Рекомендации-по-проектированию-типовых-деталей-механизмов

Рекомендации по проектированию типовых деталей механизмов

120 руб.

Категория: Метки: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,
Описание товара

Рекомендации по проектированию типовых деталей механизмов

К типовым деталям механизмов относятся коленчатые и эксцентриковые валы, шатуны, ползуны, рычаги и кулисы, различные типы кулачков, мальтийские кресты, храповые колеса, звездочки и обоймы обгонных муфт, а также элементы шарнирных соединений. Примеры конструкции перечисленных деталей и их работа в составе механизмов приведены в работе [1]. В этой статье будут представлены некоторые общие рекомендации по проектированию этих деталей, в том числе факторы, определяющие их форму и размеры, а также применяемые для их изготовления материалы и их термическая обработка.

Эксцентриковые и коленчатые валы

Основным назначением коленчатого или эксцентрикового вала, как ведущего звена рычажного механизма, является сообщение его звеньям движения, которое он получает от привода машины или оборудования. Конструкция коленчатого или эксцентрикового вала зависит от следующих основных факторов:

  • величины перемещения выходного звена (ползуна, коромысла) рычажного механизма ведущим звеном которого он является,
  • передаваемого коленчатым валом усилия и крутящего момента,
  • скорости вращения коленчатого вала,
  • расположения кривошипно-рычажного механизма относительно опорных стенок станины.

1

При небольшой величине хода выходного звена рычажного механизма (ползуна, коромысла) обычно используются эксцентриковые валы, у которых мотылевая шейка имеет незначительный эксцентриситет и диаметр больший, чем у опорных шеек (см. Рис. 1а, б). При значительной величине хода выходного звена или при невозможности его увеличения путем введения в механизма дополнительной рычажной системы используются коленчатые валы (см. Рис. 1г), имеющие значительный эксцентриситет мотылевой шейки, диаметр которой может иметь различный диаметр, при этом на его величину влияют не только передаваемые усилия, но и условия сборки механизма.

При больших величинах хода выходного звена механизма применяются сборные конструкции коленчатых вала (см. Рис. 2, 3), в которых мотылевая шейка объединяется с приводным зубчатым колесом. Обычно стенки станины, в которых располагаются опорные буксы коленчатого вала, расположены симметрично относительно его мотылевой шейки, но в ряде случаев в технологическом оборудовании кривошипно – шатунный механизм располагается консольно относительно стоек станины например в одностоечных механических прессах, в результате этого его приводной вал имеет форму консольного эксцентрикового вала (см. Рис. 1а).

2

Усилия и крутящий момент, передаваемый коленчатым валом в значительной степени определяют его геометрические размеры и материал, из которого он изготавливается. Прочностные расчеты коленчатых и эксцентриковых валов приведены в работе [1]. В качестве опор коленчатых и эксцентриковых валов в технологическом оборудовании чаще всего применяются подшипники скольжения, расчет которых и рекомендации по выбору материала, подволу смазки и монтажу также приведены в работе [1]. Основной причиной применения подшипников скольжения является наличие больших импульсных нагрузок и достаточно высоких скоростей вращения при работе кривошипно – шатунного механизма в составе технологического оборудования, а также сложность обеспечения при сборке точного взаимного расположения базовых отверстий и валов в которые они устанавливаются (требования к точности взаимного расположения колец подшипников качения, обеспечивающие их долговечную работу приведены в работе [1]). На конструкцию кривошипного вала технологического оборудования оказывают влияние дополнительные устройства, которые могут встраиваться в него и прежде всего это устройства для регулирования величины хода ползуна кривошипно – шатунного механизма, принцип которых основан на изменении величины эксцентриситета мотылевой шейки кривошипного вала (см. Рис. 4 – 7).

3На Рис. 4 показана конструкция малогабаритного сборного кривошипа с устройством для бесступенчатой регулировки его радиуса. Он содержит фланец 1, поворотный диск 2 с червячным венцом и кривошипным пальцем 3, эксцентрично расположенный в расточке фланца 1 и прижатый к его торцу крышкой 4, при этом червячный венец диска 2 находится в постоянном зацеплении с самотормозящемся червяком 5, перемещаемым винтом 7 в радиальном пазу фланца 1, цапфы которого установлены в расточках П-образного кронштейна 6. Кроме того в пазу фланца 1 для ограничения хода кронштейна 6 с червяком 5 установлен сегмент 8, положение которого зафиксировано штифтами 9, а положение винта 7 в сегменте 8 зафиксировано штифтами 10.

Для обеспечения работоспособности коленчатого вала (см. Рис. 13) в составе кривошипно-шатунного механизма необходимо выполнить следующие требования по его точности:

  • посадку на диаметры коленчатого вала D, D1, D2, D3, D4,
  • допуски Δ на размеры Б8, L, А8,
  • радиальное биение диаметров коленчатого вала D, D1, D3, D4,
  • торцевое биение упорных заплечиков диаметров D, D1 коленчатого вала,
  • торцевое биение упорных заплечиков диаметра D2 коленчатого вала,
  • непараллельность мотылевой шейки D2 коленчатого вала относительно общей оси, погрешности формы поверхностей D, D1, D2, D3, D4

4

На диаметры опорных и мотылевой шеек коленчатого вала D, D1, D2 устанавливаются посадки f7, на диаметр D3, под установку маховика посадка js6, на диаметр D4 под установку шестерни посадка k6. Допуск Δ на размер A8 предварительно устанавливается по h11 и уточняется по результатам расчета соответствующей размерной цепи (см. работу [1]). Допуск Δ на размер Б8 предварительно устанавливается по h11 и уточняется по результатам расчета соответствующей размерной цепи Б (см. работу [1]). Допуск Δ на размер L устанавливается по h11 Радиальное биение диаметров коленчатого вала D, D1 относительно оси А первоначально устанавливается по 6 степени точности ГОСТ 24643-81 и уточняется после расчета соответствующей размерной цепи (см. работу [1]). Радиальное биение диаметров коленчатого вала D3, D4 относительно оси А первоначально устанавливается по 9 степени точности ГОСТ 24643-81 и уточняется после расчета соответствующих размерных цепей, определяющих требования по точности к ременной и зубчатой передачам. Торцевое биение упорных заплечиков диаметров D, D1 коленчатого вала и торцевое биение упорных заплечиков диаметра D2 коленчатого вала устанавливается по 7–8 степени точности ГОСТ 24643-81. Непараллельность мотылевой шейки D2 коленчатого вала относительно общей оси, назначается по 6–7 степени точности ГОСТ 24643-85 и уточняется по результатам расчета соответствующей размерной цепи (см. работу [1]). Погрешности формы поверхностей D, D1, D2, D3, D4 устанавливаются по 6 – 8 кл. ГОСТ 24643 – 81, если нет других нормативных документов, регламентирующих требования к опорным и мотылевой шейке коленчатого вала конкретного кривошипно-шатунного механизма. Шераховатость поверхностей D, D1, D2, включая переходные радиусы шеек, должна быть не более Ra = 0,63мкм по ГОСТ 2789 – 73, а поверхностей D3, D4 не более Ra = 1,25мкм.

При работе в составе исполнительных и вспомогательных механизмов технологического оборудования рычаги и коромысла могут оснащаться дополнительными устройствами, которые существенным образом меняют их конструкцию в частности:

  • для предохранения от перегрузки (см Рис. 37),
  • для компенсации динамических нагрузок (см. Рис. 38),
  • для изменения величины перемещения выходного звена механизма (см. Рис. 39),
  • для регулирования положения выходного звена механизма (см. Рис. 40).

5

На Рис. 37 показана конструкция предохранительного устройства встроенная в сборный двуплечий рычаг являющийся толкателем кулачкового механизма. Оно содержит закрепленный на валу 1 сборный двуплечий рычаг, состоящий из коромысла 3 с роликом 9 контактирующим с кулачком 10 и двуплечего рычага 2, ведущее плечо которого имеет выступ 4 прижимаемый пружиной 5 к упору 6 коромысла 3, а ведомое плечо 15 рычага 2 шарнирно соединено с корпусом 16 закрепленным на ведомой штанге 17. На рычаге 2 микропереключатель 13 контактирующий с переключающим рычагом 12, а также упор 14 имеющий возможность взаимодействия с переключающим рычагом 12. Ролик 9 коромысла 3 постоянно поджат к кулачку 10 посредством пружины (на Рис. 26 не показана), а взаимодействие коромысла 3 с двуплечим рычагом 2, при повороте коромысла по часовой стрелке, осуществляется посредством планки 11.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Игнатьев Н. П. Проектирование механизмов Азов 2015г.

В полной версии статьи, включающей 50 страниц и 66 чертежей, содержатся рекомендации по проектированию:

  1. коленчатых и эксцентриковых валов
  2. шатунов
  3. ползунов
  4. рычагов и коромысел
  5. кулачков
  6. деталей механизмов прерывистого действия

Для приобретения полной версии статьи добавьте её в корзину,

Стоимость полной версии статьи 120 рублей.