К большинству проектируемых машин предъявляются следующие требования:
– надежность;
– высокая производительность;
– ремонтопригодность;
– экономичность производства и эксплуатации;
– гарантированный срок службы и технологичность;
– удобство и безопасность обслуживания;
– небольшие габариты и масса;
– транспортабельность;
– соответствие внешнего вида требованиям технической эстетики.
При оценке экономичности учитывают затраты на проектирование, изготовление, эксплуатациюи ремонт. Экономичность деталей и узлов достигается оптимизацией их формы и размеров из условия минимума материало-, энергo- и трудоемкости производства, за счет максимального КПД в эксплуатации. Большое внимание при проектировании новых образцов уделяется вопросу эстетичности – совершенству внешних форм деталей, узлов и машины в целом. Она существенно влияет на отношение к машинам обслуживающего персонала.
При конструировании и изготовлении машин должны строго соблюдаться Государственные стандарты (ГОСТы). Применение в машине стандартных деталей и узлов уменьшает количество типоразмеров, обесточивает взаимозаменяемость, позволяет быстро и дешево изготовлять новые машины, а в период эксплуатации облегчает ремонт. Изготовление стандартных деталей и узлов машинпроизводится в специализированных цехах или на заводах, что повышает их качество и снижает стоимость. Одним из главных требований, предъявляемых к машинам и их деталям, является технологичность конструкции, которая значительно влияет на стоимость машины. Технологичной называют такую конструкцию, которая характерна минимальными затратами на производства.
При выборе материала и назначения термообработки детали необходимо учитывать:
– габаритные размеры;
– конфигурацию и массу детали;
– стоимость и дефицитность материала;
– соответствие свойств материала главному критерию работоспособности детали;
– соответствие свойств материала технологическому процессу, обработки (свариваемость, обрабатываемость резанием и др.).
Правильный выбор материала является залогом успеха при проектировании узлов и машины в целом.
2.Преобразователи движения: кривошипно-ползунный, эксцентриковый и кулачковый механизмы.
Кривошипно-ползунный механизм.
Этот механизм служит для преобразования вращательного движения кривошипа в возвратно поступательное движение ползуна, если начальным звеном является кривошип, и, наоборот, возвратно-поступательного движения во вращательное, если начальным звеном является ползун.
Рис. 1.1
Применяется такой механизм в паровых машинах, двигателях внутреннего сгорания (ДВС), поршневых насосах, поршневых компрессорах, приборах.
Кулачковые механизмы
Кулачковый механизм-это механизм, в состав которого входит кулачок. Кулачок 1 имеет рабочую поверхность переменной кривизны и образует с взаимодействующим с ним звеном 2 двухподвижную пару (ВП).
Рис 2.1 Структурные схемы кулачковых механизмов с вращающимся кулачком
Рис 2.2 Структурные схемы кулачковых механизмов с поступательно движущимся кулачком
Кулачковый механизм предназначен для преобразования вращательного движения кулачка в поступательное движение толкателя (рис.2.1,а) или качательное движение коромысла (рис.2.1,б), поступательного движения кулачка-в качательное движение коромысла (рис.2.2,а) или в поступательное движение толкателя (рис.2.2,б).Основное достоинство кулачковых механизмов состоит в том, что задавая соответствующий профиль кулачку, можно легко получить любой наперед заданный закон движения взаимодействующего с ним звена (толкателя, или коромысла).Кулачковые механизмы бывают плоскими (рис.2.1,2.2) и пространственными (рис.2.3)
Рис.2.3 Структурная схема прстранственногокулачковогомеханизма с коническим вращающимся кулачком
Кулачковые механизмы широко применяются в машинах, станках-автоматах, приборах. В двигателях внутреннего сгорания кулачковые механизмы применяются для привода клапанов и размыкания контактов магнето.
Эксцентриковые механизмы.
Подобно кривошипно-ползунному работает эксцентриковый механизм, в котором роль кривошипа выполняет эксцентрик, укрепленный на ведущем валу. Цилиндрическая поверхность эксцентрика 2 (рис. 35) свободно охватывается хомутом 1 и бугелем 3, к которому прикреплен шатун 4, передающий во время вращения ведущего вала поступательное движение ползуну 5. В отличие от кривошипно-ползунного эксцентриковый механизм не может преобразовывать возвратно- поступательное движение ползуна во вращательное движение эксцентрика вследствие того, что между хомутом и эксцентриком, несмотря на наличие смазки, остается достаточное трение, чтобы препятствовать движению.
По этой причине эксцентриковый механизм применяют только в тех машинах, где необходимо вращательное движение преобразовывать в возвратно-поступательное движение и создавать небольшой ход исполнительному органу при значительных силах. К таким машинам относятся штампы, прессы и др.