ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К МАШИНАМ И МЕХАНИЗМАМ

123

1. Машины и механизмы должны удовлетворять требованиям прогрессивной технологии переработки сырья, обработки продуктов и предметов.

2. Рабочие органы и инструменты должны обладать высокой износоустойчивостью. Они не должны подвергаться коррозии от контактов с продуктами, легко очищаться от остатков продуктов и не разрушаться под влиянием моющих средств.

3. Быстро вращающиеся узлы и детали должны быть статически уравновешены, чтобы исключить быстрый износ подшипников, валов и др. частей машины и механизма, что влечет за собой увеличение расходов энергии, снижение производительности.

4. Машины и механизмы должны состоять из отдельных легкосъемных узлов и деталей, что облегчает их разборку и сборку.

5. Конструкция машин должна обеспечивать возможность быстрой замены изношенных и неисправных рабочих органов и инструментов.

6. При создании машин и их эксплуатации должны учитываться требования стандартизации и унификации (приведение к единообразию, к единой форме или системе). Это позволяет использовать взаимозаменяемость узлов и деталей.

7. Машины должны отвечать требованиям техники безопасности и производственной санитарии. Форма их должна быть обтекаемой и гладкой, все рабочие органы и инструменты должны быть закрыты, элементы передачи защищены кожухами и облицовками.

ВИДЫ ПЕРЕДАЧ

Механическая передача – механизм, превращающий кинематические и энергетические параметры двигателя в необходимые параметры движения рабочих органов машин и предназначенный для согласования режима работы двигателя с режимом работы исполнительных органов.

Типы механических передач:

· зубчатые (цилиндрические, конические);

· винтовые (винтовые, червячные, гипоидные);

· с гибкими элементами (ременные, цепные);

· фрикционные (за счёт трения, применяются при плохих условиях работы).

Зубчатая передача – это механизм или часть механизма механической передачи, в состав которого входят зубчатые колёса. При этом усилие от одного элемента к другому передаётся с помощью зубьев.

Зубчатые передачи предназначены для:

· передачи вращательного движения между валами, которые могут иметь параллельные, пересекающиеся или скрещивающиеся оси;

· преобразования вращательного движения в поступательное, и наоборот.

Зубчатое колесо передачи с меньшим числом зубьев называется шестернёй, второе колесо с большим числом зубьев называется колесом.

Зубчатые передачи классифицируют по расположению валов:

· с параллельными осями (цилиндрические с внутренним и внешним зацеплениями);

· с пересекающимися осями (конические);

· с перекрестными осями (рейка-шестерня).

Цилиндрические зубчатые передачи бывают с внешним и внутренним зацеплением. В зависимости от угла наклона зубьев выполняют прямозубые и косозубые колёса.

Рисунок 1 – Виды зубчатой передачи.

Достоинства зубчатых передач:

· компактность;

· возможность передавать большие мощности;

· большие скорости вращения;

· постоянство передаточного отношения;

· высокий КПД.

Недостатки зубчатых передач:

· сложность передачи движения на значительные расстояния;

· жёсткость передачи;

· шум во время работы;

· необходимость в смазке.

Червячные передачи применяют для передачи движения между перекрещивающимися осями, угол между которыми, как правило, составляет 90°. Движение в червячных передачах передается по принципу винтовой пары.

В отличие от большинства разновидностей зубчатых в червячной передаче окружные скорости на червяке и на колесе не совпадают.

Рисунок 2 – Червячная передача.

При относительном движении начальные цилиндры скользят. Большое скольжение является причиной низкого КПД, повышенного износа и заедания. Для снижения износа применяют специальные антифрикционные пары материалов: червяк – сталь, венец червячного колеса – бронза (реже – латунь, чугун).

Достоинства червячных передач:

· большие передаточные отношения;

· плавность и бесшумность работы;

· высокая кинематическая точность;

· самоторможение.

Недостатки червячных передач:

· низкий КПД;

· высокий износ, заедание;

· использование дорогих материалов;

· высокие требования к точности сборки.

Передачи с гибкими звеньями могут обеспечивать постоянное и переменное передаточное отношения со ступенчатым или плавным изменением его величины.

Различают следующие разновидности передач с гибкими звеньями:

по способу соединения гибкого звена с остальными:

· фрикционные;

· с непосредственным соединением;

· с зацеплением;

по взаимному расположению валов и направлению их вращения:

· открытые;

· перекрёстные;

· полуперекрёстные.

Ременная передача состоит из двух шкивов, закреплённых на валах, и ремня, охватывающего эти шкивы.

В зависимости от формы поперечного перереза ремня различают передачи:

· плоскоременную;

· клиноременную (получили наиболее широкое применение);

· круглоременную.

Рисунок 3 – Ременная передача

Достоинства ременных передач:

· возможность передачи движения на значительные расстояния;

· плавность и бесшумность работы;

· защита механизмов от колебаний нагрузки вследствие упругости ремня;

· защита механизмов от перегрузки за счёт возможного проскальзывания ремня;

· простота конструкции и эксплуатации (не требует смазки).

Недостатки ременных передач:

· повышенные габариты;

· непостоянство передаточного отношения вследствие проскальзывания ремня;

· повышенная нагрузка на валы и их опоры, связанная с большим предварительным натяжением ремня (в 2-3 раза больше, чем у зубчатых передач);

· низкая долговечность ремней (1000-5000 часов).

Цепная передача основана на принципе зацепления цепи и звёздочек. Цепная передача состоит из:

· ведущей звёздочки;

· ведомой звёздочки;

· цепи, которая охватывает звёздочки и зацепляется за них зубьями;

· натяжных устройств;

· смазывающих устройств;

· ограждения.

Рисунок 4 – Цепные передачи: а) с роликовой цепью; б) с зубчатой пластинчатой цепью

Достоинства цепных передач (по сравнению с ременной передачей):

· большая нагрузочная способность;

· отсутствие скольжения и буксования, что обеспечивает постоянство передаточного отношения и возможность работы при кратковременных перегрузках;

· принцип зацепления не требует предварительного натяжения цепи;

могут работать при меньших межосевых расстояниях и при больших передаточных отношениях.

Недостатки цепных передач связаны с тем, что звенья располагаются на звёздочке не по окружности, а по многоугольнику, что влечёт:

· износ шарниров цепи;

· шум и дополнительные динамические нагрузки;

· необходимость обеспечения смазки.

Фрикционная передача – кинематическая пара, использующая силу трения для передачи механической энергии.

Трение между элементами может быть сухое, граничное, жидкостное. Жидкостное трение наиболее предпочтительно, так как значительно увеличивает долговечность фрикционной передачи.