Основные критерии работоспособности механизмов и машин. Оптимальные параметры веса и габариты. Основы расчета деталей технических систем

Объект автоматизации – любой произвольный процесс или его часть. Оборудование любого производственного процесса является технической системой кот. состоит из двигателя передаточного и исполнительного.

Механизм – комплекс кинематических пар, передающих движение от двигателя к исполнительному механизму.

Кинематическая пара – соединение 2-х деталей, обеспечивающее движение 1 детали относительно другой. Деталь кинематической пары называется звеном. Механизм состоит из комплекса механических пар.

Детали подразделяются на следующие основные группы:

1.  детали для передачи или преобразования  вращательного движения (зубчатые, червячные и фрикционные колеса, шкивы, звездочки, кулачки, рычаги итд).

2.  детали и устройства для поддержания и соединения вращающихся частей (валы, оси, подшипники, муфты итд).

3.  крепежные детали соединений (болты, винты, шпонки, шлицы, штифты итд).

4.  детали со специальными упругими св-ми (пружины, мембраны итд).

Машина – совокупность взаимосвязанных звеньев или механизмов, предназначенная для преобразования энергии или для преобразования движения, или для накопления и переработки информации.

Машины делятся на:

1.  машинно-двигатели, преобразующие энергию в  мех. Работу (все виды двигателей).

2.  машины преобразователи, преобразующие мех. Работу в энергию (насосы, компрессоры итд)

3.  транспортные – машины преобразующие механическую работу в работу по перемещению массы.(подъемные краны, конвейеры, транспортные работы и.т.д.)

4.  технологические – машины, применяемые для выполнения технологических операций (станки)

работоспособность – состояние изделия, при котором оно способно нормально выполнить заданные ф-и, она обеспеч. на стадии проектирования расчетами, на стадии изготовления, выполнения всех нормативов, требований и рекомендаций к расчетам, на стадии эксплуатации, выполнения планов технического обслуживания и ремонтов.

ОСНОВНЫЕ КРИТЕРИИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН.

1.  надежность – св-ва изделия выполнять заданные ф-и, сохраняя работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта

2.  прочность – деталь не должна размещаться или получать остаточный деформации под влиянием действующих на нее сил в течении заданного срока службы.

3.  жесткость – упругие перемещения, возникающие в детали под влиянием действующих на нее сил, не должны превышать допустимых заданных значений;

4.  износостойкость – износ детали в течении заданного срока службы не должна вызывать нарушений характера сопряжения, ее с другими деталями и приводить к недопустимому умножению ее прочности.

ОПТИМАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВЕСА И ГАБАРИТЫ.

Деталь должна иметь достаточную прочность жесткость и износостойкость при минимально возможной массе и габаритам.

Технологичность – форма и материал детали желательно выбирать такими чтобы изготовление ее требовало наименьших затрат труда и времени. В соответствии с ГОСТ деталь должна удовлетворять стандартным разработкам на формы, размеры, сорта и марки материалов, наиболее используемых в производстве деталей.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРИ РАСЧЕТЕ МЕХАНИЗМОВ

Расчет механизма заключается в анализе каждого звена в отдельности и в синтезе всей системы в целом. Для этого выполняют геометрический, кинематический, скоростной, силовой и энергетический анализы.

Геометрический анализ – выполняется с целью установления общих габаритный размеров каждого звена, каждой кинематической пары.

Кинематический анализ – пополняется с целью установления траектории и формы движения каждого звена.

Скоростной анализ – позволяет определить скорость движения каждого звена.

Силовой анализ – дает возможность определять величины сил и моментов которые необходимо приложить к входному звену или которые могут преодолевать выходное звено.

Энергетический анализ – позволяет определить потреб. мощность электродвигателя для работы привода.

Передаточные механизмы технических систем служат для преобразования величины или вида движения входных параметров с целью получения требуемой величины или вида движения на исполнительном механизме. По назначению передаточные механизмы бывают поступательного движения, вращательного и преобразующие вид движения. К механизмам поступательного движения относятся пневмо и гидроцилиндры. Механизмы вращательного движения передают вращение от двигателя к исполнительному механизму на входе и на выходе вращательного движения.

Зубчатые цилиндрические передачи – хар-ся передаточным отношением или передаточное число показывает во сколько раз снижается угловая скорость.

·  прямозубые цилиндрические передачи;

·  косозубые передачи:

·  конические зубчатые передачи

·  зубчатые передачи с внутренним зацеплением колес

·  зубчатые редукторы – передача заключенная в корпусе. редукторы бывают конические и цилиндрические;

·  фрикционные передачи вращательного движения, работающие за счет сило трения.

·  Временная передача с гибким звеном

·  Цепные передачи.

Механизмы, преобразующие вид движения передают движение от двигателя, одновременно преобразуя его чаще вращательное в поступательное движение, реже – наоборот.

ВИДЫ МЕХАНИЗМОВ:

·  Зубчато-реечные

·  Винтовые передачи

·  Фрикционные

·  Рычажные механизмы (кривошипно-ползунковые)-кривошип, опора, шарнир, ползун, направляющая.

·  Кулачковый – опора, кулачок, направляющая, толкатель-шток.

КОНСТРУКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

·  Чугун – С более 2% чем в стали, применяется при изготовлении корпусных деталей