ДМи. ОК Конструкционные материалы

Скачать презентацию ДМи. ОК     Конструкционные материалы Скачать презентацию ДМи. ОК Конструкционные материалы

Лекция 3_Конструкционные материалы+Передачи.ppt

  • Количество слайдов: 35

>ДМи. ОК     Конструкционные материалы Материалы составляют физическую основу любого изделия. ДМи. ОК Конструкционные материалы Материалы составляют физическую основу любого изделия. Естественно, что их описание обязательно присутствует в документации на проектируемую систему. Наиболее грамотно описание представлять в следующем виде: указывается название (марка) материала и наименование документа, определяющего предельные значения физических, механических, химических и других характеристик, состав, условия изготовления, контроля и т. д. Поскольку на практике материал часто поступает к потребителю в форме полуфабриката (проката, отливки), то также необходимо приводить сведения о его состоянии и виде заготовки, указывать регламентирующие их документы. Например, сталь 45 ГОСТ 1050 -88. Здесь сталь 45 – номинальный параметр (наименование – сталь, марка – 45), ГОСТ 1050 -88 – документ (в данном случае – стандарт), регламентирующий предельные отклонения свойств и характеристик.

>ДМи. ОК     Конструкционные материалы  Общая классификация  конструкционных материалов ДМи. ОК Конструкционные материалы Общая классификация конструкционных материалов

>ДМи. ОК      Конструкционные материалы     Чугуны, ДМи. ОК Конструкционные материалы Чугуны, по сравнению со сталями, дешевле, имеют повышенные литейные свойства, но плохо свариваются, обладают меньшей прочностью, жесткостью и пластичностью. Так, модуль упругости чугуна Е=(0, 6. . . 1, 6) 105 МПа, что в 1, 2. . . 3 раза ниже, чем у сталей, и при этом не является константой. Потери на внутреннее трение (гистерезис) в 5. . . 20 раз выше, чем у сталей, что обеспечивает эффективное гашение возникающей в деталях машин вибрации. Главной особенностью внутреннего строения чугунов является наличие включений свободного углерода в виде графита. Фактически каждое такое включение нарушает сплошность металлической основы чугуна, то есть играет роль микротрещины. В связи с этим форма графитовых включений оказывает очень сильное влияние на свойства чугуна: если включения имеют форму пластинок, то есть являются плоскими трещинами с острыми краями, то металлическая основа оказывается сильно поврежденной, а чугун в целом имеет низкую прочность и является хрупким. Если же форма включений близка к сферической, то они нарушают сплошность металла значительно меньше, поэтому и механические свойства такого чугуна заметно выше. Присутствие в структуре чугуна графитных включений обеспечивает придание ему специфических свойств: нечувствительность к концентрации напряжений, устойчивость к коррозии в водной среде и на воздухе, высокие демпфирующие свойства, низкий коэффициент трения. В зависимости от внутреннего строения, состава и технологии получения чугуны подразделяются на серые, высокопрочные, ковкие, антифрикционные и жаростойкие.

>ДМи. ОК     Конструкционные материалы Серые чугуны, ГОСТ 1412 -85. Самые ДМи. ОК Конструкционные материалы Серые чугуны, ГОСТ 1412 -85. Самые дешевые и доступные, имеют хорошие литейные свойства и обрабатываемость. Основная особенность – наличие в структуре свободного углерода в виде достаточно крупных пластинок графита. Заготовки деталей из этого материала, как правило, получают отливкой, причем прочностные свойства чугуна с уменьшением скорости охлаждения отливки (в деталях большой массы и с толстыми стенками) понижаются. Модуль упругости материала составляет Е=(0, 6. . . 1, 2) 105 МПа, плотность =6, 8. . . 7, 2 г/см 3. Серые чугуны маркируются буквами СЧ и двумя цифрами, показывающими среднюю величину предела прочности на растяжение в к. Гс (МПа 10) – от СЧ 00 (в этой марке прочность не регламентирована) до СЧ 45. Так, предел прочности СЧ 15 равен в 150 МПа. С ростом прочности, т. е. значащих цифр, твердость чугуна также возрастает приблизительно с 160 НВ до 260 НВ, но литейные свойства ухудшаются. Потери на внутреннее трение у серых чугунов по сравнению с остальными марками чугунов – наибольшие. А наличие графитовых включений придает серому чугуну антифрикционные свойства. С целью повышения прочности, износостойкости, коррозионной стойкости, снятия внутренних напряжений и других свойств серые чугуны модифицируют (легируют), т. е. добавляют в жидкий чугун небольшое количество присадок. Высокопрочные чугуны, ГОСТ 7293 -85. Получают легированием магнием или добавлением других специальных присадок и/или дополнительной термообработкой. Магний играет роль модификатора, то есть обеспечивает графитным включениям форму, близкую к шаровидной, благодаря чему механические свойства такого чугуна приближаются к свойствам углеродистых сталей, но литейные свойства выше (но ниже, чем у серых чугунов). Чугуны хорошо обрабатываются и упрочняются. Модуль упругости составляет Е=(1, 6. . . 1, 9) 105 МПа, твердость – 150 НВ. . . 360 НВ, удельная ударная вязкость (при температуре 200 С) а kcu – до 0, 6 Мдж/м 2. Высокопрочные чугуны маркируются буквами ВЧ и числом, соответствующим среднему значению предела прочности на растяжение в к. Гс (МПа 10), например, ВЧ 50. Основные марки чугунов лежат в пределах от ВЧ 38 до ВЧ 120.

>ДМи. ОК     Конструкционные материалы  Ковкие чугуны, ГОСТ 1215 -79. ДМи. ОК Конструкционные материалы Ковкие чугуны, ГОСТ 1215 -79. Очень трудоемки в изготовлении, но по сравнению с серыми чугунами имеют повышенные прочность, износостойкость и пластичность. Форма графитовых включений – хлопьевидная. Запаса пластичности недостаточно для обработки ковкого чугуна давлением и заготовку также получают отливкой. Модуль упругости чугуна Е=(1, 6. . . 1, 9) 105 МПа, твердость – 100. . . 250 НВ. Ковкий чугун маркируются буквами КЧ, двумя цифрами, соответствующих среднему значению предела прочности на растяжение в к. Гс (МПа 10), и числом, показывающим относительное удлинение . Например, КЧ 45 -6, его характеристики – в 450 МПа и = 6%. Жаростойкие чугуны, ГОСТ 7769 -82. Получают легированием и специальной термообработкой. Сохраняют хорошие механические свойства и сопротивление окислению при температурах 500. . . 1100 С. Обозначаются первыми буквами названия ЖЧ и видом и процентным содержанием легирующих добавок (обозначение добавок: С – кремний, Х – хром, Ю – алюминий, а буква Ш указывает на шаровидную форму графита, повышающую его прочность). Например, ЖЧЮ 2 ХШ, что означает – чугун жаростойкий, содержащий 2% алюминия, менее 1% хрома (в этом случае число процентного содержания отсутствует), графит шаровидной формы. Антифрикционные чугуны, ГОСТ 1585 -85. Получают в результате целенаправленной модификации серого, ковкого или высокопрочного чугунов. Дешевле многих металлических антифрикционных материалов, но требуют повышенной точности монтажа опорного узла и обильной смазки, не допускают больших скоростей скольжения. Обозначаются первыми буквами названия и порядковым номером в установленном ГОСТом перечне марок. Например, АЧС-1 – антифрикционный серый чугун, АЧВ-2 – антифрикционный высокопрочный чугун.

>ДМи. ОК     Конструкционные материалы    Стали По химическому ДМи. ОК Конструкционные материалы Стали По химическому составу стали подразделяют на углеродистые и легированные. Введение легирующих добавок повышает стоимость сталей, но и улучшает механические, физические и химические свойства, что в итоге обеспечивает экономическую эффективность их применения в изделии. Стоит отметить, что модуль упругости у разных сталей практически одинаков и равен Е=(1, 95. . . 2, 1) 105 МПа, плотность 7, 8 г/см 3. Общей для всех типов сталей является зависимость их механических свойств от содержания углерода: чем больше в стали углерода, тем сталь более прочная, твердая, но одновременно более хрупкая. Углеродистые стали подразделяют на стали обыкновенного качества, качественные конструкционные и инструментальные. Отдельно, по технологическим свойствам также выделяют стали литейные (в конце обозначения ставится буква Л), автоматные и высококачественные (в конце обозначения ставится буква А).

>ДМи. ОК     Конструкционные материалы Стали обыкновенного качества, ГОСТ 380 -88. ДМи. ОК Конструкционные материалы Стали обыкновенного качества, ГОСТ 380 -88. Это – наиболее дешевые стали, очень пластичные, хорошо свариваемые, но не подвергающиеся термообработке (в основном, из-за нестабильности химического состава), имеют невысокую прочность. Стали, в основном, поставляются в виде проката. Удельная ударная вязкость (при температуре 200 С) аkcu – до 1, 0 Мдж/м 2. Стали этой марки обозначаются буквами Ст и номером в порядке возрастания прочности (от 0 до 6). Начиная с 4, номер уже соответствует среднему значению предела прочности в МПа, деленному на 100. С ростом номера марки пластичность падает. Стали поставляются трех видов: группа А, с гарантированными механическими свойствами; группа Б, с гарантированным химическим составом. В этом случае в начало обозначения марки добавляется буква, указывающая на способ производства: М – мартеновский, К – конверторный. Например, МСт3, Кст4; группа В, с гарантированными механическими свойствами и химическим составом. В обозначении этих сталей добавляется буква В, например, Вст3. В обозначении также могут присутствовать буквы, характеризующие особенности производства: кп – сталь кипящая, не подвергнутая раскислению (наиболее дешевая, менее качественная), пс – полуспокойная, сп – спокойная, – и порядковый номер категории. Например, Ст3 кп (первая категория не указывается), Ст3 кп 2.

>ДМи. ОК    Конструкционные материалы Стали качественные конструкционные, ГОСТ 1050 -88. Обладают ДМи. ОК Конструкционные материалы Стали качественные конструкционные, ГОСТ 1050 -88. Обладают более высокими механическими характеристиками, допускают термическую и химико-термическую обработку. Стали маркируют двузначным числом (от 08 до 85), соответствующим среднему содержанию углерода в сотых долях процента. В ряде высокоуглеродистых сталей в обозначение входит буква Г, указывающая на содержание около 1% марганца. Примеры маркировок – сталь 08, сталь 45, сталь 65 Г, сталь 20 А (сталь высококачественная). Марганцовистые стали имеют повышенную прочность и износостойкость. Прочность и твердость сталей зависят от марки и способа упрочнения. В состоянии поставки (обычно, это – отожженные или нормализованные стали) по мере возрастания доли углерода твердость повышается от 130 НВ до 300 НВ, увеличивается и прочность. Удельная ударная вязкость (при температуре 200 С) а kcu – до 0, 6 Мдж/м 2. Литейные стали, ГОСТ 977 -88. По составу соответствуют качественным конструкционным сталям, но имеют повышенные литейные свойства и предназначаются для получения заготовок литьем. Их механические характеристики несколько хуже, сложнее они и в обработке. В конце обозначения таких сталей указывается буква Л, например, сталь 35 Л. Автоматные стали, ГОСТ 1414 -75. Обладают повышенной обрабатываемостью резанием, обеспечивают хорошее качество поверхности. Стали допускают термообработку, но плохо свариваются, имеют пониженные механические свойства, склонны к коррозии. Обозначение таких сталей начинается с буквы А. Например, А 12.

>ДМи. ОК     Конструкционные материалы Легированные стали, ГОСТ 4543 -71. Введение ДМи. ОК Конструкционные материалы Легированные стали, ГОСТ 4543 -71. Введение легирующих элементов производят с целью улучшения или получения новых свойств, таких как прочность, коррозионная стойкость, износостойкость, жаропрочность, намагничиваемость, термостабильность и т. д. Удельная ударная вязкость (при температуре 200 С) а kcu – до 2, 0 Мдж/м 2. Эффективность применения легированных сталей возрастает при использовании их в сочетании с термообработкой (для повышения механических характеристик). В соответствии со стандартом в обозначении легированных сталей справа дополнительно приводится набор букв и чисел. Буквы указывают на название легирующего элемента: А (но если не крайняя справа или слева) – азот, Б – ниобий, В – вольфрам, Г – марганец, Д – медь, К – кобальт, М – молибден, Н – никель, П – фосфор, Р – бор, С – кремний, Т – титан, Ф – ванадий, Х – хром, Ц – цирконий, Ч – редкоземельный металл, Ю – алюминий. Цифры после буквы показывают примерное процентное содержание данного легирующего элемента. Если же содержание менее 1% , то число отсутствует. Например, стали 40 Х, 30 ХН 2 ВФ. Возможны отступления в точности соблюдения маркировки.

>ДМи. ОК     Конструкционные материалы Некоторые легированные стали, как и стали ДМи. ОК Конструкционные материалы Некоторые легированные стали, как и стали качественные конструкционные, выделены в особые группы: литейные легированные стали. В конце марки справа ставится буква Л, например, 40 ХЛ; высококачественные стали. В конце марки справа ставится буква А, например, 20 ХГСА; шарикоподшипниковые, особовысококачественные стали. В начале марки слева ставится буква Ш. Содержание легирующего элемента здесь приводится в десятых долях процента. Например, ШХ 15 (содержание хрома порядка 1, 5%); автоматные стали. В начале марки слева ставится буква А, например, А 40 Г; магнитные высококоэрцитивные стали. В начале марки слева ставится буква Е и т. д. Легированные стали сложнее обрабатываются, хуже свариваются. Их стоимость выше и зависит от содержания, вида и числа легирующих элементов. По количеству добавок стали подразделяют на низколегированные (суммарное содержание легирующих добавок до 2, 5%), среднелегированные и высоколегированные (суммарное содержание легирующих добавок свыше 10%). Низколегированные стали более доступны и относительно дешевые, позволяют получить достаточно высокие механические характеристики. Выбор конкретной марки легированной стали следует проводить, ориентируясь на возможность достижения особых свойств, которыми должна обладать изготовленная из нее деталь, а также наличие соответствующих экономических и производственных ресурсов предприятия-изготовителя продукции. Некоторые сравнительные характеристики разных материалов приведены ниже.

>ДМи. ОК       Конструкционные материалы    ДМи. ОК Конструкционные материалы Сплавы тяжелых цветных металлов В конструкциях наиболее распространены медные и цинковые сплавы и баббиты. Медные сплавы По сравнению с чистой медью медные сплавы имеют улучшенные конструкционные свойства, а потому и более распространены. Обладают высокими антифрикционными и декоративными свойствами, теплопроводностью, хорошо обрабатываются, но дороги. Сплавы подразделяются на бронзы и латуни. Бронзы. Маркируются буквами Бр и буквенным обозначением дополнительных компонентов с последующими цифрами через тире, показывающими среднее содержание этих компонентов в процентах. Основные компоненты и их обозначение: олово (О), алюминий (А), бериллий (Б), железо (Ж), кремний (К), марганец ( мц ), никель (Н), свинец (С), цинк (Ц), фосфор (Ф). В зависимости от их содержания бронзы подразделяют на оловянистые и безоловянистые – свинцовистые, алюминиевые, бериллиевые и другие. Исключение олова в безоловянистых бронзах (за исключением бериллиевой бронзы) преследует цель удешевления этого материала. Оловянистые бронзы , гост 613 -79 и другие стандарты и нормативные документы. Основным и обязательным компонентом является олово. Например, Бр. ОФ 10 -1 , содержащая 10% олова и 1% фосфора. Бронзы хорошо отливаются (заготовки получают литьем), но плохо обрабатываются давлением. Благодаря олову имеют высокие антифрикционные свойства. Устойчивы к коррозии в атмосферных условиях, пресной и морской воде. Твердость бронз порядка НВ 70. . . 100, модуль упругости е=(6. . . 10) 104 мпа, теплопроводность (0, 06. . . 0, 12) вт/(м 0 с). Алюминиевые бронзы , гост 18175 -78. Например, Бр. АЖ 9 -4. Относительно дешевые, имеют повышенные механические свойства (твердость порядка 80 НВ. . . 120 нв) и химическую стойкость. Антифрикционные свойства хуже и, при этом, необходима повышенные точность и качество обработки поверхностей подвижно сопряженных деталей.

>ДМи. ОК      Конструкционные материалы  Свинцовистые бронзы. Высококачественный антифрикционный ДМи. ОК Конструкционные материалы Свинцовистые бронзы. Высококачественный антифрикционный материал, но очень мягкие (НВ 40. . . 60) и в конструкциях применяется в виде покрытий на твердую основу. Пример обозначения марки – Бр. С 30. Бериллиевые бронзы. Очень дороги, но обладают наибольшей среди бронз и латуней прочностью (в 1, 5. . . 2 раза выше, чем у алюминиевых бронз), термостабильностью , химической стойкостью, хорошо свариваются и обрабатываются резанием. У этих бронз практически отсутствует гистерезис. Пример обозначения марки – Бр. Б 2. По своим свойствам к бериллиевым бронзам близки кремнистые бронзы, например, Бр. КМц3 -1. Латуни. Сплавы меди с цинком. По способам обработки подразделяются на литейные (ГОСТ 17711 -93) и деформируемые (ГОСТ 15527 -70, обрабатываемые давлением). По составу латуни разделяются на двойные (простые сплавы, содержащие приблизительно 2/3 меди и 1/3 цинка) и сложные (дополнительно содержат добавки свинца, железа, марганца, алюминия и олова). Двойные латуни маркируют буквой Л и цифрой, показывающей среднее процентное содержание меди. Например, Л 62, состоящая из 62% меди и 38% цинка. В маркировку сложных латуней входят обозначения компонентов и их среднее процентное содержание. Например, латунь ЛАЖМц66 -6 -3 -2 , содержащая около 66% меди, 6% алюминия, 3% железа, 2% марганца, остальное – цинк. Увеличение содержания цинка уменьшает стоимость латуни (цинк дешевле меди), повышает прочность и обрабатываемость резанием, но снижает пластичность и коррозионную стойкость. С ростом напряженного состояния увеличивается чувствительность латуней к коррозионному разрушению. Введение добавок целенаправленно улучшает отдельные свойства сложных латуней: обрабатываемость и антифрикционные свойства (свинец), прочность и коррозионную стойкость (марганец, олово и алюминий), литейные свойства (алюминий) и т. д. Считается, что латуни с повышенным содержанием меди имеют более красивый и благородный цвет.

>ДМи. ОК      Конструкционные материалы    Цинковые сплавы ДМи. ОК Конструкционные материалы Цинковые сплавы , ГОСТ 21437 -75, достаточно дешевые, обладают неплохими антифрикционными свойствами. Сплавы маркируются буквой Ц и обозначением с процентным содержанием компонентов. Например, сплав ЦАМ 10 -5, содержащий 10% алюминия, 5% меди, остальное – цинк. Баббиты , ГОСТ 1320 -74, – сплавы на основе олова и свинца, очень мягкие (НВ 15. . . 30). Они имеют низкие температуру плавления (300. . . 400 о. С ) и коэффициент трения, хорошую износостойкость и прирабатываемость. Баббиты используют как антифрикционный материал, но в виде заливки на твердую основу, причем тоньше слой заливки, тем выше сопротивление усталости. Баббиты маркируют буквой Б и числом, указывающим процентное содержание олова. При наличии дополнительных или заменяющих олово компонентов вместо числа приводится буквенное обозначение компонентов: Н – никель, Т – теллур, К – кальций, С – сурьма. Баббиты подразделяются на следующие виды: высокооловянистые ( оловяносурьмяные ), например, Б 89. Обладают отличными антифрикционными свойствами, но и очень дорогие. Теплопроводность (0, 03. . . 0, 042) Вт/(м 0 С); низкооловянистые ( свинцовооловянистые), например, Б 16, БН. Более дешевы, но и антифрикционные и технологические свойства ниже. Теплопроводность (0, 012. . . 0, 024) Вт/(м 0 С); безоловянистые (свинцовые), например, БК 1. По своим свойствам аналогичны низкооловянистым. Серебро Из других цветных металлов отметим серебро. Оно обладает хорошими антифрикционными свойствами и высоким сопротивлением усталости в паре с деталями с высокой твердостью поверхности (HRC>50). Теплопроводность (0, 36. . . 0, 42) Вт/(м 0 С), модуль упругости Е=8, 2 104 МПа, твердость НВ 25. . . 35 (в отожженом состоянии).

>ДМи. ОК     Конструкционные материалы Легкие сплавы цветных металлов - металлические ДМи. ОК Конструкционные материалы Легкие сплавы цветных металлов - металлические материалы с удельной массой не более 5 г/см 3. Это –алюминиевые, магниевые и титановые материалы и сплавы на их основе. Алюминиевые сплавы имеют плотность 2, 6. . . 2, 9 г/см 3, модуль упругости Е=(7. . . 7, 5) 104 МПа, твердость НВ 60. . . 130, небольшую прочность, которая заметно падает с ростом температуры (предельная величина рабочей температуры составляет 200. . . 250 о. С). Технически чистый алюминий имеет высокую пластичность и коррозионную стойкость (благодаря окисной пленке), но малую прочность. Чаще применяется в виде сплавов. По технологии получения заготовок сплавы подразделяются на деформируемые (поставляются в виде проката) и литейные. Литейные алюминиевые сплавы, ГОСТ 2685 -75. Обозначаются буквами АЛ и порядковым номером, например, АЛ 2. Сплавы допускают термическую обработку. Из этих сплавов наиболее распространены сплавы алюминия с кремнием (содержание кремния – 5. . . 15%) – силумины, которые удовлетворительно льются. Сплав алюминия с магнием имеет повышенные механические и антикоррозионные свойства, но отливается хуже. Деформируемые алюминиевые сплавы, ГОСТ 8617 -75. Поступают в виде проката. Сплавы подразделяются на упрочняемые и неупрочняемые термообработкой. Неупрочняемые сплавы характеризуются высокой пластичностью и коррозионной стойкостью, но их прочность невысока. Это – сплавы алюминия с марганцем (сплавы АМц) и с магнием (сплавы АМг). Основным представителем упрочняемых сплавов является дюралюминий, сплав алюминия с медью (около 4%) и марганцем (0, 5%). Сплав термообрабатывается: подвергается закалке и последующему старению. Дюралюминий обладает повышенной прочностью, но незначительной коррозионной стойкостью. Наиболее распространенный способ его защиты от коррозии – плакирование, т. е. покрытие поверхностей тонким слоем технически чистого алюминия. Дюралюминии маркируют буквой Д и порядковым номером, например, Д 16.

>ДМи. ОК     Конструкционные материалы    Сплавы магния имеют ДМи. ОК Конструкционные материалы Сплавы магния имеют наименьшую из конструкционных металлов плотность, равную приблизительно 1, 8 г/см 3. Модуль упругости сплавов Е=(4, 2. . . 4, 5) 104 МПа, твердость НВ 30. . . 60. Технически чистый магний очень неустойчив против окисления, его прочность невысока, и поэтому применяется в виде сплавов. По технологии получения заготовок сплавы подразделяются на деформируемые (поставляются в виде проката, обозначаются буквами МА и номером, например, МА 1) и литейные (обозначаются буквами МЛ и номером, например, МЛ 3). Сплавы хорошо обрабатываются (но стружка может воспламеняться), чувствительны к концентрации напряжений. Сплавы титана, ГОСТ 19807 -74, имеют плотность около 4, 5 г/см 3, модуль упругости Е=(1, 1. . . 1, 2) 105 МПа, твердость НВ 130. . . 400. В технике применяют как технический титан, так и его сплавы. Они немагнитны, высококоррозиоустойчивы (благодаря защитному действию окисной пленки), допускают упрочнение, термостабильны, имеют высокую прочность, но чувствительны к концентрации напряжений. Материалы хорошо обрабатываются давлением и свариваются, но плохо обрабатываются резанием (стружка может воспламеняться) и отливаются. Титановые сплавы маркируются буквами ВТ и порядковым номером сплава (ВТ 6). Бериллиевые сплавы Из других легких металлов следует отметить бериллий. Применяется в виде сплавов, например, АБМ 30. Плотность сплавов бериллия около 1, 8 г/см 3, модуль упругости Е=(1, 3. . . 2, 2) 105 МПа, а прочность сопоставима с прочностью углеродистых сталей, но материалы чувствительны к концентрации напряжений. Их удельная жесткость – очень высокая среди металлов. Материалы термостабильны, имеют хорошую коррозионную стойкость, но достаточно дороги и сложны в обработке, их пыль и стружка токсичны. Механические характеристики бериллия сильно анизотропны.

>ДМи. ОК    Конструкционные материалы     Неметаллические материалы По ДМи. ОК Конструкционные материалы Неметаллические материалы По сравнению с металлами (сталями) неметаллические материалы имеют низкие механические характеристики, которые при этом зависят от температуры, влажности и других свойств окружающей среды. Их преимуществом являются низкая стоимость, малый удельный вес, химическая стойкость, технологичность, а сопоставимыми свойствами – износостойкость, фрикционные и антифрикционные свойства. Неметаллические материалы – в большинстве анизотропные вещества. Пластмассы наиболее распространены. Подразделяются на термореактивные (формуются при высокой температуре и при повторном нагреве уже своей формы не изменяют) и термопластичные (при повторных нагревах размягчаются и могут изменять свою форму). Термореактивные пластмассы поставляются в виде порошка для последующего формования листов, плит либо брусков. Основные виды пластмасс: текстолит, ГОСТ 5 -78. Представляет собой слоистый прессованный материал, состоящий из нескольких слоев пропитанной смолами ткани. Обладает повышенной (из пластмасс) прочностью и износостойкостью, твердость НВ 25. . . 40, модуль упругости Е=(2500. . . 8000) МПа, плотность 1, 3. . . 1, 4 г/см 3, удельная ударная вязкость (при температуре 200 С) до 0, 04 Мдж/м 2 ; гетинакс, материал с наполнителем из бумаги. Его характеристики ниже, чем у текстолита, но он и дешевле; асботекстолит, материал на основе асбестовой ткани. Имеет высокую теплостойкость и фрикционные свойства (например, ретинакс), но признан вредным для здоровья; древеснослоистые пластики, ДСП, ГОСТ 13913 -68: лигнофоль, дельта-древисина. Обладают повышенной прочностью, износостойкостью и антифрикционными свойствами; стеклотекстолит, ГОСТ 10292 -74. Материал на основе стеклотканей. Обладает наибольшей среди пластмасс прочностью, модуль упругости Е=(1, 7. . . 2, 1) 104 МПа, анизотропен.

>ДМи. ОК     Конструкционные материалы  Термопластичные пластмассы хорошо формуются. Поставляются ДМи. ОК Конструкционные материалы Термопластичные пластмассы хорошо формуются. Поставляются в виде листов, труб, формовочной массы и т. п. Основные виды пластмасс: органическое стекло, ГОСТ 15809 -70. Прозрачный материал с температурой размягчения около 100 С, плотность около 1, 18 г/см 3, твердость НВ 18; винипласты (поливинилхлориды), ГОСТ 9639 -71. Обладают высокой химической стойкостью; фторопласты (наиболее распространен фторопласт-4), ГОСТ 10007 -72. Обладают высокой химической стойкостью и малым коэффициентом трения. Твердость НВ 3. . . 4, плотность 1, 3. . . 1, 4 г/см 3, удельная ударная вязкость (при температуре 200 С) до 0, 1 Мдж/м 2; полиамиды (найлон, капрон, терлон). Обладают высокой прочностью и износостойкостью, антифрикционными свойствами. Твердость НВ 5. . . 20, модуль упругости Е=500. . . 1000 МПа. Резины обладают высокими диэлектрическими свойствами и упругой податливостью, хорошими демпфирующими свойствами (имеют большое внутреннее трение) и сопротивлением истиранию, но со временем, в процессе эксплуатации, “стареют”, т. е. охрупчиваются, ухудшаются механические характеристики. Для повышения несущей способности в одном из направлений резину армируют тканями, нитями или стальной проволокой.

>ДМи. ОК    Конструкционные материалы       Составные ДМи. ОК Конструкционные материалы Составные материалы позволяют сочетать различные, часто противоречивые свойства. Основные виды таких материалов: биметаллы, композитные материалы и покрытия. Биметаллы – прочное соединение двух или более слоев металлов совместной прокаткой, электролитическим способом пайкой и т. п. Разные слои обеспечивают равнопрочность и коррозионную стойкость, экономят основной, рабочий материал. Композитные материалы представляют собой заливку прочной основы (графитовые или стеклянные нити, волокна бора, металлические усы, тонкая проволока и т. п. ) мягкой матрицей (смолы, мягкие металлы). Несущую способность определяет основа (армирующий наполнитель), а весовые характеристики и взаимодействие с внешней средой – матрица. Это придает композитным материалам высокие удельные прочностные и жесткостные характеристики, малую чувствительность к концентраторам напряжений. Композитный материал проектируют под определенные условия эксплуатации. Многие из них имеют уникальные свойства. Например, коэффициент линейной температурной деформации углепластиков в направлении расположения углеродных волокон в диапазоне обычных температур незначительно отрицательный, =(– 0, 5 10 -6. . . 0) 1/С. Но такие материалы достаточно дороги и требуют специальных технологий.

>ДМи. ОК    Конструкционные материалы       Покрытия ДМи. ОК Конструкционные материалы Покрытия Они предназначаются для защиты поверхностей материалов от коррозии и/или придания им приятного внешнего вида. Покрытия сокращают затраты на материал, увеличивают срок службы деталей, улучшают потребительские свойства. С другой стороны, для их нанесения необходимы специальные материалы (с хорошими адгезионными свойствами) и выполнение дополнительных технологических операций. Покрытия подразделяют на три группы: металлические, неметаллические и получаемые химической и электрохимической обработкой поверхности. Это – заключительная операция при обработке детали. Неметаллические покрытия по условиям применения разделяют на водостойкие, специальные (применение в условиях радиации, открытого пламени, глубокого холода и т. д. ), масло- и бензостойкие, химическистойкие, термостойкие и электроизоляционные. Основные виды таких покрытий следующие: лакокрасочные покрытия, ГОСТ 9. 032 -74, – это краски, эмали и лаки, которые применяют для защитных и декоративных целей, часто в сочетании с другими видами покрытий. В документации нанесение покрытия обозначается как (лкп), пропитка лаком или клеем – (прп), пропитка маслом – (прм); покрытия смолами. Обладают хорошим сцеплением и защитными свойствами. Могут как наноситься на поверхность, так и применяться в виде готовых пленок; покрытия резиной. Эластичны, обладают хорошей химической стойкостью, водо- и газонепроницаемы; покрытия стеклоэмалями. Устойчивы в кислотах и щелочах, имеют высокую твердость, хорошо сопротивляются истиранию, но хрупки; керамические покрытия. Выполняют из плиток или наносят напылением. Применяют для защиты от действия высоких температур.

>ДМи. ОК     Конструкционные материалы Металлические покрытия наряду с защитными и ДМи. ОК Конструкционные материалы Металлические покрытия наряду с защитными и декоративными целями могут применяться для повышения износостойкости. В качестве материалов покрытия используются следующие металлы (в скобках приводятся их обозначения): алюминий (А), висмут (Ви), вольфрам (В), железо (Ж), кадмий (Кд), кобальт (Ко), марганец (Мц), медь (М), молибден (Мо), никель (Н), олово (О), палладий (Пд), свинец (С), серебро (Ср), сурьма (Су), титан (Ти), хром (Х), цинк (Ц). Применяют следующие способы нанесения покрытий: гальванический, катодным восстановлением (не обозначается); плакирование. Осуществляют контактным (Конт) или контактно-механическим (Конт- мех) способом; металлизация. Осуществляется диффузионным (Диф), металлизационным (Мет) и конденсационным (Кон) способами, катодным распылением (Кат-рас); горячие покрытия (Гор) расплавленным металлом; термический, вжиганием (Вж); и другие. Химическая (Хим) и электрохимическая (анодирование, Ан) обработка связана с образованием защитной пленки на поверхности детали. Пленки образуют неметаллические элементы и соединения: окислы (окс), хроматы (хром), фториды (фтор), станнаты (стан), фосфаты (фос), фосфор (ф). Пленки пористы и часто применяются в качестве подслоя для лакокрасочных покрытий или пропитки смазкой.

>ДМи. ОК    Конструкционные материалы Вид покрытия в документации приводится в условных ДМи. ОК Конструкционные материалы Вид покрытия в документации приводится в условных обозначениях. В общем виде в него входят: способ получения, материал (для сплава – в скобках приводится процентное содержание компонентов), физико-механические свойства, толщина (в микрометрах, но если она меньше 1 мкм, то не указывается), декоративные свойства, вид дополнительной обработки. Пример обозначения покрытия: Кд 6, окс. фос. хр. прм – кадмиевое покрытие толщиной 6 мкм катодным восстановлением (не указано в обозначении), с последующими оксидированием, фторированием и хроматированием, пропиткой маслом; Хим. окс. лкп – химическое окисное покрытие с последующим нанесением лакокрасочного покрытия. Характеристика распространенных видов покрытий: цинковое покрытие. Имеет серый цвет, хорошо защищает стальные детали от атмосферной коррозии, но снижает их механические свойства. Допустимая температура – до 300 С; никелевое и хромовое покрытия. Используются как защитные и декоративные покрытия. Защищают механически благодаря высокой твердости защитного слоя. Повышают износостойкость. Допустимая температура – до 650 С. кадмиевое покрытие. По свойствам близко к цинковому. Пластично и поэтому позволяет проводить сборку деталей по плотным посадкам по предварительно покрытым поверхностям. оксидирование. Повышает коррозионную стойкость и придает поверхностям деталей приятный цвет. Оксидирование черных металлов называется воронением. фосфатирование. Защищает стали от атмосферной коррозии, но имеет невысокие декоративные свойства. Часто используется в качестве грунта для последующего нанесения лакокрасочных покрытий.

>ДМи. ОК    Конструкционные материалы Сравнительная характеристика материалов   , км ДМи. ОК Конструкционные материалы Сравнительная характеристика материалов , км Удельная прочность основных видов материалов Видно, что по удельной прочности лучшими являются 20 o. C высоколегированные стали, сплавы титана и 50 200 o. C композитные материалы. При этом высокая прочность 500 o. C композитного материала достигается только в 40 направлении расположения волокон, а механические 30 характеристики в поперечном направлении определяются уже свойствами мягкой матрицы. За 20 счет применения сложной схемы армирования удается достичь высокой прочности по разным направлениям, 10 но контактная прочность и твердость по-прежнему остаются невысокими, что затрудняет создание 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 компактного силового соединения деталей из этих 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 чугун сталь уп- легкие компо- материалов. Наибольшая прочность сталей достигает рочненная сплавы зиты порядка 3400 МПа, как, например, у стали 0 Н 12 К 12 М 7 В 7. Наилучшими жаропрочными 200 характеристиками обладают жаростойкий чугун (например, ЖЧЮХШ имеет 0, 2 =343 МПа при 400 температуре 500 о. С), жаропрочные высоколегированные стали (например, ХН 55 ВМКЮ 600 имеет 0, 2 =750 МПа при температуре 500 о. С) и 800 титановые сплавы ( 0, 2 до 800 МПа при 500 С). Поверхностное упрочнение слабо влияет на условный 1000 предел текучести (связанного с работой большой , МПа части объема детали), но оказывает более сильное влияние на контактную прочность и выносливость. 3400 Условный предел текучести

>ДМи. ОК     Конструкционные материалы Удельная жесткость высока у бериллиевых сплавов, ДМи. ОК Конструкционные материалы Удельная жесткость высока у бериллиевых сплавов, а Удельная жесткость у других металлов практически одинакова. Наилучшие значения – у композитных материалов в , км направлении армирования. Наибольшей твердостью обладают диффузионно- 12000 упрочненные легированные стали. Так, титанирование позволяет получить твердость до 8000 2000 HV (на рисунке разные шкалы твердостей приблизительно пересчитаны в твердость по 4000 Бринеллю). Твердость бериллия и композитных 0 материалов мала. У композитов поверхностная 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 твердость определяется твердостью матрицы. чугун сталь уп- легкие компо- По комплексу механических свойств: прочность, 0 рочненная сплавы зиты жесткость, твердость, – наилучшими являются стали. Они также технологичны и применимы в различных 200 условиях. 400 Температурный коэффициент линейной деформации (ТКЛД) лежит в пределах: 10 -5 1/С – у титана. 600 (10. . . 20) 10 -6 1/С – у чугунов и сталей, 800 (23. . . 27) 10 -6 1/С – у алюминиевых и магниевых сплавов, Наилучшими характеристиками среди HB , МПа 1400 металлов обладают специальные инварные сплавы, такие как Н 36, его ТКЛД равен 1, 5 10 -6 1/С. Но Твердость поверхности уникальные свойства имеют композиты, у которых ТКЛД вообще может быть отрицательным (но в направлении расположения волокон) и составлять (- 0, 5. . . 0, 5) 10 -6 1/С.

>ДМи. ОК    Конструкционные материалы Сравнительная стоимость наиболее распространенных металлов,  сплавов ДМи. ОК Конструкционные материалы Сравнительная стоимость наиболее распространенных металлов, сплавов и их заготовок Стоимость заготовок, получаемых из проката и слитков литейных сплавов, будет еще выше по сравнению с тем, что показано на рисунке: необходимо включить затраты на вырезку заготовки из проката и затраты на получение отливки из слитков. Приведенные соотношения дают примерное представление и соответствуют средним биржевым котировкам. При этом стоимость материалов будет зависеть от конъюнктуры, удаленности поставщика материалов от потребителей, посредников, производительности труда и многих других факторов. С / С 0 14, 7 13 5 Сталь высоколегированн ая 4 Sn Сталь (T) оцинкованна 3 Ti я Cu (П) Сталь (T) 2 Латунь Ni Zn (T) Чугун С П (T) 1 Pb Бронза Алюминий (T) С П Т С П Л Л П П П 0 Относительная стоимость металлов и их заготовок: Т - слитки технически чистого металла, С - слитки литейных сплавов, Л - отливки, П - прокат. За единицу отсчета принята стоимость (С 0) отливки из углеродистой стали

>ДМи. ОК      Типовая элементная база механических устройств Технические системы ДМи. ОК Типовая элементная база механических устройств Технические системы представляют собой Механические единое, целостное устройство, устройства предназначенное для выполнения определенных функций. Типовая элементная Передачи Но эти системы, в свою очередь, обычно база (детали и узлы) состоят из отдельных элементов (частей), Валы, оси, штоки которые также характеризуются выполняемой функцией, принципом действия, структурой Опоры подвижных и параметрами. деталей и узлов Элементы, родственные по выполняемой Корпусные детали функции (хотя они и могут принадлежать различным системам), объединяют в группы, Соединения и муфты которые образуют элементную базу предметной области – машиностроения, аппаратостроения, приборостроения и т. д. Знание этих групп и Уплотнения составляющих их элементов облегчает анализ сложных и создание новых систем. Смазочные устройства Наиболее распространены типовые механические элементы. Пружины Типовые – поскольку такие элементы составляют основу устройства не только машин (от простейших передач до сложных механизмов), но и основу Специальная конструкции разнообразных аппаратов и приборов. элементная база

>ДМи. ОК      Механические передачи Передаточные устройства – главная функциональная ДМи. ОК Механические передачи Передаточные устройства – главная функциональная часть машин или механизмов иных технических систем. Они подразделяются: на передачи, предназначенные для согласования (преобразования) вида и параметров движения, которое поступает от двигателя к исполнительному устройству; на трансмиссии , предназначенные для передачи движения от двигателя к удаленному исполнительному устройству. Трансмиссии – частный случай передач, когда характер движения при его передаче не меняется. Главным функциональным параметром передачи служит передаточное отношение – отношение скорости движения на входе в передачу к скорости движения на выходе из нее и обозначается буквой i. Передаточное отношение имеет Передаточные размерность, если виды движения на входе и устройства выходе различаются (например, вращательное и поступательное). Передачи u = const Передачи Если в процессе работы устройства передаточное отношение постоянно, то его обычно называют передаточным числом и u = var Коробки обозначают буквой u. скоростей Передача – это устройство с постоянным (ступенча- передаточным числом. тое изменение u) Некоторые устройства могут допускать периодическое изменение величины передаточного числа: Вариаторы, если изменение происходит ступенчато (непрерыв- (пошагово), то устройства относят к коробкам ное изменение u) скоростей; устройства, позволяющие изменять передаточное число беступенчато (непрерывно в пределах заданного диапазона), относят к Трансмиссии вариаторам.

>ДМи. ОК      Виды механических передач    ДМи. ОК Виды механических передач Функциональный признак Он характеризует допустимость применения передачи Передачи по своему непосредственному назначению, т. е. для согласования видов и параметров движений на Функциональный вращательное- входе и выходе. Возможен ряд случаев: признак вращательное (задается вид передачи 1. Согласуются (изменяются) только параметры движения на вращательное- поступательное вращательного движения. входе и выходе) (и наоборот) передачи– трансмиссии 2. Передаточное число u = вх / вых , поступательное- 3. где вх , вых – угловая скорость вращения входного поступательное (ведущего) и выходного (ведомого) звеньев (валов) передачи. Передачи относят к редукторам , если движение замедляется и, следовательно, передаточное число по абсолютной величине больше единицы , u >1, либо к мультипликаторам, если движение ускоряется, u <1. Если параметры движения не изменяются, т. е. u =1, то такие передачи уже относят или к трансмиссиям (основная функция – передавать), или к муфтам (функция – соединять, но при этом звенья передачи относительно неподвижны). Передаточное число может иметь знак ( “+” или “ – ” ) , указывающий на совпадение или нет направлений вращений входного и выходного валов. В группу передач вращательного движения входят цилиндрическая, коническая, планетарная, волновая, червячная, ременная, цепная и винтовая передачи и другие. При этом ременная и цепная передачи часто используются и как трансмиссии: они содержат гибкие звенья (ремни и цепи), которые называются гибкой связью и обеспечивают выполнение обеих функций (передавать, соединять). 2. Преобразуется вид передаваемого движения и согласуются его параметры. Передаточное число u = вх / vвых , или u = vвх / вых , где , v – угловая и линейная скорости передаваемого движения (в этом случае передаточное число имеет размерность). К такому типу относятся, например, реечная и канатная (с гибкой связью – канатом) передачи, передача винт-гайка.

>ДМи. ОК      Виды механических передач 3.  Согласуются только ДМи. ОК Виды механических передач 3. Согласуются только параметры передаваемого Передачи поступательного движения. Передаточное число u = vвх / vвых. Функциональный вращательное- Класс таких передач сравнительно мал – клиновая и признак вращательное рычажная передачи. (задается вид передачи движения на вращательное- входе и выходе) поступательное передачи– (и наоборот) САМОТОРМОЖЕНИЕ трансмиссии поступательное- На практике, работа некоторых передач в режиме поступательное мультипликации ( u <1) или по преобразованию поступательного движения во вращательное иногда становится невозможной, т. е. независимо от величины приложенной на входе нагрузки привести в движение звенья передачи не удается. Такое явление называется самоторможением. Оно вызывается тормозящим действием сил трения в звеньях передачи, которые при определенных условиях всегда уравновешивают внешнюю (на входе) нагрузку. В большинстве, самотормозящимися являются передачи, принцип действия которых основан на эффекте клина. Это – клиновая и червячная передачи, передача винт-гайка и другие.

>ДМи. ОК     Виды механических передач  Потребность в передаче выявляется ДМи. ОК Виды механических передач Потребность в передаче выявляется из назначения проектируемой системы или из необходимости обеспечения совместной работы ее частей, т. е. : o согласования вида и параметров движений двигателя и исполнительного устройства. Например, согласовать частоту вращения вала имеющегося двигателя с заданной частотой вращения колеса автомобиля; o получения заданного, часто – увеличенного, усилия: вращающего момента T или силы F. Например, создать большое выходное усилие при незначительном усилии на входе (домкрат, пресс и т. п. ). Изменение нагрузки основывается на законе сохранения энергии: мощность на выходе Nвых с учетом потерь должна равняться мощности на входе Nвх , т. е. Nвых = Nвх , где – КПД передачи, а входная и выходная мощность в зависимости от вида движения равна N=F v или N=T . И, следовательно, замедление или ускорение передаваемого движения ведет соответственно к увеличению или снижению величины выходной нагрузки; o обеспечения самоторможения, т. е. передачу движения только в одном направлении; o передачи движения на значительное или изменяемое расстояние.

>ДМи. ОК     Виды механических передач Геометрический признак.  Выявляется из ДМи. ОК Виды механических передач Геометрический признак. Выявляется из анализа Передачи размещения частей проектируемой системы в пространстве: задается либо внешними условиями, либо Геометрический соосная возможным или желаемым взаимным расположением признак с параллельными осями входного и выходного звеньев. В соответствии с этим (определяется условиями с пересекающимися осями признаком передачи подразделяют на следующие: эксплуатации) соосные (рис. а). Они характеризуются совпадением осей со скрещивающимися осями вращения входного и выходного валов (например, планетарная и волновая передачи) или совпадением оси Вход Пере- Выход вращения и траектории движения входного и выходного дача звеньев (например, передача винт-гайка). Соосные а) б) передачи хорошо компонуются (встраиваются в конструкцию системы) и имеют уменьшенные габариты; с параллельным расположением осей вращения или траекторий движения входного и выходного звеньев (рис. в) б). К таким передачам относятся цилиндрическая, г) ременная и цепная; с пересекающимися осями или траекториями движения Ступень I II k входного и выходного звеньев (рис. г). Это – коническая Многоступенчатая передача и клиновая передачи; д) со скрещивающимися осями или траекториями движения входного и выходного звеньев (рис. в). Это – червячная, винтовая, реечная и канатная передачи, а также е) ж) ременная передача с угловым расположением шкивов. Иногда требуется только передать движение между валами или штоками, расположение которых уже задано. В таком случае Блок-схемы основных видов передачи подбирают по геометрическому признаку и используют передач (прямоугольники – как трансмиссии, с передаточным числом равным единице, т. е. u =1. передачи, линии и стрелки – Часто, это – коническая, ременная и цепная передачи. входные и выходные звенья)

>ДМи. ОК     Виды механических передач     ДМи. ОК Виды механических передач Передачи Устройство передачи. Характеризует ее конструктивные особенности. Прежде всего, это: Устройство простые одноступенчатые 1. Простота конструкции. Достигается применением (выбирается однопоточные одноступенчатых и однопоточных передач. Под ступенью конструктивный признак) понимается элементарная передача, не допускающая сложные многоступенчатые расчленения на более простые передачи и не имеющая многопоточные внутри себя промежуточных валов или штоков. На рис. д рядовые представлена схема многоступенчатой передачи, в которой другие ступени последовательно изменяют характеристики Вход Выход движения. На рис. е показана блок-схема многопоточной Пере- дача передачи. Здесь движение (мощность) от входного звена к выходному передается несколькими потоками (на входе а) б) разветвляется на ряд потоков, которые потом к выходу снова сливаются в один); 2. Удобство компоновки передачи. Часто в) достигается применением многоступенчатых, т. е. г) последовательно сочлененных элементарных передач. Использование передач с различной пространственной Ступень ориентацией входных и выходных звеньев (рис. а, б, в, г) II k Многоступенчатая передача или/и изменение взаимного пространственного д) расположения отдельных ступеней позволяет достичь необходимой геометрической конфигурации (компоновки) всей передачи в целом. С другой стороны, общее передаточное число такой сложной передачи равно е) ж) произведению передаточных чисел отдельных ступеней, Блок-схемы основных видов т. е. u = u. II . . . uk , передач (прямоугольники – передачи, линии и стрелки – где k – количество ступеней (рис. д). входные и выходные звенья)

>ДМи. ОК      Виды механических передач Устройство передачи. Представление передачи ДМи. ОК Виды механических передач Устройство передачи. Представление передачи в виде многоступенчатой (особенно при больших значениях передаточного числа u ) ведет к уменьшению габаритов передачи. Целесообразность выбора числа и вида ступеней, последовательности их расположения устанавливается на основе экспериментальных и теоретических исследований. Например, конструкция механических часов. Потребное передаточное число механизма, обеспечивающее согласование частоты вращения маятника и, допустим, часовой стрелки, составляет около 40 000. Габариты одноступенчатой, например, цилиндрической передачи с таким передаточным числом составили бы десятки метров, что вряд ли позволило разместить ее не только на руке, но и в комнате. Многоступенчатая же передача свободно размещается в небольшом корпусе; 3. Повышение нагрузочной способности. Достигается многопоточностью , т. е. передачей механической энергии одновременно несколькими звеньями (потоками). При этом многопоточность может использоваться не только для передачи движения с входного звена к выходному (рис. е), но и для организации нескольких входов или выходов (рис. ж). Многопоточность позволяет повысить надежность всей передачи, так как параллельные потоки взаимно подстраховывают друга. Но следует помнить, что многопоточные передачи – статически неопределимые системы и, как следствие, заключают в себе некоторую неопределенность количественного распределения мощности по отдельным направлениям; 4. Передача движения на заданное расстояние Ступень или изменение его направления при сохранении I II k Многоступенчатая передача значения передаточного числа. Достигается д) применением рядовых передач (особенность их конструкции будет рассмотрена позже, на примере цилиндрических передач). е) ж)

>ДМи. ОК      Виды механических передач Характер  взаимодействия ДМи. ОК Виды механических передач Характер взаимодействия звеньев. Передачи Представляет собой физический принцип передачи нагрузки с одного звена на другое. Взаимодействие возможно: Характер силовое фрикционные взаимодействия o посредством надавливания одних деталей на звеньев другие. Это – так называемое геометрическое (выбирается геометри- ческое резьбовые конструктивный замыкание деталей (звеньев). Здесь важное признак) зацеплением: значение имеет форма контактирующих - зубчатые эвольвентные поверхностей – ее конкретный вид определяет - зубчатые с эффективность функционирования, прочность, зацеплением жесткость и другие факторы; Новикова - цевочные - другие o благодаря действию сил трения, тяжести, инерции, магнетизма и т. п. Это – силовое взаимодействие (замыкание) звеньев. Оно часто является косвенным результатом действия других нагрузок, таких как, например, сила давления, приводящая к появлению силы трения. К передачам с силовым замыканием, прежде всего, относятся фрикционные передачи , в которых движение передается посредством сил трения. Эти передачи характеризуются простотой форм рабочих звеньев, технологичностью, но требуют специальных нажимных устройств, обладают проскальзыванием и повышенным износом рабочих поверхностей. Усилие поджатия звеньев может в несколько раз превышать рабочую нагрузку, что дополнительно и существенно нагружает элементы передачи, снижает их прочность и, следовательно, требует увеличенных габаритов. Рассмотрим подробнее основные формы контактирующих поверхностей в передачах с геометрическим замыканием звеньев. Подавляющее их большинство составляют передачи с резьбовым соединением (винт-гайка) и зубчатым зацеплением.

>ДМи. ОК     Виды механических передач     ДМи. ОК Виды механических передач Простейшие передачи К простейшим относят передачи посредством ворота, клина и рычага. Они не только характеризуются простой конструкцией, но и известны с древнейших времен. Канатная передача. Предназначена для преобразования вращения ворота в поступательное движение каната, и наоборот. Используемый здесь принцип действия называется принципом ворота. Основные параметры передачи показаны на рис. 8. 8. Передаточное число, например, для случая преобразования вращательного движения в поступательное по схеме, представленной на рис. 8. 8 а, равно u = / v = 2 / d. В передаче, выполненной по схеме (б), передаточное число в два раза больше. Известны и другие разновидности канатных передач, обладающие значительно большим передаточным числом (например, полиспасты). Силовые параметры связаны соотношением: F = T u . Отказы передачи, в основном, вызываются разрушением каната. Канатная передача проста по устройству и в изготовлении, но работает только на создание растягивающих усилий.

>ДМи. ОК     Виды механических передач     Простейшие ДМи. ОК Виды механических передач Простейшие передачи Клиновая передача. Предназначена для изменения направления передачи движения, наиболее часто – под углом 90 . Используемый здесь принцип действия называется принципом клина. Передаточное число равняется u = v 1 / v 2 = ctg . При малых значениях угла подъема наклонной плоскости передаче свойственно самоторможение. Условие самоторможения < , где = arctg f – угол трения, f – коэффициент трения между контактирующими гранями клиньев (при учете трения клиньев об опорные поверхности угол трения возрастает). Отказы передачи вызываются износом и обмятием контактирующих поверхностей. Клиновая передача применяется для изменения направления передачи поступательного движения, создания больших усилий и точных перемещений, но при ограниченных смещениях клиньев. Рычажная передача. Предназначена для передачи движения в двух параллельных направлениях. Используемый здесь принцип действия называется принципом рычага. Передаточное число равно: u = v 1 / v 2 = l 1 / l 2. Отказы передачи вызываются недостаточной изгибной прочностью и жесткостью рычагов. Рычажная передача проста по устройству и в изготовлении, но точки приложения нагрузок смещаются по дуге окружности, что вызывает и смещение линии действия сил.