Контрольная работа по "Технологии"

Перечень вопросов:

Вопрос 21. Назовите зубчатые передачи: виды зацеплений, формы колес и зубьев, определите основные параметры, достоинства и недостатки.

Вопрос 46. Как устроены и где применяются винтовые и ковшовые конвейеры? Приведите схемы.

Вопрос 55. Каково назначение талей? Приведите схемы и поясните действие.

Вопрос 89. Назовите область применения, устройство и принцип действия установок ударно-канатного бурения.

Вопрос 99. Какие смесители Вам известны? Укажите область их применения, устройство смесителей иллюстрируйте схемами.

Вопрос 15. Структурные элементы (блоки), составляющие СМ, назначение и краткая характеристика каждого элемента.

Вопрос 21. Назовите зубчатые передачи: виды зацеплений, формы колес и зубьев, определите основные параметры, достоинства и недостатки.

 

Зубчатой передачей называется механизм, служащий для передачи вращательного движения с одного вала на другой и изменения частоты вращения посредством зубчатых колес и реек.

Зубчатое колесо, сидящее на передающем вращение валу, называется ведущим, а на получающем вращение — ведомым. Меньшее из двух колес сопряженной пары называют шестерней; большее — колесом; термин «зубчатое колесо» относится к обеим деталям передачи.

Зубчатые передачи представляют собой  наиболее распространенный вид передач  в современном машиностроении. Они  очень надежны в работе, обеспечивают постоянство передаточного числа, компактны, имеют высокий КПД, просты в эксплуатации, долговечны и могут передавать любую мощность (до 36 тыс. кВт).

К недостаткам зубчатых передач  следует отнести: необходимость  высокой точности изготовления и  монтажа, шум при работе со значительными  скоростями, невозможность бесступенчатого  изменения передаточного числа.

В связи с разнообразием условий  эксплуатации формы элементов зубчатых зацеплений и конструкции передач весьма разнообразны.

Зубчатые передачи классифицируются по признакам, приведенным ниже.

1. По взаимному расположению осей колес: с параллельными осями (цилиндрическая передача — рис. 172, I—IV); с пересекающимися осями (коническая передача — рис. 172, V, VI); со скрещивающимися осями (винтовая передача — рис. 172, VII; червячная передача — рис. 172, VIII).
2. В зависимости от относительного вращения колес и расположения зубьев различают передачи с внешним и внутренним зацеплением. В первом случае (рис. 172, I—III) вращение колес происходит в противоположных направлениях, во втором (рис. 172, IV) — в одном направлении. Реечная передача (рис. 172, IX) служит для преобразования вращательного движения в поступательное.
3. По форме профиля различают зубья эвольвентные (рис. 172, I, II) и неэвольвентные, например цилиндрическая передача Новикова, зубья колес которой очерчены дугами окружности.
4. В зависимости от расположения теоретической линии зуба различают колеса с прямыми зубьями (рис. 173, I), косыми (рис. 173, II), шевронными (рис. 173, III) и винтовыми (рис. 173, IV). В непрямозубых передачах возрастает плавность работы, уменьшается износ и шум. Благодаря этому непрямозубые передачи большей частью применяют в установках, требующих высоких окружных скоростей и передачи больших мощностей.
5. По конструктивному оформлению различают закрытые передачи, размещенные в специальном непроницаемом корпусе и обеспеченные постоянной смазкой из масляной ванны, и открытые, работающие без смазки или периодически смазываемые консистентными смазками (рис. 174).
6. По величине окружной скорости различают: тихоходные передачи (v равной до 3 м/с), среднескоростные (v равной от 3... 15 м/с) и быстроходные (v более 15 м/с).

Рис. 172

Рис. 173

Рис. 174 

 

Основы теории зацепления

Боковые грани зубьев, соприкасающиеся  друг с другом во время вращения колес, имеют специальную криволинейную  форму, называемую профилем зуба. Наиболее распространенным в машиностроении является эвольвентный профиль (рис. 175).

Рис. 175

Придание профилям зубьев зубчатых зацеплений таких очертаний не является случайностью. Чтобы зубья двух колес, находящихся в зацеплении, могли плавно перекатываться один по другому, необходимо было выбрать такой профиль для зубьев, при котором не происходило бы перекосов и защемления головки одного зуба во впадине другого.

На рис. 176 изображена пара зубчатых колес, находящихся в зацеплении. Линия, соединяющая центры колес О1 и О2 называется линией центров или межосевым расстоянием — a_w.

Рис. 176

Точка Р касания начальных окружностей d_W1 и d_W2 — полюс — всегда лежит на линии центров. Начальными называются окружности, касающиеся друг друга в полюсе зацепления, имеющие общие с зубчатыми колесами центры и перекатывающиеся одна по другой без скольжения.

Если проследить за движением пары зубьев двух колес с момента, когда они впервые коснутся друг друга до момента, когда они выйдут из зацепления, то окажется, что все точки касания их в процессе движения будут лежать на одной прямой NN. Прямая NN, проходящая через полюс зацепление Р и касательная к основным* окружностям d_b1, d_b2, двух сопряженных колес, называется линией зацепления. Отрезок g_a линии зацепления, отсекаемый окружностями выступов сопряженных колес, — активная часть линии зацепления, определяющая начало и конец зацепления пары сопряженных зубьев.

Линия зацепления представляет собой линию давления сопряженных профилей зубьев в процессе эксплуатации зубчатой передачи.

Угол α_w между линией зацепления и перпендикуляром к линии центров O₁О₂ называется углом зацепления. В основу профилирования эвольвентных зубьев и инструмента для их нарезания положен стандартный по ГОСТ 13755-81 исходный контур так называемой рейки, равный 20°. 

 

Во время работы цилиндрической прямозубой передачи сила давления Р_n ведущей шестерни O₁ в начале зацепления передается ножкой зуба на сопряженную боковую поверхность (контактную линию) головки ведомого колеса О₂. Чем больше пара зубьев одновременно находится в зацеплении, тем более плавно работает передача, тем меньшую нагрузку воспринимает на себя каждый зуб.

Основные элементы зубчатых зацеплений. При изменении осевого расстояния αw = О₁О₂ пары зубчатых колес будет меняться и положение полюса зацепления Р на линии центров, а следовательно, и величина диаметров начальных окружностей, то есть у пары сопряженных зубчатых колес может быть бесчисленное множество начальных окружностей. Следует отметить, что понятие начальные окружности относится лишь к паре сопряженных зубчатых колес. Для отдельно взятого зубчатого колеса нельзя говорить о начальной окружности.

Если заменить одно из колес зубчатой рейкой, то для каждого зубчатого  колеса найдется только одна окружность, катящаяся по начальной прямой рейке  без скольжения, — эта окружность называется делительной.

Примечание. В настоящей книге  рассматриваются зубчатые передачи, у которых начальные и делительные окружности совпадают.

Так как у каждого зубчатого  колеса имеется только одна делительная  окружность, то она и положена в основу определения основных параметров зубчатой передачи по ГОСТ 16530- 83 и ГОСТ 16531-83 (рис. 178)

Рис. 178

Основные параметры зубчатых колес:

1.  Делительными окружностями пары зубчатых колес называются соприкасающиеся окружности, катящиеся одна по другой без скольжения. Эти окружности, находясь в зацеплении (в передаче), являются сопряженными. На чертежах диаметр делительной окружности обозначают буквой d.

2.  Окружной шаг зубьев Р_t — расстояние (мм) между одноименными профильными поверхностями соседних зубьев. Шаг зубьев, как нетрудно представить, равен делительной окружности, разделенной на число зубьев z.

3.  Длина делительной окружности. Модуль. Длину делительной окружности можно выразить через диаметр и число зубьев: Пd = P_t • r. Отсюда диаметр делительной окружности d = (Рt • z)/П.

Отношение P_t/П называется модулем зубчатого зацепления и обозначается буквой т. Тогда диаметр делительной окружности можно выразить через модуль и число зубьев d = m • z. Отсюда m = d/z.

Значение  модулей для всех передач —  величина стандартизированная.

Для понимания зависимости между  величинами Р_t т и d приведена схема на рис. 178, II, где условно показано размещение всех зубьев 2 колеса по диаметру ее делительной окружности в виде зубчатой рейки.

4. Высота делительной головки зуба h_a — расстояние между делительной окружностью колеса и окружностью вершин зубьев.

5. Высота делительной ножки зуба h_f — расстояние между делительной окружностью колеса и окружностью впадин.

6.     Высота зуба h — расстояние между окружностями вершин зубьев и впадин цилиндрического зубчатого колеса h = h_a + h_f..

7. Диаметр окружности вершин зубьев d_a — диаметр окружности, ограничивающей вершины головок зубьев.

8. Диаметр окружности впадин зубьев d_f — диаметр окружности, проходящей через основания впадин зубьев.

При конструировании механизма  конструктор рассчитывает величину модуля т для зубчатой передачи и, округлив, подбирает модуль по таблице  стандартизированных величин. Затем  он определяет величины остальных геометрических элементов зубчатого колеса.

Зубчатые передачи с зацеплением M.Л. Новикова

В этом зацеплении профиль зубьев выполняется не по эвольвенте, а по дуге окружности или по кривой, близкой к ней (рис. 179).

Рис. 179

При зацеплении выпуклые зубья одного из колес контактируют с вогнутыми зубьями другого. Поэтому площадь соприкосновения одного зуба с другим в передаче Новикова значительно больше, чем в эвольвентных передачах. Касание сопряженных профилей теоретически происходит в точке, поэтому данный вид зацепления называют точечным.

При одинаковых с эвольвентным зацеплением  параметрах точечная система зацепления с круговым профилем зуба обеспечивает увеличение контактной прочности, что в свою очередь позволяет повысить нагрузочную способность передачи в 2...3 раза по сравнению с эвольвентной. Взаимодействие зубьев в сравниваемых передачах также различно: в эвольвентном зацеплении преобладает скольжение, а в зацеплении Новикова — качение. Это создает благоприятные условия для увеличения масляного слоя между зубьями, уменьшения потерь на трение и увеличения сопротивления заеданию.

К достоинствам зацепления Новикова относятся возможность применения его во всех видах зубчатых передач: с параллельными, пересекающимися и скрещивающимися осями колес, с внешним и внутренним зацеплением, постоянным и переменным передаточным отношением. Потери на трение в этой системе зацепления примерно в 2 раза меньше потерь в эвольвентном зацеплении, что увеличивает КПД передачи.

К основным недостаткам передач  с зацеплением Новикова относятся: технологическая трудоемкость изготовления колес, ширина колес должна быть не менее 6 модулей и др. В настоящее  время передачи с зацеплением  Новикова находят применение в редукторах больших размеров.

 

Вопрос 46. Как устроены и где применяются винтовые и ковшовые конвейеры? Приведите схемы.

 

Винтовой конвейер (или шнековый конвейер, шнек) — транспортирующее устройство для сыпучих, мелкокусковых, пылевидных, порошкообразных материалов.

Рис. Винтовой конвейер

 

Принцип работы винтового конвейера

Шнеки используют на предприятиях по производству строительных материалов, в комбикормовой, мукомольной и химической промышленности для перемещения в горизонтальном, вертикальном и наклонном направлениях сыпучих, мелкокусковых, пылевидных, порошкообразных материалов (как правило на расстояние до 40 м по горизонтали и до 30 м — по вертикали). В машиностроительных цехах применяется для транспортировки сливной стружки от станков.

Нецелесообразно при помощи шнеков перемещать липкие, высокоабразивные, а также сильно уплотняющиеся  грузы. К положительным свойствам  шнеков относятся несложность технического обслуживания, простота устройства, небольшие  габаритные размеры, герметичность, удобство промежуточной разгрузки. Отрицательными качествами шнеков являются значительное истирание и измельчение груза, высокий удельный расход энергии, повышенный износ желоба и винта.

Классификация

Винтовые конвейеры классифицируют

• по наклону жёлоба (горизонтальные, пологонаклонные, крутонаклонные, вертикальные);
• по направлению спирали;
• по переменности шага и диаметра винта;
• по конструктивному исполнению винта (сплошные, лопастные, ленточные, фасонные).

Форма винта выбирается в зависимости  от вида транспортируемого груза.

 

Горизонтальный шнек

Данный вид конвейера состоит  из привода (редуктор и электродвигатель), вращающего винт (рабочий орган машины), приводного вала с укрепленными на нем витками транспортирующего  винта, желоба с полуцилиндрическим днищем, загрузочного и разгрузочного  устройства. Через отверстия в  крышке желоба подается насыпной груз и скользит вдоль желоба при вращении винта. Совместному вращению груза  с винтом препятствует сила тяжести  груза и трение его о желоб. Через отверстия в днище, снабженные затворами осуществляется разгрузка  желоба. Винт шнека выполняют одно, двух или трехзаходным, с правым или левым направлением спирали. Поверхность винта шнека бывает лопастной, фасонной, ленточной, сплошной (применяют при перемещении порошкового насыпного, сухого мелкозернистого груза, не склонного к слеживанию). При перемещении слеживающихся грузов применяют винты шнека с лопастной, фасонной, ленточной поверхностью.