Лекция 2 Машина и механизм
Машина и механизм • лат. machina — «механизм, устройство, конструкция» , от др. -греч. μηχανή — «двигать» ) — техническое устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации.
Машины бывают: Приводят в - энергетические, движение - технологические, - транспортные, - информационные Основные части машин: А) Двигатель, Б) Передаточный механизм, В) Рабочий орган Г) Устройство управления Д) Остов, рама или станина
Материалы, из которых сделаны детали ДВС
Основные машиностроительные материалы • Железо и сплавы на его основе – Стали – Чугуны • Цветные металлы – – – Медь и сплавы на ее основе (бронза, латунь) Магниевые сплавы (самые лёгкие, прочные) Вольфрамовые сплавы (очень твёрдые) Магнитные сплавы Алюминий и сплавы на его основе (лёгкие коррозионно-стойкие) • Композиционные материалы (есть связующие и армирующие компоненты – матрица и наполнитель) • Неметаллические материалы – Керамика – Пластмассы (полиэтилен, фторопласт, полистирол, карболит, текстолит, «эпоксидка» и пр. ) – Резина – Смазочные материалы (жидкие, твёрдые) – Клеи – Картон – Асбест и др.
Мощность машины Мощность — характеристика работоспособности, быстроты совершения работы • Единицы измерения: ватты, киловатты. 1 к. Вт=1, 36 л. с. Мощность при поступательном движении P = F vср cos α, где F – модуль силы, действующей на тело, Н; vср – средняя скорость движения тела, м/с. Мощность при вращении P = Mвр ω. вращающий момент характеризует способность двигателя брать нагрузку ω – угловая скорость, рад/с. Как повысить мощность?
• Привод – устройство для приведения в действие машин и механизмов технологического оборудования. • Основные части привода: – двигатель, – трансмиссия (механическая передача) – система (аппаратура) управления.
• Двигатель преобразует электрическую энергию в механическую энергию вращающегося вала. • Скорость вращения вала электродвигателя обычно составляет 75, 100, 150, 300 об/с и т. д. КПД от 60 до 95%
Закон Архимеда о равновесии рычага – основа для развития приводов • физика, 7 класс (неподвижная и подвижная точки) • с помощью рычага возможно преодолеть практически любое сопротивление • недостаток – выигрывая в силе, во столько же раз проигрываем в расстоянии
Применение рычага
Передача • механизм согласования вращения двигателя и исполнительного механизма • может быть понижающая (чаще, она понижает скорость вращения исполнительного механизма по сравнению с двигателем) и повышающая
• Передаточное число Передаточные числа коробки передач «Хёндэ Соната 4» Повышающая или понижающая
КПД • Коэффициент полезного действия – отношение полезной мощности (мощности на выходе Nвых) к затраченной мощности (мощности на входе Nвх) • Чем выше КПД, тем совершеннее машина • Закон передачи мощности • Суммарный КПД для многоступенчатой передачи, состоящей из нескольких последовательно соединенных передач.
•
Механизмом называют систему тел (звеньев), предназначенную для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемые движения других тел, и действующих на эти тела сил – в другие силы. (греч. μηχανή mechané — машина) (Тела, составляющие механизм, называют звеньями или Тиски: деталями механизма. ) рукоятка Звенья механизма: является - неподвижные, ведущим звеном, подвижная губка - подвижные, - ведомым. - ведущие, Неподвижная губка вместе с - ведомые корпусом образует неподвижное звено (стойку)
http: //tcheb. ru/ - механизмы П. Л. Чебышёва Пафну тий Льво вич Чебышёв (1821 - 1894) — русский математик и механик Видео – Стопоходящая машина
• Редуктор – зубчатый, червячный или зубчаточервячный передаточный механизм выполненный в закрытом корпусе и предназначенный для понижения угловой скорости и повышения вращающего момента. • Подобные механизмы, но используемые для повышения угловой скорости называются мультипликаторами.
Кинематической парой называется подвижное соединение двух звеньев в механизмах. В кинематических парах звенья могут получать относительное, вращательное, поступательное или сложное движение. Соединения кинематических пар образуют кинематическую цепь. Пример. Кинематическая схема двигателя внутреннего сгорания: 1 – поршень, 2 – цилиндр, 3 – шатун, 4 – вал с кривошипом I – поступательная пара, ползун и направляющие; II, III – вращательные пары, IV – кинематическая схема
Структурный анализ механизма – это логическое разделение механизма на отдельные части (группы Ассура). Включает • определение количества подвижных звеньев, • определение количества кинематических пар, входящих в его состав, • нахождение подвижности каждой кинематической пары и степени подвижности механизма. • последовательное разделение механизма на структурные группы для упрощения его геометрического, кинематического и динамического исследования http: //touch 3 d. net/models/ ЗD интерактивные модели Машин и механизмов
Кинематиче ская схема - видео
Пример кинематической схемы
Кинематическая схема грузовой лебедки башенного крана (а) и ее аксонометрическое изображение (б): 1 — электродвигатель; 2 — муфта сцепления с тормозом; 3— 6 — зубчатые колеса; 7 — барабан для навивки каната; I, III — валы зубчатых колес
Конструкции механизмов машин и аппаратов состоят из узлов или сборочных единиц, т. е. подвижно или неподвижно соединенных между собою деталей.
Сборочные узлы (блоки) машин и аппаратов: • рабочие органы машин, • колеса насосов, вентиляторов, газодувок, мешалок, валки дробилок, барабаны центрифуг и барабанных сушилок; • пресс-формы; • корпусные (базовые) блоки; • блоки сальниковых, торцовых, манжетных, фланцевых и других устройств для герметизации; • опорные устройства для вращающихся валов, осей, барабанов в виде подшипников качения, скольжения или в виде специальных вращающихся роликов; • электромеханические, пневматические, гидравлические приводы; • муфты для соединения рабочего ротора машины с ее приводом.
Деталь – элемент конструкции механизма, машины или аппарата изготовленный без использования сборочных операций, (сварка, пайка, запрессовка и др. ) Группы деталей по функциональному признаку: - крепежные (болты, винты, шпильки, гайки, заклепки, штифты и т. п. ); - детали механизмов (валы, зубчатые колеса, винты, шкивы, рычаги и т. п. ); - детали направляющих (элементы подшипников); - детали герметизирующих устройств (фланцы, прокладки и т. п. ); - корпусные детали (станины, обечайки, днища, крышки и т. п. ); - упругие элементы (пружины, сильфоны, мембраны и т. п. ); - детали рабочих органов или исполнительных устройств (диски, лопасти, ступицы и т. п. ); - вспомогательные детали (рукоятки, петли люков и крышек, смотровые стекла и т. п. ).
Рычаг, колесо и винт – основные «буквы машинной азбуки» Рычаг — это стержень, поворачивающийся вокруг неподвижной точки опоры. Винт - это стержень с резьбой. Колесо – это … Видео – зубчаторычажные механизмы, Винтовые механизмы
. . . .