le permiten unir una variedad de materiales. La costura de pegamento, al igual que la costura de soldadura, se representa mediante una línea continua con un grosor de 25. Se dibuja un símbolo en la línea guía (Fig. 253, A), como una letra A. Si la costura se realiza alrededor del perímetro, entonces la línea guía termina con un círculo (Fig.253, b). La marca del pegamento viene registrada ya sea en los requisitos técnicos o en las especificaciones en el apartado “Materiales”.
El engarzado (refuerzo) protege los elementos conectados de la corrosión y la exposición química a un ambiente dañino, realiza funciones aislantes, le permite reducir el peso del producto (Fig. 254) y ahorrar materiales.
El laminado y el punzonado se realizan deformando las piezas que se conectan (Fig.255, a, b). El cosido con hilos y grapas metálicas se utiliza para unir hojas de papel, cartones y tejidos diversos.
GOST 2.313-82 establece símbolos e imágenes de uniones de uniones permanentes obtenidas mediante soldadura, pegado y costura.
La conexión de piezas mediante ajuste de interferencia está asegurada mediante un sistema de tolerancias y ajustes a una temperatura determinada antes de soldar las piezas.
11. Los elementos elásticos (E) - resortes - son piezas cuyas deformaciones elásticas se utilizan de manera útil en el funcionamiento de diversos mecanismos y dispositivos, dispositivos, máquinas de información. Según su configuración, diseño y esquemas de diseño, los UE se dividen en dos clases: resortes de varilla y carcasas. Los resortes de varilla son resortes planos, espirales y helicoidales (Fig. 4.1, a). El uso de uno u otro esquema de diseño está asociado con el diseño del mecanismo en el que se utiliza el resorte. El cálculo y diseño de los resortes de varilla están bien desarrollados y, por lo general, no plantean ninguna dificultad al diseñador. Las conchas son membranas planas y corrugadas, los tubos corrugados son fuelles y resortes tubulares (Fig. 4.1,6). Aunque es mucho más difícil determinar las características operativas de estos UE, se han desarrollado métodos de cálculo, incluso con la ayuda de una computadora, que permiten obtener resultados con una precisión suficiente para las necesidades prácticas. Según su finalidad, los UE se dividen en los siguientes grupos. Resortes de medición (transductores), ampliamente utilizados en instrumentos de medición eléctricos, manómetros, dinamómetros, termómetros y otros instrumentos de medición. El principal requisito para las propiedades operativas de los resortes de medición es la estabilidad de la dependencia de la deformación de la fuerza aplicada. Resortes de tensión que proporcionan fuerza de contacto entre piezas (por ejemplo, presionan el empujador contra la leva, el trinquete contra la rueda de trinquete, etc.). El principal requisito para estos resortes es que la fuerza de presión debe ser constante o variar dentro de límites aceptables. Resortes de bobinado (motores de resorte), muy utilizados en dispositivos autónomos con dimensiones y peso limitados (relojes, mecanismos de transmisión de cintas). El principal requisito para las propiedades es la capacidad de almacenar la energía de las deformaciones elásticas necesarias para el funcionamiento del dispositivo (ver Capítulo 15). Resortes de dispositivos cinemáticos: resortes de transferencia, soportes elásticos. Estos resortes deben ser lo suficientemente flexibles y fuertes. Los resortes de los amortiguadores vienen en varios diseños. Los resortes deben soportar cargas variables, impactos y grandes movimientos. A menudo, la estructura se crea de tal manera que cuando el resorte se deforma, se produce una pérdida (disipación) de energía. Separadores de medios que brindan la capacidad de transferir fuerzas o movimientos de una cavidad aislada a otra (diferentes medios, diferentes presiones de medios). Debe brindar la posibilidad de realizar grandes movimientos con poca resistencia a estos movimientos y fuerza suficiente. Según su forma estructural, se trata de corazas (fuelles, membranas, etc.) PAG.). Los elementos elásticos conductores de corriente son muelles helicoidales o helicoidales finos o un hilo tensado. A menudo, la función de suministro de corriente se combina con la función de un resorte de medición. Requisitos básicos para las propiedades operativas: baja resistencia eléctrica, alta elasticidad. Los resortes de embrague de fricción y de trinquete son resortes de torsión helicoidales (rara vez en espiral), que se tensan sobre los ejes (a veces dentro del casquillo) y permiten que los ejes (o el eje y el casquillo colocados sobre ellos) se enganchen o desenganchen dependiendo de la dirección de rotación mutua. Un requisito importante para el material de estos resortes es una alta resistencia al desgaste. Las propiedades operativas de los elementos elásticos se reflejan principalmente en sus características elásticas: la dependencia de la deformación de la carga (fuerza, momento). La característica se puede expresar en forma analítica o en forma de gráfico. Puede ser lineal (Fig. 4.2, a), lo más preferible, pero también puede ser no lineal, creciente o decreciente (Fig. 4.2, b). La característica está limitada por la carga máxima Fpr y el correspondiente desplazamiento máximo λpr (carrera, asentamiento, etc.), a partir del cual se notan las deformaciones residuales o por encima del cual se destruye el resorte. Fmax y λmax son la fuerza y el movimiento máximos que experimenta el resorte durante el funcionamiento. La fuerza Pmax no debe exceder los valores permitidos, por lo tanto Fmax = [F]; λmáx = [λ].
acoplamiento(del alemán Muffe o holandés mouwtje) en tecnología, dispositivos para la conexión permanente o temporal de ejes, tuberías, cables de acero, cables, etc.
El acoplamiento transmite energía mecánica sin cambiar su magnitud y dirección.
Ejemplos de acoplamiento
Acoplamientos de conexión
Acoplamientos para accionamientos de máquinas y mecanismos.
Acoplamientos de conexión que, según la función realizada, proporcionan resistencia a la conexión, estanqueidad, protegen contra la corrosión, etc.
Acoplamientos para accionamientos de máquinas y mecanismos que transmiten movimiento de rotación y par de un eje a otro, generalmente ubicados coaxialmente con el primero, o de un eje a una pieza que se asienta libremente sobre él (polea, engranaje, etc.) sin cambiar el par. .
Funciones de los acoplamientos
Compensación por pequeñas desviaciones de instalación,
Separación del eje,
Control automático,
Regulación continua de la relación de transmisión,
Proteger las máquinas de averías en modo de emergencia, etc.
Los acoplamientos se utilizan para transmitir pares y potencias tanto insignificantes como importantes (hasta varios miles de kW). Diversos métodos de transmisión de par y la variedad de funciones realizadas por el acoplamiento han dado lugar a una amplia variedad de diseños de acoplamientos modernos.
La transmisión de par en un acoplamiento puede realizarse mediante una conexión mecánica entre piezas, realizada en forma de conexiones fijas o pares cinemáticos (Acoplamiento con bloqueo positivo); debido a fuerzas de fricción o atracción magnética (acoplamiento de bloqueo de fuerza); Fuerzas de inercia o interacción inductiva de campos electromagnéticos (Acoplamiento con cierre dinámico).
Piezas de máquinas y fundamentos del diseño es uno de los cursos básicos de ingeniería que se imparten a la mayoría de los estudiantes de ingeniería.
El programa del curso estudia la estructura, los principios de funcionamiento, así como los métodos para diseñar piezas y conjuntos de máquinas de uso general: conexiones desmontables y permanentes, transmisiones de fricción y engrane, ejes y ejes, cojinetes lisos y rodantes, varios acoplamientos.
Al inicio del curso, se describen conceptos y definiciones utilizados en ingeniería mecánica, criterios para el rendimiento de piezas de máquinas, materiales básicos de ingeniería, estandarización de la precisión de la fabricación de piezas, se consideran varias opciones para conectar piezas: roscadas, soldadas, remachadas. , enchavetado, estriado, etc.
Se estudian en detalle los mecanismos más utilizados en la ingeniería mecánica: transmisiones mecánicas, es decir, transmisiones de engranajes (incluidas las planetarias, helicoidales y onduladas), de fricción, de cadena y de tuerca-tornillo.
Se consideran sus cálculos cinemáticos, cálculos de resistencia y rigidez, métodos de selección racional de materiales y métodos de conexión de piezas, cálculos de ejes y ejes, cojinetes y acoplamientos.
Al final del curso, utilizando el ejemplo de una de las cajas de cambios, se generaliza la metodología de diseño del accionamiento: desde el cálculo de sus parámetros cinemáticos y de potencia hasta la determinación de las dimensiones de los rodamientos.
Formato
El curso incluye la visualización de videoconferencias temáticas con varias preguntas de autoevaluación; realizar tareas de prueba multivariadas con verificación automatizada de resultados; explicación de ejemplos de resolución de problemas; trabajos de laboratorio.
Recursos informativos
1. Libro de texto “Piezas de máquinas y fundamentos de diseño” / S.M. Gorbatiuk, A.N. Veremeevich, S.V. Albul, I.G. Morozova, M.G. Naumova - M.: Editorial. Casa de MISiS, 2014 / ISBN 978-5-87623-754-5
2. Manual didáctico y metodológico “Piezas y equipos de máquinas. Diseño de accionamientos” / S.M. Gorbatiuk, S.V. Albul - M.: Editorial. Casa del MISiS, 2013
Requisitos
Para dominar completamente el curso, el estudiante debe tener conocimientos básicos de cursos de matemáticas, ingeniería gráfica, mecánica teórica y resistencia de materiales.
programa del curso
1. Conceptos básicos y definiciones. Criterios de desempeño para piezas de máquinas;
2. Materiales de ingeniería. Su clasificación y alcance;
3. Tolerancias dimensionales. Plantando partes. Desviaciones en la forma y ubicación de las superficies. Rugosidad de la superficie;
4. Conexiones permanentes de piezas: soldadas, remachadas, soldadas, adhesivas;
5. Conexiones desmontables de piezas: roscadas, enchavetadas, estriadas, pasadores, terminales;
6. Engranajes. Teorema básico de vinculación. Geometría de los dientes. Método de cálculo de engranajes;
7. Engranajes multibrazo: planetario, diferencial, ondulado. Cinemática de engranajes;
8. Engranajes helicoidales. Geometría y diseño. Eficiencia de transmisión y su diseño térmico;
9. Transmisiones y variadores de fricción. transmisiones por correa;
10. Árboles y ejes. Criterio de desempeño. Cálculo de fuerza. Sellos de eje;
11. Rodamientos. Clasificación y diseño. Cálculos de rodamientos;
12. Embragues: incontrolados, compensadores, de seguridad;
13. Metodología de diseño. Un ejemplo de diseño de caja de cambios.
Los resultados del aprendizaje
Después de completar el curso, los estudiantes sabrán:
principales tipos de conexiones de piezas de máquinas;
principales tipos y características de las transmisiones mecánicas;
principales tipos y ámbito de aplicación de rodamientos y cojinetes deslizantes, acoplamientos;
métodos de cálculo y diseño de unidades y partes de máquinas de uso general;
métodos de trabajo de diseño y construcción.
Ser capaz de:
elaborar diagramas de diseño para nodos de carga;
determinar fuerzas, momentos, tensiones y desplazamientos que actúan sobre las piezas de la máquina;
diseñar y construir elementos estándar de máquinas, evaluarlos en función de su resistencia, rigidez y otros criterios de rendimiento.
Propio:
habilidades para seleccionar materiales y el propósito de su procesamiento;
habilidades para preparar la documentación de diseño y construcción de acuerdo con los requisitos de la ESKD;
Habilidades en croquis, diseño técnico y detallado de componentes de máquinas.
Competencias formadas
15.03.02 Máquinas y equipos tecnológicos.
- capacidad utilizar los conceptos básicos del conocimiento filosófico para formar una posición de cosmovisión (OK-1);
- capacidad participar en el cálculo y diseño de piezas y conjuntos de estructuras de ingeniería mecánica de acuerdo con especificaciones técnicas y el uso de herramientas de automatización de diseño estándar (PC-5);
- capacidad desarrollar el diseño de trabajo y la documentación técnica, formalizar el trabajo de diseño completado con verificación del cumplimiento de los proyectos desarrollados y la documentación técnica con las normas, especificaciones técnicas y otros documentos reglamentarios (PC-6);
- capacidad crear documentación técnica para desarrollos de diseño de acuerdo con las normas existentes y otros documentos reglamentarios (PPK-2);
- capacidad Desarrollar documentación tecnológica y de producción utilizando herramientas modernas (PPK-9).